一種水下隔離式混凝土澆築施工方法
2023-09-16 01:34:30 2
一種水下隔離式混凝土澆築施工方法
【專利摘要】一種水下隔離式混凝土澆築施工方法，在水下澆築過程中引入水泥漿作為介質層，使得混凝土、水泥漿、水三者在澆築過程中，能在重力作用下自行分層，始終保證混凝土與環境水隔離，而且可以實現導管在水泥漿中的水平移動和水下混凝土振搗，從而提高水下澆築施工質量。本發明中的水泥漿介質層具有較好的流動性、抗分散性和均質性，利用其比重特性實現隔離作用，減少了水下混凝土在澆築過程中與環境水的直接接觸，而且可以進行水下混凝土的水下振搗，從而取得更好的水下澆築質量。本方法實現了常態混凝土水下大倉面、大體積的澆築施工，工藝簡單，施工質量大幅提高，施工成本則大大降低。
【專利說明】一種水下隔離式混凝土澆築施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水下混凝土澆築【技術領域】，具體涉及一種利用水泥漿介質將混凝土與環境水進行隔離的水下澆築施工方法。
【背景技術】
[0002]水下混凝土澆築施工方法，目前公知的水下混凝土澆築方法有導管法、袋裝法(膜袋法)、壓漿法等，其中以導管法最為常用。
[0003]導管法澆築水下混凝土，在上部設料鬥，下部連接導管，導管底部裝設開關閥門。澆築時，將導管移至指定澆築部位，底部距澆築地面一定距離，先將導管內充滿混凝土，然後打開下口閥門，一面均衡地澆築混凝土，一面緩緩提升導管，澆築過程中始終需保持導管底口始終埋在已澆的混凝土內一定淹沒深度，直至結束。導管澆築的作用半徑通常不大於3m，且在澆築過程中只允許導管上下升降，不得左右移動。
[0004]對於水下澆築所用的混凝土，常須具有水下不分散性、良好流動性、自密實性，需要摻加絮凝劑等外加劑，單位方量成本就增加近I倍，而且由於摻加外加劑後自身粘稠度增大，採用泵送時極容易堵管造成澆築中斷，總體成本代價高。若採用常態混凝土進行水下澆築，在水下雖然可以凝固硬化，但是水下澆築質量較差，主要原因就是混凝土易與環境水接觸，導致其水灰比增大和骨料離析，從而影響混凝土澆築質量。因此，若能採取一定的施工方法，利用普通混凝土就能進行水下澆築，且可以取得較好的水下澆築質量，而工程成本又較小，無疑將是水下混凝土澆築領域實質性的進步，其技術難題就在於怎樣減少澆築過程中混凝土與環境水的接觸機會。
【發明內容】
[0005]為解決水下混凝土導管法澆築技術中存在的技術問題，本發明提出了一種水下隔離式混凝土澆築施工的方法，它利用一種比重介於水和混凝土之間的、均質的、自身具有一定抗分散性，且流動性較好的水泥漿作為介質，使得混凝土、水泥漿、水三者在澆築過程中，能在重力作用下自行分層，始終保證混凝土與環境水的有效隔離，且可以實現導管在水泥漿中的水平移動、水下混凝固振搗，從而提高常態混凝土的水下澆築施工質量。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:一種水下隔離式混凝土澆築施工方法，在水下澆築過程中利用水泥漿介質，形成水泥漿介質層將混凝土與環境水有效隔離，減少澆築過程中混凝土與環境水的接觸機會。
[0007]施工具體步驟為:
1)水泥漿介質配製:先配製一種比重介於水和混凝土之間的、均質的、自身具有一定的抗分散性，且流動性較好的水泥漿介質；
2)注入水泥漿介質:採用導管法，先嚮導管內放入隔離球或導管底部採用閥門控制；向料鬥內連續注入水泥漿，直到在澆築部位形成一定厚度的水泥漿介質層。
[0008]3)常態混凝土澆築:水泥漿介質注漿完成後，先嚮導管內放入隔離球或導管底部採用閥門控制；完成後立即向料鬥內注入常態混凝土，且始終保持導管下口在水泥漿介質層內具有一定的淹沒深度，施工過程實時監測介質層和下部混凝土的上升高度，一面均衡地澆築混凝土，一面緩緩提升導管，直至澆築結束。
[0009]所述的水泥楽介質的水灰比在0.5?0.7之間，密度1.6?1.7g/cm3,在水泥楽介質中還添加有緩凝劑，以控制水泥漿的初凝時刻在該倉混凝土澆築完成時刻之後。
[0010]所述的水泥漿介質中添加有絮凝劑，加入後使水泥漿介質自身具有一定的抗分散性能。
[0011]採用導管法澆築過程中，導管下口距離澆築地面10?20cm，導管下口在水泥漿介質層內具有的淹沒深度不小於20cm。
[0012]饒築部位形成的水泥楽介質層厚度不小於20 cm。
[0013]所述的常態混凝土的坍落度200土30mm。
[0014]採用本發明取得的技術效果:
I)將水泥漿介質的水灰比在0.5?0.7之間，密度1.6?1.7g/ cm3,以及加入絮凝劑、緩凝劑等，使介質層較好的抗分散性和流動性，具有很強的隔離作用，避免水下施工時混凝土與環境水的直接接觸，減少骨料離析，從而取得更好的水下澆築質量。
[0015]2)水泥漿介質中摻加粉煤灰，形成水泥粉煤灰漿，進一步延長介質的緩凝時間和和增加介質的均質性。
[0016]3)混凝土導管可以實現在介質層內進行縱、橫向的水平移動，而不會對已澆混凝土形成太大擾動，擴大了單根導管澆築範圍，同等條件下可滿足大倉面、大體積水下部位的混凝土饒築。
[0017]4)由於介質層的隔離作用，可以實現水下混凝土的水下振搗，而且介質層會因一部分會進入混凝土，另一部分最終會隨著混凝土澆築的上升而溢出，從而使水下混凝土澆築質量達到與陸地澆築同等水平。
[0018]5)本方法實現了常態混凝土大水下大倉面、大體積混凝土的分層澆築施工，工藝簡單，施工質量大幅提高，施工成本則大大降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0020]圖1?4是本發明的施工過程示意圖，其中圖1為水下立模形成澆築倉面；圖2為注入水泥漿介質；圖3為注入水下混凝土，圖4為澆築完成；
圖5為護坦掏刷平面不意圖；
圖6為水下模袋法形成澆築倉面；
圖7為放入隔離球，注入水泥漿介質層；
圖8為放入隔離球，注入常態混凝土；
圖9為單倉澆築完成；
圖中1-水下模；2-料鬥；3_澆築導管；4_隔離球；5_水泥漿介質層；6_混凝土 ；7-水。
【具體實施方式】
[0021]實施例1: 水泥漿介質配製:配製一種比重介於水和混凝土之間的、均質的、自身具有粘性，但流動性較好的水泥漿介質，具體如下:水泥漿介質的水灰比在0.5?0.7之間，密度1.6?1.7g/ cm3。在水泥漿介質中添加BT-7000型緩凝劑，以控制水泥漿的初凝時間不小於4h ;水泥漿介質中添加BT-7003型絮凝劑，減少水泥漿沉澱，增加水泥漿自身的抗分散性。為進一步延長介質的緩凝時間和和增加介質的均質性和流動性，水泥漿介質中還添加粉煤灰，粉煤灰等級為II級，按等量取代法，摻量為水泥用量的25%。
[0022]施工步驟:在水下澆築指定區域，四面需有模板1、凹槽等圍護的條件下，採用導管法澆築，先放入隔離球4，向料鬥2和混凝土導管3內連續注入配製好的水泥漿介質，直到在澆築部位形成一定厚度的水泥漿介質層5，注入過程中控制混凝土導管3下口距離澆築地面10?20cm，水泥漿介質層厚度不小於20 cm。水泥漿注入完成後再次放入隔離球4，隨即向料鬥內注入常態混凝土 6，且始終保持導管下口在水泥漿介質層5內的淹沒深度不小於20cm，一面均衡地澆築混凝土，一面緩緩提升導管3，直至澆築結束。
[0023]也可採用在導管底部採用閥門控制物料流量，以代替隔離球。
[0024]在澆築過程中，常態混凝土 6、水泥漿介質層5、水7三者能在重力作用下自行分層，水泥漿在與混凝土介質同步上升的同時，始終保證混凝土與環境水的處於隔離狀態，從而提高水下澆築施工質量。
[0025]使用的常態混凝土 6坍落度200 土 30mm。
[0026]實施例2:
下面結合湖北某電站溢流壩下遊護坦端部衝刷水下修復實例，為本發明做進一步的詳細描述，但本發明的實施範圍、方式並不僅限於此。
[0027]從水下測量報告得知，該電站溢流壩下遊消力池及池後護坦、河床經歷了多年汛期洪水的掏刷，其整個溢流壩護坦末端底部基礎被掏刷，掏刷段總長48m(如圖5)，最大掏刷高度為9m (與原河床面)，護坦基礎自護坦端頭至上遊方向最大掏刷深度達7m，從而形成護坦端頭懸挑，掏空部位均為水下，深度範圍為8?20m，存在較大安全隱患。根據設計方案，需對水下基礎部位進行混凝土回填，並在端部形成一定的防護，防止掏刷的進一步擴大。經過前期對乾式施工和水下澆築兩種施工方式進行方案比選，由於形成乾式施工面的施工代價太大，故考慮採用水下澆築的施工方案，主要施工步驟如下:
I)為便於水下澆築施工方便，設置專門的水上澆築平臺，結合水下混凝土擴散半徑和饒築區域的大小，確定平臺大小為(寬X長)4mX6m。在平臺上設導管饒築機構，即頂部設有進料料鬥，下部設有導管，導管採用200_直徑鋼管分節構成，節間採用法蘭盤連接，導管下口設閥門裝置，整體導管澆築機構用起重設備起吊，具備升降功能。
[0028]2)混凝土澆筑前，按照設計要求進行了基礎面的水下清理、植筋，立模採用疊袋法(如圖6)。
[0029]3)製備水泥漿摻加粉煤灰，摻量為25%，按等量取代水泥，水灰比0.6，密度1.7g/cm3，緩凝劑BT-7000型緩凝劑摻量為水泥用量2%，絮凝劑為BT-7003型，摻量根據現場試驗確定為1%。開始饒築時，導管底部應接近地面約10?20cm。先向料鬥和導管放入隔離球，向料鬥連續注入水泥漿介質，直到在澆築部位形成厚度不小於20cm水泥漿層作為介質層(如圖7)。完成後再次放入隔離球，然後向料鬥內注入常態混凝土，始終保持導管下口在水泥漿介質層內具有一定的淹沒深度(如圖8)。隨著混凝土澆築高度的上升，徐徐提升澆築機構，但需始終保證導管下口始終處於水泥漿淹沒狀態，直到澆築完成(如圖9)。
[0030]4)澆築工程中，根據混凝土擴散半徑的大小和雙頻測深儀測量反饋的介質層厚度來實時移動、提升澆築導管，以滿足整個倉面的澆築需要。
【權利要求】
1.一種水下隔離式混凝土澆築施工方法，其特徵在於:在水下澆築過程中利用水泥漿介質，形成水泥漿介質層將混凝土與環境水隔離。
2.根據權利要求1所述的水下隔離式混凝土澆築施工方法，其特徵在於:施工具體步驟為: 1)水泥漿介質配製:先配製一種比重介於水和混凝土之間的、均質的、自身具有抗分散性，且流動性較好的水泥漿作為隔離介質； 2)施工:採用導管法澆築，先在導管內放入隔離球或導管底部採用閥門控制，向料鬥內注連續注入水泥漿介質層，直到在澆築部位形成一定厚度的水泥漿介質層；完成後再次放入隔離球或導管底部採用閥門控制，隨即向料鬥內注入常態混凝土，施工過程實時監測介質層和下部混凝土的上升高度，且始終保持導管下口在水泥漿介質層內具有一定的淹沒深度，一面均衡地澆築混凝土，一面緩緩提升導管，直至澆築結束。
3.根據權利要求1或2所述的水下隔離式混凝土澆築施工方法，其特徵在於:所述的水泥楽介質的水灰比在0.5?0.7之間，密度1.6?1.7g/ cm3，在水泥楽介質中還添加有緩凝劑，以控制水泥漿的初凝時刻在該倉混凝土澆築完成時刻之後。
4.根據權利要求3所述的水下隔離式混凝土澆築施工方法，其特徵在於:所述的水泥漿介質中添加有絮凝劑，加入後使水泥漿介質具有一定的抗分散性。
5.根據權利要求2所述的水下隔離式混凝土澆築施工方法，其特徵在於:採用導管法澆築過程中，導管下口距離澆築地面10?20cm，導管下口在水泥漿介質層內具有的淹沒深度不小於20cm。
6.根據權利要求2所述的水下隔離式混凝土澆築施工方法，其特徵在於:澆築部位形成的水泥楽介質層厚度不小於20 cm。
7.根據權利要求2所述的水下隔離式混凝土澆築施工方法，其特徵在於:所述的常態混凝土的對落度200 ± 30mm。
8.根據權利要求3所述的水下隔離式混凝土澆築施工方法，其特徵在於:水泥漿介質中摻加粉煤灰，形成水泥粉煤灰漿，進一步延長介質的緩凝時間和和增加介質的均質性和流動性。
【文檔編號】E02D15/06GK104480943SQ201410704266
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月30日 優先權日:2014年11月30日
【發明者】冉曉俊, 陳國仿, 史冬慶, 王輝, 廖源, 王黎明, 古建生, 周文勝 申請人:長江三峽通航管理局