水下混凝土浇筑施工工艺

水下混凝土浇筑施工工艺水下混凝土浇筑施工工艺水下混凝土浇注施工工艺探讨####摘要：随着国家基础设施建设的加快，内河成为开发建设的主要对象。内河重力式码头受限于内河水深及地理位置的影响，没有大型船机可以利用。码头重力式挡墙采用定型模板陆上拼装、水下整体安装和水下混凝土浇注的施工工艺，可有效缩短工程工期，降低施工成本。本文结合柳州港鹧鸪江作业区工程，对模板、水下混凝土浇注等关键工序进行阐述。关键字：重力式码头；气囊助浮；定型钢模板；水下混凝土浇注；混凝土流动模式1、工程概况工程概述柳州港鹧鸪江作业区工程位于柳州市北郊，柳江下游，柳州鹧鸪江作业区共4个泊位，320m,泊位码头水工长度均取84.4m2#、34#泊位为新建2个1000t级泊位（水工按2000t级预留，分别位于已建泊位的下、上游，设计年120tC304码头施工水位： 78.5m；设计低水位： 一级平台设计高水位二级平台设计高水位：87.556m(20年一遇)。挡墙结构布置设计(1)上（下）游侧挡墙。112m，挡墙分为两部分，下部分为抛石基床（夯实。（2）码头前沿侧挡墙。712.4m12m.现浇挡墙71.0m，顶宽80.0m71.0m1：0.，底宽8.9（含前趾宽度0.5；前趾顶高程78.5，宽0.5，全墙墙高11.5。（3）下（上）游侧挡墙下游侧挡墙分为2段，每段长度为11.5m。8.9m,上部宽3.9m,高82.5082.50m78.50m（76.53m（设计低水位）位）1:0.672.4m（停泊水域底高程）71.0m1:1.5图中未标注单位：mm图中阴影部分为水下浇注砼1:0.268.505m2、施工工艺

图1-1：码头断面图港池开挖、抛石基床基槽开挖由泥层开挖和岩石破碎清理两部分组成（约水下定型钢模板图2.3.1-1定型模板 图2.2.1-2定型模板水下混凝土对模板的要求：混凝土拌合物的流动性较大，在水下进行施工时，受水流渗漏影响，对模板的密封性要求严格。（3）水下混凝土浇注水平施工缝难以处理，因此水下模板一次立模较高，其顶应出水面。（4）水下施工作业不确定因素较多，不易控制，模板尽量简单，便于水下施工，并尽量用水上作业代替水下作业。定型模板结构要求外，同时也考虑模板自身稳定、安全施工等因素。模板均采用桁架式钢框架、6mm钢板桁架按间距1m[14，竖向围囹间距与桁架间距相同，其间距为1m；水平围囹间距按0.5m布置。前、后模板均分成两块，以满足吊机吊2F0.22tV12c式中 FHc

Co 1 2－新浇混凝土对模板产生的最大侧压力kN/m；H－有效压头高度；－混凝土浇筑速度m/；t－混凝土入模时的温度（℃；r－混凝土的容重kN/m；k－外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取k=1.0，掺缓凝作用的外加剂时k=1.2；β1-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；β2-30mm时，取1.15。通过受力情况分别验算板面、横肋、纵肋、桁架的挠度，是否满足模板材料的性能，及整体的稳定性。桁架∠100×100角钢[14＠50cm围囹桁架14囹钢板δ6mm桁架14囹钢板δ6mm桁架1750100100

1200剖面图1--1 底层挡墙前、后模模板图图2.2.2-1模板结构图定型模板组装（1）模板组装基本要求：1)模板拼装必须按挡墙的形状、尺寸和相对位置准确；2)模板和支架的支承部分应坚实可靠；3)模板安装过程中必须采取防倾覆的临时加固措施。（2）安装模板时必须做好以下事项，确保挡墙观感质量。1)前模拉条孔位置采用圆锥型塑料护套，起到止浆及浇注砼后挡墙面拉条头易切割处理。2)止浆措施：除了前模拼接中缝采用10mm厚橡胶皮止浆外，其它模板拼缝均采用海绵条止浆。3)挡墙断缝采用刨面三角木条做成倒八字型缝。模板出运（1）陆上吊运2#、40T塔吊，单个定型组合23（2）水上拖运在水上采用气囊助浮、机动艇拖运的方式。根据物体漂浮条件G=pvg,可得出需用气囊的吃水体积，其吃水体积宜为气囊体积的0.6~0.8。在每侧模板安放气囊，根据计算的体积（吃水）进行匹配选择。定型组合钢模板组装完毕，安放助浮气囊，气囊压强达应到25kgf。气囊规格：体容积（m³）安放位置D1.5m×9m17.43前模、后模D1.5m×6m12.13侧模D1.2m×12m14.35前模、后模D1.5m×3m5.86侧模气囊安放在模板位置依据的两个条件72.4m71.0m77.5m5.1m。4.5m。图2.2.3-1定型模版拖运 图2.2.3-2定型模版安装2.2.3定型模板安装安装前潜水员下水检查基床情况，确保基床无异物、未破坏、无回淤。第一个定型模板具体方法：1)提前测放模板的安装位置，并用浮筒标示，在浇注挡墙前沿停放定位驳。2)3)在定型模板上下游两端各用钢丝绳与设在岸边的卷扬机相连。4)21.4m12.8m）10t5)气囊放气：模板调正后，气囊开始放气。在气囊放气模板下沉过程中，发现钢丝绳变最后对定型模板加固，顶面搭设2~3个平台放置4~6块预制混凝土块（一块约1.2；Φ28mm2.3水下混凝土浇注挡墙分层浇筑的分缝处理方案在开始施工前提交专项方案应符合规范要求并经设计同意方可实施。上层挡墙浇筑时间可延后，以待后方回填基本完成、墙身稳定后再浇筑。导管导管、料斗就位砼浆泵送入漏斗打开边灌浆边拔导管出水清除表面浮浆安放面堵振插塞捣筋技术要求：(1)水下挡墙C30混凝土应具有较大的流动性、粘聚性和良好的流动性保持能力，在砼中按一定比例掺用缓凝剂，以延长初、终凝时间。(2)泵送混凝土至结构底部开始浇筑，避免混凝土经水沉入底部。(3)浇注水下混凝土结构一般无法振捣，宜配制自密实混凝土。(4)同样的混凝土，在水下混凝土浇注与陆上浇注相比（陆强度比，混凝土会有一>0.8。(5)水下混凝土坍落度宜在160mm~200mm之间。施工方法在模板顶做一平台，在平台上搭设水下砼灌注架，浇筑水下砼时采用Φ25cm的钢管作为导管输送砼进行水下灌注，导管每节长2～2.5m，同时应备用数节1.0m、0.5m及0.3m的短导管，导管各节之间用有止水槽的法兰盘夹胶皮垫圈用螺栓连接，可防止漏水且易于拆除。（2）采用泵送砼法将砼输送到排架上安装的储料斗中，储料斗用钢板制作，容积为3.0m3，斗内壁应光滑平整，不漏浆，不挂浆，砼下泄顺畅，混凝土冲入基床面。（3）本工程水下挡墙分段施工，每段12m，底面积在96.6~110.36㎡间，施工作业场地小，设置一个浇注点。若一次性浇注流平底面，导管口很难被砼包住0.4m,宽2.5m，长度等同于定型模板宽，容积8.9m³，导管口低于分隔槽顶9m³砼，连续浇筑，可满足初灌量的要求。（4）导管提升不易频繁，必须保证导管下端始终埋入混凝土内部，一般在3m左右，其最大埋深度不宜超过5m，提升后导管应保留1m埋在混凝土中。浇筑过程中，密切关注混凝2m取一个测点，不可仅凭经验和理论计算推导。提升时导管旁边有施工人员指挥吊车，控制提升量。混 凝土在进行水下砼灌注时，先把漏斗（容积3m³）内都灌满砼，然后在操作平台上拉开料斗混 凝土2.4.2-1浇注事项（1）在浇注过程中,导管只应上下升降,不得左右移动。（2）混凝土粗骨料的最大粒径不得大于导管内径的1/4,亦不宜超过6cm；坍落度为15～18cm,开始时坍落度取小值,结束时酌量放大,以使混凝土表面能自动坍平。（3）（4）随着砼的不断灌入，要逐步提升导管，当导管、漏斗提到最大高处时，可拆卸上部的短导管直到水下砼全部浇筑完毕。（6）当浇注完毕后，将顶面浮浆清除干净。图2.3.3-1水下砼浇筑 图2.3.3-2水下砼浇筑模板与养护（1）根据气温调整拆模时间，保证强度达10MPa。潜水员拆除模板、用起重船吊运，模板拆除后进行清理维护，涂刷模板油，保证模板正常使用。12小时以内开始对混凝土进行养护，混凝土养护的最低期限应符合要求，且养护不得中断。（3）混凝土养护期间，混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜>20℃，养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃。浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。接缝处理挡墙分段、分块、分层浇筑施工，为保证接茬质量，段与段间用2cm沥青模板塞缝，保证其竖直度。每块浇筑混凝土之前，即挡墙水下部分与水上部分，先浇筑20～30mm厚70%强度后，1/3高度，并在浇筑下一层混凝土前将施工缝湿润冲洗干净。质量控制（1）严格工艺纪律，严格执行“三检制（3）模板要有足够的刚度和强度，拼缝严密，表面平整；模板支立时，模板油要涂刷均匀，止浆严密，螺栓紧固。浇筑挡墙混凝土时，为防止模板上浮，要设锚点拉结。10MPa。模板拆除后立即进行清理维护，涂刷模板油，保证模板正常使用。（4）砼浇注应连续进行；水下混凝土在水下很难进行振捣，需自流平、自密实，在施工时，控制好流动性。（6）挡墙分层面处理应按规范要求进行施工，凿毛、清洁，浇筑上层砼时要铺一层2cm厚的砂浆。（7）挡墙分段沉降缝采用2cm厚沥青软木板设置。,砼顶部采用海绵吸水的方法，将砼表面的水分吸干，同时严格控制水灰比，依照实际情况控制用水量。3、问题探讨现浇混凝土的质量与水下混凝土的流动方式有密切关系水下混凝土浇注施工过程中导管下口始终埋在已浇筑混凝土中是关键。根据相关施工经验，每根导管（Φ20cm）浇注范围在几十平方米，在鹧鸪江作业区工程每段底部面积在100类似工程施工中采用导管法浇注大面积施工作业4、结束语参 考 文 献[1[2].《重力式码头设计与施工规范》(JTS167-2-2009)[3].《组合钢模板技术规范》(GB50214-2001)水下无人机物探技术预研究水下无人机物探技术国内外发展现状国内水下无人机系统调研901000在夏威夷海域下潜可达5300米，在潜深方面取得了巨大的进步；1997年,“CR-O1”再一次在太平洋顺利完成了深海探测任务,并获取了大量数据和资料。其后，中科院沈阳自动化研究所又研制了“CR-O2”和“潜龙一号”深潜器（11500kg，工作深度为6000米，最大续航能力24小时。图1“CR-02”和“潜龙一号”深潜器702所、沈阳自动化研究所和哈尔滨工程大学联合研制的智水-Ⅰ型、智1994199520004国外水下无人机系统调研1934900多米的载人潜水器，这是所谓最50年代开始水下机器人的发展经历了半个多世纪的1953年又研制出无人有缆遥控潜水器。其后水下无人机的发展过程大致195070年代，这CURV系统因7080年代，属于水下无人机研究的大发展时期，随着工业发展，地球资源的消耗，世198021世纪以来，世101000（投入到军用或民用的领域。图2国外研制的各种水下无人机国内外比较有代表性的水下无人机有：由美国伍兹霍尔海洋研究所设计、美国水螅虫（Hydroid）公司制造和销31所示。图3REMUS100、REMUS600和REMUS6000系列水下无人机REMUSREMUS100REMUS600REMUS6000重量37kg272kg863kg长度1.6m3.2m3.94m直径0.19m0.32m0.67m速度4.5节4.5节4.5节深度100m600m6000m电池1KWh5.2KWh11KWh续航>10hrs>50hrs22hrs由美国海军研究所和金枪鱼机器人公司研发的战场准备自主式水下无人机，BluefinBluefin-9、Bluefin-12Bluefin-21（图42图3Bluefin-9、Bluefin-12和Bluefin-21系列水下无人机表2Bluefin系列航行器的各项性能指标Bluefin-9Bluefin-12Bluefin-21重量60.5kg260kg750kg长度1.75m4.32m4.93m直径0.24m0.32m0.53m速度5节5节4.5节深度200m1500m4500m电池锂电池1.5KWh锂电池7.5KWh锂电池13.5KWh续航能力12hrs(3节)30hrs(3节)25hrs(3节)AutosubTailsman4，Tailsman为军用水下无人机，主BEA图4Autosub-1型水下无人机ECA2070PAP104Alister5Alister100图5Alister100型水下无人机德国发展的“海獭（SeaOtter）MKATLASATLASMARIDAN，2005-20066）成功完成了多次海上猎雷试验。图6“海獭”MKⅡ型水下无人机KongsbergMaritimeHUGIN3所示。表3HUGIN系列航行器的各项性能指标HUGIN1000用于3000米的 HUGIN3000HUGIN1000HUGIN4500重量650-850kg650-850kg 1400kg1900kg长度4.5m4.7m 5.5m6.0m直径0.75m0.75m 1m1m速度2-6节2-6节 2-4节2-4节深度1000m3000m 3000m4500m电池锂电池1.5KWh锂电池1.5KWh 半燃料电池45KWh半燃料电池60KWh续航能力24hrs(4节)24hrs(4节) 60hrs(4节)60hrs(4节)图7HUGIN1000型水下无人机ISEExplorer年开始研发，2004，20065000m88ISEExplorer型水下无人机9GaviaHafmyndGavia99Gavia表4Gavia系列航行器的各项性能指标GaviaDefenceGaviaOffshore重量62kg70-80kg长度2.6m2.7m直径0.2m0.2m速度5.5节5.5节深度500或1000m500或1000m电池锂电池1.2KWh锂电池1.2KWh续航能力6-7hrs(3节)4-5hrs(3节)水下无人机执行水下调查勘探任务，是通过配置环境测量设备对水下的地形、地貌、地质进行勘察和测绘，包括多波束测深声呐、浅层剖面仪和侧扫声呐应用比较多的前视声呐是丹麦RESON公司的SeaBat系列。EdgeTech公司研制的2200系列和4400合成孔径系列侧扫声呐在水下无人机上应用较多。多波束测深声呐是可同时获得与舰船等航行体航迹相垂直且面内数十Simrad公司的EM2000多波束探测声呐在水下无人机上应用较多。声学多普勒流速剖面仪(ADCP)是一种利用声学多普勒原理测量水流速RDI公司生产多型Workhorse系列产品，主要用于海上石油和无然气工业，再生新能源利用，生物海洋学，综合海洋观察系统，航海安全，深海和中深海的海流中长期测量等。(CTD)用于测量海水的温度、盐度和深度。这类仪器采用力学、热学、流体力学等原理制成。GliderPayloadCTD是一个综合的CTD传感中武器中。水下光电成像探测设备主要包括探测水下目标的水下电视系统和水下Maritime公司研发的OE15-100A型水下照相机，是高清晰度增强型CCD照相机，采用钛合金机壳，工作深度3000m，在水下无人机上应用较多。磁力探测仪是根据光泵稳态氦原子的特性来探测磁场总强度变化的原理来工作的，其敏感元件的拉莫尔(lamor)频率的变化被转换成一种模拟电压，经带通滤波器处理后给出磁场强度分布。G-880海洋铯光泵磁力/梯度仪主要用于石油业中的海洋学研究或石油探查。技术特点分析水下无人机系统能担负多种作业任务，可由不同的搭载平台携带和布放回收，具有以下主要特点：自身目标特征小，敌方难以有效探测，具有较强隐蔽性。（2）行动无人化，使用风险低，水下无人机具有无人特性，可自主控制，极大减少或消除了环境对人员的威胁，降低了使用风险。（3）布放形式多样，作战灵活，水下无人机可根据任务需要从舰艇、飞机性。（4）任务重构能力强，可执行多种任务，水下无人机可通过对探测、信息对抗、通信等电子设备，以及发射（或布放）装置的单一或组合配置，满足不同任务的需求，其任务重构能力强，可执行多种任务。发展趋势深海远程化。地球上97%的海洋深度都在6000m以上，世界上只有少数国家拥有潜深6000m100km以上的叫远程水下无人机，发达国家目前正在研发超远程水下无人机，续航能力达5000km。功能强大化。包括水下无人机的高智能化和作业能力。现阶段的水下无