混水作业中水下混凝土自行挤淤施工方法 技术领域：
本发明涉及一种混水作业中水下混凝土自行挤淤施工方法，是在混水作业中利用正在浇注的混凝土本身来实现水下挤淤，自行排除在施工前不久重新沉降的新生态淤泥，从而提高水下混凝土浇注层施工质量的方法。背景技术：
水下混凝土在施工前必须对水底基床中的淤泥进行前期预清理，若不能及时进行混凝土浇注，则由混浊的水流(河水、海水等)带入或沉淀的泥沙将会再次覆盖在水底基床上。这部分新生态淤泥层的厚度将会随着时间的延长而逐步增厚。若不将其在浇注水下混凝土前及时清理，将会严重影响混凝土的施工质量。若再作第二次清淤，则所需的人力、物力和财力又将是一笔重复性的开支。
对此，国内外建筑工程界普遍采用一种“混水清淤法”，即在浇注水下混凝土前用高压空气猛吹淤泥层，使之成为混水泥浆，然后进行施工。表面看来，高压空气完成了第二次清淤。殊不知，这种方法存在着两条难以克服的缺点。其一，高压空气根本不可能彻底掀起这种新生态沉淀性淤泥。这种淤泥的单个颗粒的体积较小，表面能也小，但是，淤泥的形成是由大量的这样的单个颗粒组合积聚而成的，因此，淤泥的总表面能是巨大的，它能够较为牢固地吸附在水底基床的表面或基底碎石层的各种空隙或细缝之中。高压空气流至多只能在淤泥层表面扫过，而根本不能切入到淤泥层底下去把淤泥铲起来。其二，混水泥浆中的含泥量较大，这些泥土颗粒随时可能再次沉淀，并将直接进入尚未硬化的混凝土之中。如此一来，不但在已浇注的混凝土底部存在着松软的淤泥层，而且在混凝土中都将出现泥沙夹层，对工程质量造成“二次危害”。因此，采用高压空气进行的“混水清淤法”是不彻底和不可靠地。
据检索，实用新型专利(99227267)介绍了一种《自动水下清淤机》，这一机械结构在行走中铲泥入箱，泥泵吸泥并输出。但是这种清淤机只能铲除距水底碎石基床表面一定距离处的表层淤泥，而在碎石基床表面处仍将留有一定厚度的一层淤泥。正是这一层淤泥的存在，会直接影响水下混凝土材料与基床碎石的粘合情况，使浇注下去的混凝土不能与碎石基床紧密粘结，两者中间夹有明显的淤泥层，影响工程的质量。同时对于其能否在深水(例如，水下10m)和大江大河的流动水中自行爬动作业，至今尚无任何应用实例。发明内容：
本发明针对现有技术的不足，提供一种混水作业中水下混凝土自行挤淤施工方法，简单而有效地完成第二次清淤的工作。这种方法无需增添额外的水下机械或设备，仅需通过水上和水下两方面的联合控制就可使新生态沉淀性淤泥被推挤到某一指定方向上，并使之逐渐地堆高，最终“吸吹”而加以清除。
为实现这样的目的，本发明所涉及的技术特征为对拟浇注的水下工程采用水下分散混凝土混合料，利用这种混凝土的自扩散、自渗透、自填充、自密实的特性使之切入新生态的沉淀性淤泥底部，铲起并推挤淤泥到某一位置，通过水面工作船的泥浆泵“吸吹”过程而加以清除。
水下不分散混凝土通过水面工作船上的导管实施浇注，导管固定在水面工作船上，上下可以升降。导管顶部设一料斗，下料前导管内塞入海棉球，以将水与混凝土隔开。导管底端距水下碎石基床上方20～30cm。下料后则应确保连续下料。混凝土物料自导管底端溢出并扩散、堆宽、堆高。混凝土物料在水下碎石基床面上作扩散的同时，连续不断地切入淤泥层底部并铲起和推挤淤泥。水下切入角a的控制范围为5～45°，以a角的低取值来切入和铲起淤泥，以a角的高取值来推动淤泥堆行进移动。导管下端出口处的混凝土物料流出及堆聚情况由水下电视监视器或者由潜水员进行实时跟踪监视，并及时将情况反馈给船上技术管理人员，确定导管升降高度、水平移动速度和距离以实现及时调整水下混凝土料流切入角度a。在导管随水面工作船的来回移动而作相应的“之”字型来回移动时，利用水下不分散混凝土混合料的推动力和重力铲起并推挤作业面上新沉淀的泥沙层，使其翻卷滚动和集中堆聚。在混凝土物料下料过程中及移船过程中，导管底部均应埋入混凝土内。水面工作船上预先设有泥浆泵，依据水下监视器关于水下淤泥被集中推挤堆聚数量的情况，及时实施抽吸，并排放到泥浆运输船上或吹扬到远离施工点的地方去。
本发明利用水下不分散混凝土的自身特性，经过浇注时的“铲起推挤”和泥浆泵的“吸吹”过程后，水下碎石基床上的新生态沉淀性淤泥将得到有效的清除。本发明以此技术要素组合，构成一种全新的技术方案，来实现既简单又有效地完成清淤的目的。
与现有水下清淤机装置相比，本发明利用的是水下不分散混凝土材料的自身来完成挤淤目的，简单方便，无需专用水下清淤设备，并且，挤淤过程紧贴水下碎石基床表面进行，挤淤彻底效果显著。与国内外普遍采用的高压空气猛吹淤泥层，使之成为混水泥浆“混水清淤法”相比，本发明既可以挤去水下碎石基床表面的淤泥，又可排除混水中再次沉降的泥沙，使其不能进入尚未硬化的混凝土内，而只能降落于推挤和堆聚的淤泥堆中，从而确保水下混凝土工程质量。附图说明：
附图1为施工方法流程示意图。
如图所示，水下不分散混凝土通过水面工作船上的导管实施浇注，混凝土混合料自导管底端溢出，扩散，连续不断地切入淤泥层底部并进行水下挤淤，水下监视器进行实时跟踪监视，由水面工作船上管理人员控制调整水下混凝土切入角度a，在淤泥堆聚集中后，用工作船上的泥浆泵及时实施抽吸，并排放到泥浆运输船上或吹扬到远离施工点的地方去。
附图2为水下不分散混凝土挤淤示意图。
如图所示，固定在水面工作船上的导管2顶部设一料斗1，水下不分散混凝土混合料3通过导管2实施连续浇注，导管用φ250mm钢管焊接而成，具有较好的刚性，上下可以升降。导管2的底端距水下碎石基床上方20～30cm。水下切入角a的控制范围为5～45°，以a角的低取值来切入铲起淤泥，以a角的高取值来推动淤泥堆行进移动。混凝土物料自导管底端溢出并扩散、堆宽、堆高，连续不断地切入淤泥层底部推挤并铲起淤泥4。具体实施方式：
依据本发明所阐述的基本条件，在某江边建造船坞，坞口地基底板在水下10m处。在施工区域水面上，按施工进度要求和水面作业安全考虑，选择施工作业面的一个端部作为起始作业端。导管预先固定于水面工作船船头，用钢丝绳牵引，上下可以升降。导管用φ250mm钢管焊接而成，顶部设有容量为1.5m3的料斗一个。导管在下料前与料斗交接处内塞海绵球。导管下端位于水下碎石基床上方25cm处。岸上已搅拌好的符合设计要求C25强度的水下不分散混凝土混合料用泵车源源不断地打到导管顶部的料斗中。在料斗即将装满料时，剪断紧固海绵球的连接线，开始下料。之后保持连续下料。混凝土物料自导管底端冲出并扩展，切入淤泥底部并将其铲起。此时切入角a值由小角度逐渐变大。随着在该点位上水下不分散混凝土物料的逐渐堆聚堆高，切入角a值也渐渐地增大。水下电视监测器将水下情况随时报告水面工作船上的控制人员，调整导管高度，使该点位上的水下混凝土物料的高度达到设计要求，随后，逐步缓缓地移动船体位置。与此同时，导管在水下也在缓缓地移动，同时仍在连续不停地向水中浇注混凝土材料。在移动和浇注中，导管下端出口始终埋设在混凝土物料堆中。依据水下混凝土物料堆聚的情况，船体以停停开开间歇式运行的方式，完成从起始端部的一个起始端点到另一个终止端点的直线浇注任务。然后，依据水下混凝土物料在水下堆聚和扩展的情况，船体后移一定距离，从该终止端点向原起始端点的平行方向再次逐步地以停停开开间隙式的运行方式，完成第二次直线浇注任务。船体的移位带动导管的移位，也使导管中的混凝土物料沿不同点位作直线浇注，进而以水下混凝土物料堆的逐渐扩大来推挤已被铲起的水下淤泥，使其也沿船体运行的不同点位和方向作近似于直线方向上的移位。船体在作了一连串的“之”字型来回位移后，最终到达施工作业面的另一个端部，即最终端部。相应地，水下不分散混凝土混合料通过导管的一系列“之”字型移位而不断地切入、铲起和推挤沉积在水下碎石基床上的淤泥，使之产生相应的移位、堆聚。当这部分被堆聚的淤泥达到一定厚度时，水面工作船上的控制人员根据水下监测报告，用船上的泥浆泵将这部分淤泥及时地加以抽吸，并排放到专备的泥浆船上或吹扬到远离作业面区域的其他地方去。经过上述一系列连贯的控制和操作后，沉积在水下碎石基床上的新生态沉淀性淤泥被有效清除。水下碎石基床可以与浇注的水下混凝土紧密结合，在已浇注的水下混凝土结构体中没有淤泥夹层，施工质量得到可靠保证。