[发明专利]排水隧洞立管栽管施工装置及方法

说明书

本发明公开了一种排水隧洞立管栽管施工装置，包括一侧水平间隔设有数个冲孔桩定位导向架的船舶平台，冲孔桩定位导向架为两根平行设置呈矩形横截面的钢管桁架，数个钢护筒上端分别支撑锁定在对应的两个钢管桁架中。方法包括1）排水口冲孔施工，2）冲击钻孔或旋挖钻钻孔，3）排水口的立管施工，4）立管与隧洞的连接，本发明的排水隧洞立管栽管施工装置采用船舶平台进行施工，不受冬季季风影响能连续进行，缩短了工期。可以同时进行多个冲孔桩的施工，解决了顶管施工中常见的顶管阻力过大、出洞口封盖卡壳、隧洞底座承受力不足等问题。提高了钢护筒沉桩和立管的栽管的施工效率，确保施工安全。

技术领域

本发明涉及一种排水隧洞工程，特别涉及一种垂直设置在排水隧洞头部且与排水隧洞连通，用作排水口、排污口和取水口的栽管施工装置及方法，属于水工工程技术领域。

背景技术

栽管技术引申自栽桩技术，所述栽桩技术是指港口水工或桥梁工程中将管桩底部固定在海底岩石中的技术，所述“桩”其实都是内有通孔的钢管或预制管，因为其用途为桩，所以叫“栽桩”；“桩”与本工程的“立管”的结构基本一致，因此将“栽桩”技术应用到立管的施工中，称之为“栽管”。

现有的隧洞工程以及排水头部垂直设置的的排水口、排污口和取水口的施工均采用在隧洞内侧顶部向上垂直顶升的施工方法,这种施工方法的垂直顶升洞口施工与水平的隧洞施工的工序交替复杂，互相影响制约，需要占用关键线路的工期。 同时受季节气候的影响较大，安全方面受到影响，为了确保施工安全，海况较差时只能停工。另外，隧洞预留的垂直顶升洞口与海上冲孔部位精准对位的难度大，在隧洞内将竖管进行垂直顶升的施工方法的工期较长，施工安全性低，施工中常遇到如顶升阻力过大、出洞口封盖卡壳、隧洞底座承受力不足等故障，严重影响排水隧洞立管栽管的正常施工。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构较为简单、施工成本较低的排水隧洞立管栽管施工装置及方法，将现有的垂直顶升在水平隧洞施工后进行的方法改为垂直顶升在水平隧洞施工前或同时施工的方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种排水隧洞立管栽管施工装置，包括采用四根可升降液压支柱支撑的船舶平台，所述船舶平台一侧水平间隔设有数个冲孔桩定位导向架，所述冲孔桩定位导向架为两根平行设置的钢管桁架，所述钢管桁架包括上层框架和下层框架，所述上层框架和下层框架两侧分别通过多根筋杆固定连接成矩形横截面的钢管桁架，钢管桁架的一端固定在船舶平台一侧上；垂直设置的数个钢护筒上端分别支撑锁定在对应的两个钢管桁架中。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的排水隧洞立管栽管施工装置，其中所述上层框架和下层框架之间的距离A不小于2.25m。

一种使用排水隧洞立管栽管施工装置的方法，包括以下步骤：

1）排水口冲孔施工，包括以下2个分步骤：

1.1）钢护筒的运输和定位

驳船将钢护筒运输至沉桩现场的船舶平台一侧，通过船舶平台上自有的履带吊机将钢护筒吊至平台船舷一侧的导向架内，导向装置内设有钢护筒定位、施沉过程中纠偏、调整和锁定装置；

1.2）钢护筒的沉桩施工

钢护筒沉放前先采取抛填2m厚碎石形成找平基床；采用船舶平台上自有的吊机加液压震动锤对钢护筒进行沉桩施工，直至钢护筒下端嵌入强风化花岗岩下1m，或与冲孔底标高相同，钢护筒的上部端口伸入船舶平台定位导向架，逐个完成船舶平台定位区域内所有钢护筒的沉桩施工；

2）冲击钻孔或旋挖钻钻孔

将船舶平台作为海上施工平台，船舶平台上的冲击钻机或旋挖钻机的钻头伸进钢护筒底部对海底钻孔，逐个完成船舶平台定位区域内所有桩孔的冲击钻孔；