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深圳市水利工程&水里作業技術158-0510-0866技術咨詢 概述 一、雙壁鋼圍堰的結構與特點 雙壁鋼圍堰為圓形圍堰，其堰壁鋼殼是由有加勁肋的內外壁板和若干層水平桁架所組成，水平桁架的間距根據圍堰灌水下沉和圍堰內抽水各階段的水頭壓力計算，為1.0～1.4m不等。堰壁底端設刃腳，以利于下沉入土。在堰壁內腔，用隔艙板等分為若干個密封的隔艙，借助向密閉隔艙注水或抽水來控制雙壁鋼圍堰在下沉時的傾斜。 雙壁鋼圍堰一般用以配合深水中的大直徑鉆孔群樁基礎施工，雙壁鋼圍堰法修筑基礎即為浮式（著床型與非著床型）沉井加鉆孔基礎，鋼沉井只起施工圍堰的作用，不參與主體結構受力、其基底不采取大面積清理基底淤泥方式，而是鉆孔嵌入巖石。浮式鋼沉井浮運就位時，不是在沉井內加設鋼氣筒壓氣排水來增加浮力，而是將中空的井壁向上延伸來增加浮力。同時不設隔墻，由于從下至上均為雙壁結構，且中空的雙壁較厚，空艙內壁有水平桁架支撐，其剛度較大、強度較高，能夠抵抗很大的水頭差，一般在30米以上，鋼板樁在20米以下。能夠承受較大的壓力，能夠承受洪水沖擊。圍堰內無支撐體系，工作面開闊，吸泥下沉、清基鉆孔、灌注水下混凝土均很方便。由于鋼圍堰在施工中僅僅起臨時圍堰作用，工程完成到一定階段后，要進行水下切割拆除回收，可以進行重復利用。下部不能切除部分可以對鉆孔樁基礎起到保護作用，可以防止因河床變遷引起的基礎沖刷和對風化巖的破壞。 二、雙壁鋼圍堰鉆孔基礎施工工序 制作底節沉井圍堰，浮運至墩位處定位，通過水上起重設備起吊，放入水中浮起，并用導向船和纜繩將其在流水中定位，在向空壁中注水壓重下沉并逐層接高壓重，同時吸泥下沉。當圍堰下沉至巖面時，可以將刃腳與巖面空隙填實，再向空壁中注水壓重使其不再懸浮。雙壁鋼圍堰下沉穩定后，可在其頂部搭設施工平臺，安裝固定鉆孔護筒，灌注水下混凝土封底，安放鉆孔設備進行鉆孔樁施工。完成鉆孔樁水下混凝土灌注后，可將圍堰內的水抽干，修筑承臺和礅身，礅身出水后，適時切除鋼殼圍堰，進入下一個施工循環。

為探索并尋求解決這些問題的答案,解決海洋油氣勘探、生產實踐中所遇到的具體問題,各國與海洋開發有關的研究機構便如雨后春筍般地涌現出來。

深圳市水利工程&水里作業技術158-0510-0866技術咨詢 六、設計實例 雙壁鋼圍堰采用圓形雙薄壁鋼結構，鋼圍堰內直徑為31m（較承臺對角線每側大100cm），外徑32.6m，壁間厚度80cm。內外壁鋼板厚度3m,底節鋼板厚度為5mm， 1、雙壁鋼圍堰設計 雙壁鋼圍堰其實就是雙壁鋼殼沉井，與沉井的區別就在于圍堰是臨時防水結構，工程結束后需要拆除。以圓形雙壁鋼圍堰為例。 (一)圓形雙壁鋼圍堰結構設計 某雙壁鋼圍堰采用圓形雙薄壁鋼結構，鋼圍堰內直徑為31m（較承臺對角線每側大100cm），外徑32.6m，壁間厚度80cm。內外壁鋼板厚度3m,底節鋼板厚度為5mm，豎向主龍骨采用∠75×50×5角鋼，橫向主龍骨采用∠63×6角鋼，橫向主龍骨間采用6mm扁鋼加強，壁間斜撐采用∠63×6角鋼。平面分八塊，塊間用5mm厚鋼板設置隔倉板，底節預制高度為3m，以上節預制高度為4.5m。單塊鋼圍堰吊裝最大重量約5t。塊與塊之間、節與節之間相連均采用焊接。 (二)雙壁鋼圍堰結構布置 雙壁鋼圍堰為全焊水密結構，其主要結構如下： (1)井壁與內桁架 圍堰周圍由內外兩層鋼壁組成，底節內外壁鋼板厚度均為5mm，其余節鋼板厚度均為3mm。鋼圍堰沿周圍布置184根豎向∠75×50×5角鋼作為豎向主龍骨，主龍骨的間距外壁約為58.2cm，內壁約為55.3cm。四座鋼圍堰橫向主龍骨均采用∠63×6角鋼，高度方向每隔1m一道，中間采用6mm扁鋼作環向肋加固。壁內斜撐采用∠63×6角鋼，主龍骨與斜撐組成水平環行桁架，使內外壁形成整體。 (2)隔倉 為保證圍堰在水中懸浮階段于井壁內灌水下沉時的穩定，以及沉落至河床時能分倉灌水或灌混凝土，以適應河床面的高差和調整圍堰的傾斜度，在單個圍堰環向分為8塊，兩端頭設置隔倉板，在平面上分成8個互不相通的倉。隔倉板壁厚5mm。 (3)刃腳 圍堰底部150cm設置刃腳，底部用∠160x100x12角鋼包角。 (4)其他配置 ①吊點：在每塊圍堰上部設置加強吊點，用它整體起吊入水，底節鋼圍堰整體起吊時共設置4個主吊點。 ②兜纜錨耳：在鋼圍堰外壁上焊接錨耳，用它攏住前后兜纜，防止兜纜松弛時被刃腳壓住或互相纏繞，錨耳高度以水面上2m為宜。 ③內外連通管：為保持圍堰在接高、下沉、定位施工作業時內外水位的平衡，在最低水位附近圍堰下游方向，穿透內外井壁設置兩個φ250mm的鋼管，鋼管與井壁間密焊。鋼管伸入圍堰端設有法蘭并配有鋼板堵頭，可根據工序需要由潛水員開閉堵頭板。 (5)填壁砼 為保證雙壁鋼圍堰有足夠的鋼度和下沉重量，并考慮施工完畢后的拆除方便。雙壁鋼圍堰內壁填充C15砼，并在河床以上部分每3m設一道砂夾層。

有人潛水技術和裝備。從世界水下工程技術的發展歷程來看,?20世紀60~70年代水下工程技術的研究重點圍繞著解決海洋油氣勘探生產中的水下作業技術(即有人潛水技術和裝備),以及由此引發的一系列的生理醫學和安全問題。一些潛水技術較先進的國家開展了一系列生物醫學實驗,進行了以增加潛水深度和延伸有效作業時間為方向的研究,提高潛水員向大深度海洋進軍的能力。同時,在工程技術上解決了潛水設備系統、作業母船、深潛水裝具之后,終于使潛水技術出現了劃時代的飛躍。
常壓潛水系統。研究表明,潛水員從事有效的潛水作業深度很難超過400~600?m。為了適應海洋開發水下施工對潛水技術的需求,常壓潛水系統的研究和使用應運而生。在單人常壓潛水系統中,最典型的代表就是JAM型、WASP型和SPIDER型等帶纜單人常壓鎧裝潛水服(ADS)和Mantis型系纜單人常壓潛水器。21世紀初,美國Oceaneening公司利用WASP形單人常壓潛水系統與大功率作業型無人遙控潛水器(ROV)配合,在645?m水深切除受損的海底管段,安裝Smart接頭,成功地完成直徑8英尺海底管線的維修作業。目前,單人常壓潛水系統的最佳潛水深度一般在150~600?m。
深圳市水利工程&水里作業技術158-0510-0866技術咨詢（三）施工及現場養護原因 1．現場澆搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生。 2．高空澆注混凝土，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。 3．對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產生表面收縮裂縫。 4．大體積混凝土澆注，對水化計算不準、現場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大，混凝土產生溫度裂縫。 5．現場養護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。 6．現場模板拆除不當，引起拆模裂縫或拆模過早。 7．現場預應力張拉不當(超張、偏心)，引起混凝土張拉裂縫。 這些因素都會造成砼較大的收縮，產生龜裂裂縫或疏松裂縫，致使砼微觀裂縫迅速擴展，形成宏觀裂縫。 養護是使砼正常硬化的重要手段。養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。在標準養護條件下，砼硬化正常，不會開裂，但只適用于試塊或是工廠的預制件生產，現場施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到，現場砼養護越接近標準條件，砼開裂可能性就越小。

?據不完全統計,?20世紀70年代末至80年代初,為了開展潛水及水下作業技術裝備的研究和開發,世界各國紛紛投入巨資,相繼建造了80多套實驗模擬系統。最高壓力在3MPa以上的深海潛水模擬艙群就有30多座。其中,載人艙的最高壓力達到17MPa(加拿大國防與民用環境醫學研究所,DCIEM),動物艙的最高壓力30MPa(英國牛津大學),設備實驗艙的最高壓力156MPa(日本海洋技術中心,?Jamstec)。
深圳市水利工程&水里作業技術158-0510-0866技術咨詢 五、起吊下水 水上大型施工結構，一般用導向船上的兩個主吊點塔架頂部所設滑車組起吊入水。當主吊點起重重量不夠時，則在導向船的連接梁上設四個平衡重托架，安裝四個平衡重吊點分擔部分起重量。平衡重吊點的鋼絲繩由重物通過滑車組后連到卷揚機上，以便隨時收放鋼絲繩，使重物處于懸空狀態。 每個主吊點的滑車組鋼絲繩，兩端均連接在卷揚機上。起吊時，兩個主吊點加四個平衡重吊點，共計8臺卷揚機同時操作，施工結構入水后，尚需調整拉攬來平衡水流沖擊力，防止施工結構傾斜。由于工作面比較窄，施工人員多，地點分散、施工難度較大，必須統一指揮，明確信號及其傳遞方法，加強巡查、協同動作，保持水上施工結構的平穩升降。 能夠自浮的水上大型施工結構也可采用沉船入水方案，但此方案應注意傾斜防范，采取有效措施降低重心。注水速度和注水順序應嚴格按照施工設計進行，經常測量沉船四角的吃水深度，發現傾斜及時調整，尤其注意船面入水前后的變化。 非對稱結構入水時，應采取有效措施進行平衡處理，宜在其本身進行處理，沉船任然可以按照施工設計進行入水。 沉船本身應進行水密性試驗，確保注水、充氣升降滿足設計要求。沉船升降時，相應的管路、氣路應及時隨著船的升降進行收放，以免損壞，高度重視水管路、氣管路的重要性，專人管理，消除事故隱患。

可以說,從20世紀60年代中期至90年代的近30年里,是世界潛水技術發展最快的一個時期。目前,常規潛水技術和裝備都已達到了一個相當成熟的階段。常規空氣潛水的最大作業深度為60?m左右,氦氧常規潛水能夠完成深度為60~150?m(較多在120?m以淺)的各項水下作業任務。對于潛水深度更大、水下工作時間更長的深海潛水作業任務,則通常采用飽和潛水技術。
深圳市水利工程&水里作業技術158-0510-0866技術咨詢 策畫混凝土自防水自己漏水：現實工程中由于結構及施工情狀雜亂如鋼筋麋集、地基沉降不同、砂石含泥量大、活動性勞動力負擔心不強等由來防水混凝土自己也也許發生漏滲水情景。所以，高水位地域策畫公開室防水最好采用多道防水線。 支模鋼筋造成底板滲漏水：為支設外墻板模板在底板上埋設支模鋼筋施工后在底板上外觀切割鋼筋由于鋼筋沒有護衛層變成化學腐蝕造成吃緊滲水。 蜂窩、麻面、溝洞未解決或解決不完全招致滲漏：由于振搗混凝土不密實出現蜂窩、麻面、溝洞而解決時未剔疏松混凝土沒用摻外加劑的同比例細石砼修補即抹砂漿且砂漿又不密實招致混凝土疏松發生滲漏。 墻根與底板交壤處漏水：墻根與空中交壤處及周邊部門有濕潤、滴水情景，二者交壤處有漏水點。闡發其滲漏由來是由于振搗下一步底板混凝土時前一步已振搗完的底板和墻根20～30厘米高混凝土受牽連振動使砼振搗不密實，另外，墻根混凝土在模板支護下沒有下沉而底板混凝土受振動下沉則在墻根處拉裂。同時該部位應力過于糾合養護不及時也易造成干裂惹起滲漏。是以在振搗下部底板混凝土時不要將振搗棒插到上部混凝土內及兩步混凝土交壤處要脫節必定間隔且應大于振搗棒振幅間隔防止已振搗完的底板和墻根混凝土再次受振搗;澆筑高墻根混凝土時應在底板砼初凝后澆筑同時注意振搗棒不要拔出已初凝的底板混凝土內。 鋼筋護衛層厚度不夠造成滲漏：外部公開水經過議定底板外正面很薄的鋼筋護衛層進入底板鋼筋周圍鋼筋腐蝕使砼有縫隙，順鋼筋方向向公開室外部滲水。是以倡導策畫公開室時底板外側、外墻外側鋼筋護衛層應莊嚴按典范榜樣法則設置護衛層并得當加厚施工翻樣、加工、綁扎鋼筋時應取負差防止鋼筋由于脹模造成實在無護衛層。 穿墻支模螺栓解決步驟不當造成漏水：外墻穿墻螺栓止水板焊接不細致細膩或穿墻螺栓在外墻面切割時留頭較長外部抹砂漿時未能將鋼筋頭蓋嚴極度是鋼筋頭露在抹灰層之外做防水時穿破防水層在公開水作用下變成化學腐蝕并不休向內墻方向腐蝕造成漏水。 沉降縫止水帶偏位造成漏水：沉降縫漏水對比普遍由于縫中橡膠止水膠帶不易堅固堅固澆筑混凝土時時時跑位有的跑位吃緊極度是頂板和底板止水帶常落到基層鋼筋上。水平止水帶下方混凝土不易密實常變成溝洞、蜂窩、麻面等。是以施工中應焊鋼筋骨架將止水帶堅固在準確位置上待水平止水帶下方混凝土澆搗密實后再堅固止水帶。 混凝土中有雜物造成滲漏：混凝土中有木楔、木板、木方、聚苯板、磚頭、編制袋等雜物時易造成滲漏必需將靠攏內墻面10CM畛域內的雜物取走也可經過議定高壓噴燈燒掉算帳明凈后再堵漏。 外墻鋼筋麋集區漏水：外墻柱交接處和拐彎頂板內鋼筋糾合區出現漏水由來是這些部位空間小澆搗窮困混凝土不易密實造成滲漏。故應用鐵楔或木楔將鋼筋且則分隔開再澆筑混凝土最好采用豆石混凝土澆筑并派專人管理。 外墻防水層做法不合理變成滲漏：外墻做涂料防水層前必需先抹水泥砂漿找平層并且趕平壓光。由于拆模之后混凝土外觀存在較多水眼若間接做涂料防水層涂料外觀異樣會變成許多孔眼這是造成公開室漏水的起源。另外若雖抹找平層但不趕平壓光做涂料防水層后會造成涂膜厚薄不均外觀有孔眼。回填砂石時因基礎很深必需用串筒不能間接用車往槽坑翻倒省得砂石砸壞護衛層及防水層。 鋼管接頭不嚴變成滲漏：混凝土內埋設電訊管線、照明管線等由于鋼管接頭粗拙不細致細膩公開水進入混凝土中再從鋼管接頭進入管中由內墻面接線盒向室內漏水或沿鋼管周圍向室內滲水。 后澆帶漏水：后澆混凝土與先澆混凝土接縫處由于先澆混凝土跑漿不密實變成漏水。 施工縫漏水：外墻水平施工縫埋設鋼板止水帶后通常不漏不滲水而豎直施工縫設置鋼板止水帶后仍會漏水、滲水由來是豎直施工縫支模時端頭不易封嚴極度是用2層鋼板網封堵時時跑漿僅留下砂石和大批水泥漿變成相像泡沫混凝土不能防漏滲。是以該部位支模時應采用木模或竹編模板細致細膩封堵。

無人潛水技術。從20世紀70~80年代初期,由于歐洲北海油氣資源的開發,迫切需要解決水下勘探、采油生產及輸送等生產實際問題。而當時人們對于人類在水下的承受能力尚認識不足,在生產實踐中潛水疾病及事故頻頻發生,且又缺乏必要的研究手段。為了創造一個與水下環境相類似的實驗條件,先后成立的水下技術實驗研究機構紛紛籌建高氣壓艙群,開展有關人體生理學研究及水下作業技術裝備的開發和實驗。深圳市水利工程&水里作業技術15805100866技術咨詢 一、圍堰的類型 目前，圍堰主要有以下幾種：鋼板樁圍堰、混凝土圍堰、鋼套箱圍堰以及鋼-混凝土組合結構圍堰。其中，鋼板樁圍堰主要為單壁結構；混凝土圍堰又分為重力式鋼筋混凝土圍堰和雙層薄壁鋼筋混凝土圍堰；鋼套箱圍堰又分為單壁、雙壁以及單雙壁組合式鋼圍堰；鋼-混凝土組合結構圍堰也可分為上鋼下混凝土、下鋼上混凝土形式。每種圍堰都有自己的特點和適用條件，因此需根據各自的水文、地質、材料價格以及設備情況等比選而定。下面分別就每種圍堰的結構形式及適用條件結合實例加以綜述。 二、鋼板樁圍堰 鋼板樁圍堰是一種比較傳統的深水基礎施工方法。鋼板樁是從國外引進的一種制式產品，我系統主要為德國拉森式鋼板樁。鋼板樁可以打入上中或連到物件上，組成承載及防水結構，工作結束后，拔出或拆下重復使用。 1．結構型式及特點 鋼板樁圍堰一般采用單壁的矩形、圓形等結構形式，內部根據水位情況設置支撐，該圍堰因為是重復使用，因此，一般沒有封底混凝土；它是一種施工簡單、快捷、成本較低的圍堰形式。但是，該圍堰也有其很大的局限性，其一，由于是組拼式結構，整體剛度較小，因此其抗水流及沖刷能力差，不宜于在流速較大的情況下使用；其二，由于其本身強度、剛度局限，在承臺較深時，需設置強而密的支撐，對后續的承臺及墩身施工干擾很大，因此，不宜于在水位較高的情況下使用；其三，因為要重復使用，不宜灌注封底混凝土，因此，在既要滿足底部支撐力，又要滿足較小滲流的情況下，對河床提出了較高的要求，因此，不宜在透水性強，承載力小的地層條件下使用。 2．施工工藝及施工要點 （1）施工工藝流程（圖1） （2）施工要點 a.插打鋼板樁 應用固定的臨時導向架插打鋼板樁，在穩定的條件下安置樁錘。一般宜插樁到全部合龍，然后再分段、分次打到標高。插樁順序，在無潮汐河流一般是從上游中間開始分兩側對稱插打至下游合龍，在潮汐河流，有兩個流向的關系，為減少水流阻力，可采取從側面開始，向上、下游插打，在另一側合龍。樁錘一般采用振動樁錘。 b．堵漏 鋼板樁插打到位后，可在其外側圍一圈彩條布，在布的下端綁扎鋼管沉入河床，并用砂袋壓住，堰內抽水時，外側水壓可將彩條布緊貼板樁，起到一定的防水作用；在板樁側鎖口不密的漏水處用棉砂嵌塞，堵漏效果明顯。 c.吸泥、硬化基層 在水抽干后，即可人工挖泥，或不抽水采用高壓水槍配合泥漿泵吸泥至設計標高，之后回填片石，澆注30cm的混凝土硬化基底，，進行承臺施工。 與此同時,也開始開發無人遙控潛水器(ROV),但由于受技術條件的限制,無人遙控潛水器的應用非常有限。從潛水及生理學的角度看,?20世紀70年代為解決潛水員高壓神經綜合癥(HPNS),開展了深入的生理學研究,并提出了一些預防措施。但對于深度大于457?m的潛水,仍然無法控制高壓神經綜合癥對潛水員的影響。
深圳市水利工程&水里作業技術158-0510-0866技術咨詢 （二）混凝土材料及配合比 配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當，骨料種類不佳，選用外加劑不當等，這幾個因素是互相關聯的。有關試驗資料顯示：用水量不變時，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%；水泥用量不變時，用水量每增加10%，混凝土強度降低20%，混凝土與鋼筋的粘結力降低10%。合肥市近兩年發現不少商品混凝土澆搗的樓板出現裂縫，總結的原因有如下方面：1．粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產生。 2．骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。 3．混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。 4．水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。 5．水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大。混凝土設計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。