水下切割、水下混凝土切割及水下鋼管樁拆除均屬于高風(fēng)險水下特種作業(yè),廣泛應(yīng)用于橋梁改造、港口建設(shè)、水利工程、沉船打撈等場景。三者既存在技術(shù)共性,又因作業(yè)對象(混凝土、鋼管樁)的差異而有不同的操作規(guī)范。以下從技術(shù)特點、適用場景、核心流程及注意事項等方面進(jìn)行詳細(xì)說明:
一、水下切割(通用技術(shù)概述)
水下切割是指在水下對金屬、混凝土等材料進(jìn)行切割分離的作業(yè),按切割原理可分為熱切割(如等離子切割、氧 - 乙炔切割)和機(jī)械切割(如鏈鋸、繩鋸、液壓剪)兩大類,核心是解決水下環(huán)境對切割效率、安全性的影響(如水流干擾、能見度低、設(shè)備防水要求)。
關(guān)鍵特點:
熱切割:適用于金屬材料(如鋼管樁、鋼板),通過高溫熔化或燃燒實現(xiàn)切割,需控制氣體在水下的穩(wěn)定性(如氧 - 乙炔切割需防止火焰被水流熄滅,等離子切割需高壓電弧穿透水層)。
機(jī)械切割:適用于混凝土、厚壁金屬,依靠機(jī)械力直接切割,不受水深和水流影響,但需保證設(shè)備與工件的剛性連接(如繩鋸需張緊固定)。
通用安全要求:作業(yè)區(qū)域需設(shè)置警戒區(qū)(半徑不小于 50 米),嚴(yán)禁無關(guān)船舶進(jìn)入;潛水員與水面指揮需保持實時通訊;所有電氣設(shè)備需具備防水防爆性能(防爆等級不低于 Ex dⅡBT4)。
二、水下混凝土切割(針對混凝土結(jié)構(gòu))
主要用于水下混凝土構(gòu)件的拆除(如橋墩、沉箱、堤壩),因混凝土質(zhì)地堅硬、內(nèi)部含鋼筋,需專用設(shè)備和工藝。
常用技術(shù):
金剛石繩鋸切割
原理:通過高速運轉(zhuǎn)的金剛石繩鋸(繩體嵌入金剛石顆粒)磨削混凝土,適用于大體積構(gòu)件(如直徑 5 米以上的橋墩),可實現(xiàn)高精度切割(誤差≤5mm)。
優(yōu)勢:切割效率高(每小時可切割 10-20㎡),無振動、無粉塵,對周邊結(jié)構(gòu)影響小(尤其適合保留部分需保護(hù)的混凝土構(gòu)件)。
液壓破碎錘切割
原理:通過水下液壓錘高頻沖擊混凝土,使其破碎后分離,適用于小型構(gòu)件或結(jié)構(gòu)松散的混凝土(如老化堤壩)。
注意:需控制沖擊力,避免碎片飛濺傷及潛水員;若混凝土內(nèi)有鋼筋,需配合液壓剪切斷鋼筋。
靜態(tài)爆破切割
原理:在混凝土鉆孔中注入膨脹劑,利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的膨脹力使混凝土開裂,適用于禁火區(qū)域(如油氣管道附近)。
局限:耗時較長(通常需 24-48 小時反應(yīng)),且需提前計算鉆孔位置和深度,避免開裂范圍失控。
適用場景:
橋梁水下承臺、樁基的拆除;
水庫、電站水下混凝土閘門、導(dǎo)流墻的改造;
沉管隧道接頭的修整。
三、水下鋼管樁拆除(針對金屬管狀結(jié)構(gòu))
工程實例
尤溪互通2#大橋位于尤溪縣大排村,橫跨尤溪水庫,為左右幅分離式橋梁,左幅全長396米,右幅全長369米,左右幅各有6個墩落在深水中,水中基礎(chǔ)為2.2m直徑的鉆孔樁,大樁長49米。水庫常水位87.00m,最大水深18米,水庫正常時水面平穩(wěn),只有在大雨時水庫放水方有不同程度的落差,最大落差3米。施工區(qū)域地層:為剝蝕丘陵夾溪谷地貌,上部為淤泥、砂質(zhì)粘土、卵石層,下部為砂土狀強(qiáng)風(fēng)化砂巖、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化砂巖、弱風(fēng)化砂巖,其中淤泥、砂質(zhì)粘土層較薄。
1、總體思路
本橋跨度小,墩柱分散,采用鋼管樁水中平臺方案施工,發(fā)揮浮吊和浮箱的作用,成本經(jīng)濟(jì)、方便易行。
2、施工平臺
本橋右線橋幅寬12.0m,樁中心間距6.0m,左線橋自4#墩開始采用線性和非性加寬,基本幅寬12.0m,最寬16.0m,最寬處樁柱間距8.70m,每個水中墩要搭設(shè)一個15×8.0m的作業(yè)平臺,管樁按14m*8m布置,根據(jù)不同樁間距調(diào)整內(nèi)側(cè)兩排管樁間距,見示意圖:
總結(jié)
三類作業(yè)均需以 “安全第一、預(yù)防為主” 為原則,作業(yè)前需完成環(huán)境勘察、設(shè)備調(diào)試和方案論證;作業(yè)中強(qiáng)化潛水員防護(hù)、設(shè)備監(jiān)控和應(yīng)急響應(yīng);作業(yè)后做好現(xiàn)場清理和環(huán)保檢測。選擇經(jīng)驗豐富團(tuán)隊和成熟技術(shù),是確保工程高效、安全完成的關(guān)鍵。