1、本word文檔可編輯可修改水下基槽 施工 工 藝作業(yè)指導(dǎo)書5. 3.1 工 藝概述水下基槽為用于預(yù)制管段沉放的水中基坑。一、基槽開挖橫斷面設(shè)計基槽底寬（一般為管段最大外側(cè)寬度體基礎(chǔ)處理方法時， b可適當(dāng)加大?；坶_挖深度確定。B加兩側(cè)預(yù)留量 2b）， b = 1 2.5m，根據(jù)不同的具根據(jù)沉管段的縱斷面可得出任一位置的沉管底面標(biāo)高?；坶_挖的底部標(biāo)高原則上是等于沉管段的底面標(biāo)高，加上基礎(chǔ)處理所需高度以及基槽(疏浚 )的精度 (一般為 300500mm)誤差，即可得出任一位置基槽開挖橫斷面的開挖深度。如遇巖層，尚需確定爆破巖層厚度。根據(jù)河 (海 )床基槽的地質(zhì)條件來進(jìn)行基槽邊坡穩(wěn)定性分析計算，最

2、后根據(jù)沉管段所處位置的水力學(xué)因素 (潮汐、淤積和沖刷等 )進(jìn)行修正，最終可得出基槽開挖橫斷面。典型基槽開挖橫斷面見圖 5.3.1-1。通常上下層和斷面上下游側(cè)坡度會根據(jù)實際情況有所不同，但目前國內(nèi)多數(shù)沉管基槽邊坡的上下游坡度設(shè)計值相同。L(m)24mbBb圖 5.3.1 - 1基槽開挖典型斷面圖圖 5.3.1 - 2沉管隧道沉管段基槽開挖回填斷面圖- 463 -關(guān)注我 實時更新 最新資料 二、基槽開挖縱斷面設(shè)計座作為管段沉放的定位基基槽開挖縱斷面形狀基本上與沉管段的縱斷面一致。在采用臨時支準(zhǔn)時，臨時支座基底標(biāo)高可作為縱斷面設(shè)計的控制標(biāo)高。無臨時支座時，以上述開挖深度作為控制標(biāo)高。基槽開挖長度即

3、為管段沉放與兩岸上段水下對接端面之間縱向里程。三、基槽開挖平面設(shè)計基槽開挖的平面軸線應(yīng)與沉管段平面軸線相一致?；坶_挖的寬度應(yīng)與沉管段平面軸線相對稱，定性要求不同而變化。并隨沉管段埋設(shè)深度以及地質(zhì)條件對邊坡穩(wěn)若基礎(chǔ)處理采用后填法時，基槽開挖平面設(shè)計要考慮管段沉放時的臨時支座(鋼筋混凝土墊塊 )設(shè)置，在放置臨時支座的基槽兩側(cè)預(yù)留量式托座對接定位時，每管段需要配置兩塊臨時支座，對接，每管段需要配置四塊臨時支座?；坶_挖平面設(shè)計時，還要根據(jù)管段與岸上段對接要求，挖與岸上段對接區(qū)護(hù)岸基槽的接口。四、基槽回淤分析與控制b要適當(dāng)加寬，以便順利放置臨時支座。采用鼻如不采用鼻式托座而是采用定位梁搭接定位以及拉

4、合對接形式，處理好基槽開1.基槽沉積的原因大多數(shù)河流都存在著與沉積物、淤泥和沿河底輸送的材料有關(guān)的問題，且情況各不相同，形成材料沉積有四個主要因素，這些因素單獨或共同影響著沉積。河中由于開挖基槽使得河流在基槽部位截面增大，輸送的材料及夾雜懸浮狀泥砂沉積；引起水流速減低，造成較原快水流攜帶當(dāng)河水與海水混合時，懸浮在淡水中的沉積物將絮凝而沉到底部，形成薄薄的一層泥。以后的潮汐再在上面沉積更多泥層，結(jié)果不斷增大的重力使泥層固結(jié)。此時需要采取清理系統(tǒng)頻繁地清理基槽。這種情況取決于沉積和固結(jié)速度及浚挖基槽暴露后潮汐的次數(shù)。在大流量和高流速水道中，可能存在著沿河底攜帶輸送的材料(砂、卵石之類 )，這些材料

5、很容易在已浚挖好的基槽中沉積。在某些條件下，工 程進(jìn)行的一些活動或在工 程附近的作業(yè)都可能增加沉積量。道下面的基礎(chǔ)樁 (振動 )很可能影響基槽其余部分懸浮沉積物的濃度。2.淤泥沉積造成的問題例如打設(shè)隧基槽沉積的原因是多方面的，沉積的物質(zhì)材料也各種各樣(如軟泥，砂石、海藻及貝殼等)。盡管影響程度不同，但對沉管隧道 施工 來說，淤泥沉積可造成以下問題：船塢內(nèi)的淤泥沉積；使管段陷入淤泥而影響管段起浮，此時需要仔細(xì)將其挖除；淤泥沉積使基槽深處水的比重增加，這會降低管段沉放位置上抗浮力的安全程度。在有些情況下，為了消除這一影響不得不增加壓重，導(dǎo)致費用增加；在管段底板壓砂以前，沉積在管段頂部的淤泥會給管段

6、增加額外的荷載，結(jié)構(gòu)，此時可通過減少壓載重量和準(zhǔn)確量測支承結(jié)構(gòu)的受力來控制；底板下的空隙被濃度極大的淤泥迅速填滿，會危及臨時支承以致于在潛水員的協(xié)助下也難進(jìn)行噴砂、壓砂之類的基礎(chǔ)處理作業(yè)；在沉管段兩側(cè)的淤泥會妨礙管段下水壓與潮汐變動水位間孔隙水的平衡，承結(jié)構(gòu)；也會危及臨時支如果在構(gòu)筑砂石墊層基礎(chǔ)中夾有淤泥層。則在隧道運營后，會因淤泥的固結(jié)變形導(dǎo)致隧道管段不均勻沉降。在管段中產(chǎn)生較大彎矩，嚴(yán)重時導(dǎo)致管段開裂；進(jìn)行基礎(chǔ)處理時，如回淤過于嚴(yán)重，會影響砂基礎(chǔ)的強度。3.防止淤泥沉積的對策防止淤泥沉積的辦法最好是在管段沉放和基礎(chǔ)處理作業(yè)時采取一些措 施，一旦發(fā)生沉積即應(yīng)立即清除。主要方法有：避免淤泥沉積

7、或?qū)λ淼来┰降暮恿鬟M(jìn)行詳細(xì)的水文勘測，如水的流速、潮汐的變化，水流中泥砂的含量等。- 464 - 并會同泥砂方面專家做好河流中泥流，泥砂數(shù)量及質(zhì)量的預(yù)測工 作，以便制訂管段沉放及基礎(chǔ)作業(yè)的詳細(xì)計劃。在江河入?？诒M量避免在漲潮期進(jìn)行管段沉設(shè)，浮物絮凝。因海水與淡水的混合會使水中懸精心組織基槽開挖和管段沉放等工 序的 施工 。如果基槽開挖后長期不放置管段，就會很快形成淤積，因此，基槽開挖和管段沉放間隔的時間越短越好：為避免浚挖好的基槽底沉積淤泥，浚挖 施工 時應(yīng)分粗挖和精挖，靠近基底預(yù)留挖層在臨近管段沉放前再開挖；1m左右精在管段沉放期間有淤泥沉積時，要用專用設(shè)備清除。如利用噴砂設(shè)備的逆向作業(yè)，即

8、讓噴砂管噴射水或空氣，把要清除的沉積物沖擊成懸浮物，隨后被水流帶走，或利用回水管吸走：在進(jìn)行基礎(chǔ)整平工 作時，將槽底淤泥向前推移，待積至很厚時，用氣壓提升泵清走；在管段沉放過程中，回淤特別嚴(yán)重時。可對管段采取一些特殊措 施以防止淤泥侵入管底基礎(chǔ)處理作業(yè)區(qū)。如在管段底部四周裝置防淤泥進(jìn)入的裙板。五、挖泥船選用于較短的沉當(dāng)水下基槽部位土質(zhì)較松軟時，可以采用抓斗或耙吸船、絞吸船直接開挖，但對管隧道，購置或租賃耙吸船、絞吸船代價高昂，一般采用抓斗開挖。首先對既有河面測量，并在岸邊布置測量控制點，然后組織挖泥船進(jìn)場 施工 ，一般可先采用輕型抓斗 施工 ，當(dāng)輕型抓斗不能滿足 施工 要求時可采用重型抓斗。抓

9、斗挖泥前及挖泥過程中要進(jìn)行精確定位，保證所開挖范圍為設(shè)計基槽范圍，開挖的同時輔助以運泥船進(jìn)行運泥。采用挖泥船分層開挖，每分層階梯高差最好不超過 2m；挖泥時，遵循“先邊坡后基槽”的原則，控制每邊超寬不大于 2m、超深不大于 0.5m為好，挖泥過程要加強觀測，控制小區(qū)域下斗的深度。圖 5.3.1 - 3大容量泥倉耙吸式挖泥船當(dāng)隧道較長時，可采用耙吸式挖泥船或絞吸式挖泥船。耙吸式挖泥船(TSHD)的吸泥管端頭配有一個耙頭，是一種自航式、自帶泥艙，可一邊航行一邊挖泥。就位挖泥時，將吸泥管耙頭下放至海底，通過耙頭和吸泥管將泥水混合物泵送至泥倉，裝載。當(dāng)挖泥船吃水達(dá)到極限或條件不允許其進(jìn)一步加載時，當(dāng)環(huán)

10、保原因不允許溢流時，也可無溢流挖泥工 作停止，收起吸泥管置于甲板上，駛往拋泥點。耙吸式挖泥船適宜于各種土層條件的疏浚，例如粉沙、粘土、砂和礫石。即使是粘性很強的土壤和膠結(jié)土也沒問題。它可配各種耙頭，這主要取決于土壤條件。其疏浚深度可達(dá) 100多米，較適用于繁忙的港口和航道。- 465 - 圖 5.3.1 - 4絞吸式挖泥船絞吸式挖泥船（CSD）配有一個旋轉(zhuǎn)刀盤和水下離心泵、吸泥管，排放系統(tǒng)（排放管和排放泵），使挖泥船向前移動的錨柱和錨柱架，使其向側(cè)面移動的錨和絞車，是一種固定浚挖的挖泥然后將主要錨柱定位。利用錨臂將側(cè)錨放置在旋轉(zhuǎn)船。絞吸式挖泥船航行或拖航至疏浚開挖處，刀盤外側(cè)，或者通過疏浚輔助

11、工 作船完成。疏浚期間，CSD在側(cè)絞車作用下圍繞主錨柱擺動。CSD的大小不同，其切削寬度可達(dá)通過錨固架向前移動。根據(jù)5120m左右。 CSD的操作過程包括通過刀盤進(jìn)行土壤切削，然后通過吸泥管和排放泵泵送泥水混合物。六、定位及測量儀器在 施工 中發(fā)揮了近些年，大多數(shù) 施工 部門引進(jìn)了國外許多先進(jìn)的定位、測量儀器，這些儀器極大的作用，保證了在水下開挖溝槽的精度和效率。通常在水下開挖溝槽采用二套定位系統(tǒng)，以相互比較，保證定位的準(zhǔn)確性。例如可采用 DGPS和微波定位系統(tǒng)，或DGPS和自追式全站儀定位，也可使用雙 DGPS定位系統(tǒng)定位。在定位儀器挖泥船在水中 施工 ，超欠挖可以控制在 30cm以內(nèi)。已有

12、資料表明航道工 程部門（單位）現(xiàn)有的定位測量儀器完全能夠滿足沉管基槽開挖的需要。和測深儀等測量儀器的配合下，5.3.2作業(yè)內(nèi)容主要包括水下基槽的開挖和轉(zhuǎn)運。5.3. 3工 藝流程圖辦理航行通告相關(guān)手續(xù)既有河床面測量驗潮站設(shè)立組織挖泥船進(jìn)場基槽開挖需要炸礁否？水下鉆孔爆破清礁水下挖泥、轉(zhuǎn)運測量驗收圖 5.3.3 - 1水下基槽 施工 工 藝流程圖- 466 - 5.3. 4工 藝步驟一、土類地層基槽 施工 開挖對于土類多采用挖泥機(jī)進(jìn)行 施工 ：1.對待挖表面的清理船較適合。如兩岸有主要是在測量好的待挖范圍內(nèi)清理石塊、雜物等障礙物，用抓斗式挖泥妨礙定位測量的障礙物也應(yīng)一并清理，清理后用測深儀測深，

13、以求大致反映出基槽的開挖全貌。2.基槽切灘這一階段要借助定位測量儀器挖除高于水底自然輪廓的淺灘（亦即水中高地）。3.基槽粗挖根據(jù)所探明的地質(zhì)情況，采用相適合的挖泥船進(jìn)行粗挖。時每層的開粗挖是指分層開挖基槽挖深度較大，效率高，但精度較低的開挖。由于鉸吸式挖泥船的效率高，一般進(jìn)行粗挖可采用鉸吸式挖泥船。抓斗式、鏈斗式、耙吸等其他種類的挖泥船的選用可根據(jù)實際條件選擇。4.基槽精挖基槽精挖階段常進(jìn)行分層開挖，質(zhì)條件采用每層的開挖深度較小，速度稍慢。根據(jù)開挖區(qū)地合適的設(shè)備，但通常需要借助定位側(cè)量儀器和電子計算機(jī)等的配合，以確保高精度要求，例如目前廣泛采用的自航耙吸式挖泥船電子圖形控制系統(tǒng)，它可高效率、高

14、精度開挖基槽。每一層開挖完成之后應(yīng)準(zhǔn)確測深，為下一層的開挖做好準(zhǔn)備，或確定基槽開挖是否已符合設(shè)計要求。將精挖放在臨近管段沉放的時間進(jìn)行還可減少成形后基槽中泥沙的淤積，減少清淤的工 作量。如果選用抓斗式挖泥船進(jìn)行精挖則應(yīng)選用斗容稍小的挖泥船，精度較高，可以使開挖的基槽成形更準(zhǔn)確。二、巖石類地層基槽 施工 開挖因為斗容較小的挖泥船定位1.巖石類地層基槽開挖步驟沉管基槽有所不同，大體上通過地層為巖石類的沉管基槽，其工 序與通過地層為非巖石類的可以分為 3步：借助定位測量儀器準(zhǔn)確定出待開挖的范圍，并設(shè)立標(biāo)志。用挖泥船對待挖基巖表面進(jìn)行清理，若清理表層泥沙可用耙吸船，并同時用測深儀測深，以了解待挖基槽的

15、表面狀況。利用炸礁船按設(shè)計要求在基巖上鉆孔，裝填炸藥，將基槽深度范圍內(nèi)的巖石炸開。然后，用抓斗式挖泥船將炸碎的砂石清除。如果巖石深度大，還應(yīng)分層爆破。開挖結(jié)束后，可用鉆船探摸法測深，若發(fā)現(xiàn)探摸的斷面標(biāo)高未達(dá)到設(shè)計深度，可用鉆進(jìn)法來判斷該斷面的實際情況，較易鉆進(jìn)的可視為漏挖處理，較難鉆進(jìn)的可用局部爆破法作補炸處理。用探桿配合經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測深儀進(jìn)行平面和水深測量，設(shè)計要求。以最后確認(rèn)基槽開挖是否符合2.水下炸礁主要 施工 工 序及方法炸礁區(qū)域 施工 順序進(jìn)行水下炸礁 施工 。爆破物品運輸路線礁 施工 爆破物品運輸一般先在河道中間段進(jìn)行炸礁，然后再對兩端基槽部分 施工 所需爆破物品必須由公安機(jī)關(guān)

16、指定的單位運輸?shù)街付ㄎ恢茫儆烧ù舆\至炸礁船儲存使用。根據(jù)實際使用情況及潮水確定運送時間。對于大面積的水下炸礁作業(yè)通常采用水下鉆孔爆破 施工 ，對于孤礁多采用裸炸方式進(jìn)行在 施工 過程中，為了減少水中沖擊波對附近建筑物的影響，除了嚴(yán)格遵守爆破安全規(guī)程、采用合理的爆破方法、孔網(wǎng)參數(shù)外，還應(yīng)對以下幾方面加以考慮：及時通知爆破區(qū)附近停泊的船舶和其它水中作業(yè)（潛水作業(yè)、游泳等）人員，確認(rèn)其已離開爆破危險警戒區(qū)后才能聯(lián)線起爆。爆破前派出警戒船舶在上下游進(jìn)行警戒，爆破警戒信號發(fā)出后，禁止一切過往船舶通過，如有船只闖進(jìn)警戒區(qū)，必須禁止爆破，待其通過后方能起爆。3.水下爆破控制措 施主要采取以下控制措 施嚴(yán)

17、把爆破器材質(zhì)量高，并在應(yīng)用前進(jìn)行水下爆破為減小爆破地震效應(yīng)，需采用了高質(zhì)量的雷管，要求其延期時間精度較抽樣檢測。并應(yīng)合理確定相鄰孔雷管延期時間，以保證微差削波效果。- 467 - 調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)孔內(nèi)分布更加均減小炮孔和藥柱直徑。通過減小炮孔直徑，使相同重量的藥柱長度增加，在勻；增加超鉆深度，保證后期爆破能一次性達(dá)到設(shè)計標(biāo)高；減小炮孔排距?？刂茊慰姿幜?.3.5質(zhì)量控制說明一、平面控制系統(tǒng)基槽開挖水下挖泥采用 DGPS定位，投入使用的挖泥船舶均配置該系統(tǒng)。挖泥船配備的 DGPS定位系統(tǒng)與設(shè)置在岸上的二、精度控制DGPS差分參考臺配套使用。1.零基線檢測：在 DGPS差分參考臺基準(zhǔn)點上，安裝參考臺G

18、PS接收天線及 DGPS接收機(jī)、天線等工 作，接收并記錄信號24小時，與基準(zhǔn)點的已知坐標(biāo)進(jìn)行比較，盡量控制誤差。2.基線檢測：在離差分參考臺 5080km范圍內(nèi)的 施工 區(qū)中的已知點上安裝24小時接收并記錄信號，與已知坐標(biāo)進(jìn)行比較，提高精度。DGPS接收天線，GPS差3.為保證 DGPS系統(tǒng)工 作正常，隨時了解衛(wèi)星狀態(tài)及差分信號質(zhì)量，在隧址現(xiàn)場建立分監(jiān)控臺， 24小時實時監(jiān)控。三、高程控制系統(tǒng)基槽開挖深度基準(zhǔn)面通常采用所在地的城建高程系統(tǒng)。數(shù)據(jù)后，設(shè)立通過現(xiàn)場觀測潮位變化滿足 施工 要求的臨時驗潮站，為挖泥船和測量提供實時潮位。四、定位與深度控制1.平面控制采用 DGPS進(jìn)行導(dǎo)航定位。挖泥船安

19、裝有控制系統(tǒng)軟件的計算機(jī)聯(lián)合使用。挖泥船上的 DGPS在接收衛(wèi)星信號的同時也接收安裝在陸地平面控制點上的 DGPS基準(zhǔn)點的差分號，從而測得準(zhǔn)確的挖泥位置坐標(biāo)，DGPS定位儀，并與安裝有疏浚工 程電子圖形并通過計算機(jī)以圖形的形式實時顯示出挖泥船在設(shè)計疏浚區(qū)的相對位置。同時，還可在計算機(jī)的屏幕上顯示挖泥區(qū)不同標(biāo)高的泥面。2.深度控制通過挖泥船的挖深顯示儀，可知道實時的相對挖泥深度。 潮位變化通過人工 驗潮觀測后報送到挖泥船上，挖泥船據(jù)此調(diào)整下斗深度。根據(jù)各 施工 段的浚深和邊坡要求及 施工 環(huán)境，確定各分條浚深標(biāo)高；在各 施工 段 施工 范圍內(nèi)，先進(jìn)行首層開挖，在首層開挖完成后，按次層標(biāo)高控制進(jìn)行次層的開挖；在開挖過程中，抓機(jī)手、大副、 施工 現(xiàn)場管理人員，充分利用各種檢測手段嚴(yán)格控制浚深標(biāo)高，如控制纜繩長度等；每相鄰兩個 施工 段之間的銜接部分開挖時要密切注意各段的設(shè)計挖深，防止漏挖和錯挖