CN110004960A - 一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法，按照如下方式操作：（1）在设计、制造与安装前，在环形水平横撑以及竖向对应的封底砼处预留竖向孔，对称环向布置。（2）在聚能侵彻切割前，在平面上断开内、外钢壁板预留孔附近的水平横撑以及预留孔处环形水平横撑，用钢丝绳与切割后的块件相连，保证切割后方便吊走。（3）再在在PVC“门”型面对称线形管聚能管中装入***与导爆索，然后安置于预留孔中，用电***引爆导爆索。本发明采用聚能侵彻的方法拆除双壁钢围堰较常规拆除方法，在超过30m深水钢围堰拆除在操作上成为了可能，而且在安全、经济、环保等方面综合指标大为改善。

Description

一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法

技术领域

本发明涉及双壁钢围堰切割拆除领域，具体来讲是一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法。

背景技术

双壁钢围堰为跨江、跨海深水域内特大桥桥塔墩桩基础施工的作业平台与承台和施工临时的、密不漏水的挡水结构，它是由竖向角钢加劲肋、内外钢壁板（厚2cm）数层环形水平横撑焊接，以混凝土封底而成。双壁钢围堰制作主要在加工厂分块制作，现场组装，逐层焊接下沉安装而成。

按照航道部门及设计部门的要求，主桥完工以后必须将钢围堰全部拆除，恢复河岸原貌或按规划进行河道恢复，以满足通航净空、净宽的要求，避免阻塞河道通航和行洪，降低船舶及漂浮物撞击的风险，同时避免对水体造成严重污染。

因为人类潜水深度至30m时，则难以生存，因此目前多数双壁钢围堰水下未进行拆除。但随通航能力提高，问题凸现，航道部门严格按照设计要求加强监管，施工单位必须按照设计要求彻底拆除钢围堰。

现有钢围堰拆除方法主要采用水上氧气切割，水下氧—弧切割，并辅之以***破碎封底砼，主要有以下特点：

1）切割构件多、大，而且每块均需切割内（外）钢壁板、竖向加劲肋、壁板环、腹杆及隔舱板，因此，作业时间长，工作量大。

2）水下拆除作业环境复杂，受钢围堰周边激流、紊流及过往船舶涌浪的影响，潜水员在钢围堰外作业时，难以保持稳定姿态，在井壁内作业时，需来回穿梭，因此，施工风险很高。

3）当钢围堰井壁在承台面附近有较多沉积物时，无法进行水下直接切割，需先利用吸泥机或高压水枪冲洗，清洗隔舱内切割面以上淤积泥沙和松散砂浆沉淀物，因此，拆除工作量大，作业环境复杂，拆除难度极大。

4）随潜深增加，潜水员在钢围堰外作业时难以为续。尽管随潜水技术提高，增加了潜深极限，但有限，特别是伴随“高压神经综合症”出现，尤其是超过30m深度，作业人员出现震颤、恶心、呕吐、脑电图异常等中枢神经***功能紊乱，生命安全得不到保障。而现在双壁钢围堰超过30m比比皆是，否则只能采用特殊封闭装置，置氧—弧切割作业人员在装置里操作，不但氧—弧切割难度大大增加，而且装置必然高度智能化、信息化、机械化，因此常规拆除的钢围堰高度均小于30m。

5）潜入深水进行水下氧—弧切割所使用氮气来源困难，价格昂贵。

6）现有钢围堰拆除主要采用水上氧气切割，水下氧—弧切割，整个拆除费用较高。

现实施工时，30m以下双壁钢围堰未进行拆除，如从内壁切割，水必然涌入，安全风险高。

辅之以***破碎封底砼易产生各种有害效应，诸如***振动、水中冲击波、涌浪、飞石以及对水体的污染。

有人想用常规***破碎拆除以降低施工难度，但***震动、水中冲击波、涌浪、水体的污染等有害效应也难以接受，特别是常规***损伤墩柱、承台，因此，业主绝不允许。

总体来说，现有钢围堰拆除主要采用水上氧气切割，水下氧—弧切割，并之以***破碎封底砼，超过30m深水钢围堰拆除操作上变成不可能，而且在安全、经济、环保等方面综合指标较低。

聚能侵彻切割技术开发现状：爆轰聚能侵彻切割技术已在军事上对坦克、舰艇、飞机、军舰的钢壁板切割事广泛使用，厚度可达5cm。

目前石油开采广泛使用“同轴随进式增效射孔技术”，也是利用爆轰聚能射孔，其增加深度可多采石油30%。

目前也已在大断面隧道轮廓光面切割推广使用，宽度可达1.2m,断面光整，平整度高。

由于爆轰聚能管研制作功，为双壁钢围堰深水切割提供了思路，也为该方法低成本、简易操作的实施提供了可能性，且可广泛推广。

大断面隧道轮廓光面切割，目前爆轰聚能管常见形状有“W”形和“D”形，“D”型聚能管比“W”形具有更好的效果。

在岩石或硬质材料中钻孔，置入爆轰聚能管，定向射流切割而断裂岩石或硬质材料。定向射流切割断裂聚能管常采用“D”形，“D”形聚能管是由管体、前锥形定格帽、后定格堵构成，管体用塑性材料制作，呈管状，管体外径小于正常炮眼内径，长度可随***需要而定，管体两端各有外螺纹，两端外螺纹间有一纵向切缝，切缝间等距，且布设加强筋，前锥形定格帽呈伞状，伞形尖有一光孔，两侧直壁内径有螺纹，与管体外径前端螺纹配合，帽体外径大于管体，后定格堵为一封盖，外径直径大于管体外径，与前锥形定格帽外径一致，后定格堵内径有螺纹，与管体外径后端螺纹配合。可根据炮眼深度采用合适的聚能管管体，不需其他工具帮助送入炮眼，切缝方向准确，两端的前锥形定格帽和后定格堵外径与炮眼内径一致，保证聚能管管体同心，定向准确。“D”形聚能管如图3所示。

聚能管的出现，为双壁钢围堰聚能侵彻切割拆除准备了物资条件，操作方便，但是“W”形和“D”形聚能管因具有对称双向切割，非单向聚能切割，不适宜于或欠优深水双壁钢围堰单向钢壁板切割拆除。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法。采用聚能侵彻的方法拆除双壁钢围堰，超过30m深水钢围堰拆除使操作实施成为了可能，而且在安全、经济、环保等方面综合指标大为改善。

本发明是这样实现的，一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法，按照如下方式操作：

1）在设计、制造与安装前，在环形水平横撑以及竖向对应的封底砼处预留竖向孔，环向对称布置，预留孔中可装PVC“门”型面对称线形聚能管。

2）在聚能侵彻切割前，在平面上断开内外壁板聚能管附近的水平横撑和预留孔处环形水平横撑。同时，用钢丝绳与切割后的块件相连，保证切割后方便吊走。

3）再在在PVC“门”型面对称线形管聚能管中装入***与导爆索，然后安装在预留孔中，用电***引爆导爆索。

其中，聚能管为“门”型面对称线形聚能侵彻切割管，管材用PVC，尺寸可以钢围堰结构尺寸而定，穴用薄铸铁皮制作，导爆索引爆***形成爆轰，爆轰聚能切割钢壁板。单组聚能管长度为钢围堰环形水平横撑间高度，环形水平横撑处预留孔孔形为“门”形。

本发明所述聚能侵彻切割拆除方法具有如下的优点。

1）工作量小，工期较短，劳动强度低。

2）避免了水下作业，安全风险大为降低。

3）超30m深水钢围堰切拆除成为现实。

4）聚能侵彻切割避免了常规***有害效应。

5）成本较低。

采用聚能侵彻切割的方法拆除双壁钢围堰，超过30m深水钢围堰拆除在操作成为了可能，而且在安全、经济、环保等方面综合指标大为改善。

附图说明

图1射流作用示意图。

图2破岩作用示意图。

图3是D形聚能管示意图。

图4聚能管平面布置图。

图5 聚能管立面布置图。

图6聚能管平面局部布置图。

图7聚能管立面局部布置图。

图8 聚能管引爆装置布置图。

图9“门”型面对称线形聚能侵彻切割管。

其中：聚能管1（门型面对称线形聚能侵彻切割管），预留孔洞2，水平横撑3，引爆装置4，竖肋5，水平环板6，待切钢壁板7。

具体实施方式

下面将结合附图1-图9本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明在此提供了一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法。深水双壁钢围堰在确保结构强度和刚度均满足规范要求条件下，在设计、制造与安装前，在环形水平横撑、竖向对应封底砼预留竖向孔2，对称环向布置，孔密度可结合竖向角钢加劲肋刚度、强度和起吊能力而设计，聚能管1布置图如图4、图5、图6、图7所示，而封底竖向位置预装PVC“门”型面对称线形聚能管。

在聚能侵彻切割以前，在平面上断开内外壁板聚能管附近的水平横撑和预留孔处环形水平横撑，如图6所示。同时，用钢丝绳与切割后的块件相连，保证切割后方便吊走。在PVC“门”型面对称线形管聚能管中装入***与导爆索，然后安装在预留孔中，用电***引爆导爆索。本发明采用聚能侵彻切割的方法拆除双壁钢围堰。

由于“W”形和“D”形不适宜或欠优深水双壁钢围堰切割拆除，所以本专利采用如图8 所示“门”型面对称线形聚能侵彻切割管。“门”型面对称线形聚能侵彻切割管，管材用PVC，尺寸以钢围堰结构尺寸而定，穴用薄铸铁皮制作，导爆索引爆爆轰，爆轰聚能切割钢壁板，单聚能管长度为钢围堰环形水平横撑间高度，环形水平横撑处预留“门”形孔。

爆轰聚能侵彻切割拆除方法特点：爆轰聚能侵彻切割原理，利用聚能装置即聚能管将***爆轰聚焦形成高温、高速、高能密度粒子流（见图1射流作用示意图，图2破岩作用示意图），将聚焦线置于钢壁板切割位置，且高能粒子流垂直钢壁板，即侵彻切割角90°，即可将钢壁板熔融切割断裂。高温、高速，面型高能密度粒子流，形成“能流刀”，方向准，聚焦性好，弥散小，能量密度大，穿透力强等。

结合切割物结构形状，***可塑成与爆轰聚能结构相适的形状。聚能药包使用还具有体积小、效果好、切割迅速、施工人员少、劳动强度小等优点，因此整个施工过程更具有操作性且简单，对作业环境要求较低等特点，能给整个工程带来可观的经济效益、安全效益、社会效益。

爆轰聚能侵彻切割介质与普通******冲击波拉伸破坏、***气体膨胀压破坏介质有着本质区别。爆轰聚能管结构特点是决定侵彻切割效果主导因素，它可结合切割目的，设计不同的爆轰聚能结构。爆轰聚能侵彻切割方法是利用一定的装药结构设计出特定的聚能药包对***对象进行作用的一种***方法。

本发明所述聚能侵彻切割拆除方法具有如下的优点。

1）工作量小，工期较短，劳动强度低。

2）避免了水下作业，安全风险大为降低。

3）超30m深水钢围堰切拆除成为现实。

4）聚能侵彻切割避免了常规***有害效应。

5）成本较低。

总体来说，采用聚能侵彻切割的方法拆除双壁钢围堰，超过30m深水钢围堰拆除在操作上成为了可能，而且在安全、经济、环保等方面综合指标大为改善。。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种用于深水双壁钢围堰爆轰聚能侵彻切割的拆除方法，其特征在于：按照如下方式操作：

1）在设计、制造与安装前，在环形水平横撑（3），以及竖向对应的封底砼处预留竖向孔（2），预留孔（2）对称环向布置，预留孔（2）中可装PVC“门”型面对称线形聚能管（1）；

2）在聚能侵彻切割前，在平面上断开内外壁板预留孔附近的水平横撑（3）以及预留孔处环形水平横撑，同时，用钢丝绳与切割后的块件相连，保证切割后方便吊走；

3）再在在PVC“门”型面对称线形管聚能管中装入***与导爆索，然后安装在预留孔中，用电***引爆导爆索；

所述聚能管（1）为“门”型面对称线形聚能侵彻切割管，管材为PVC，尺寸以钢围堰结构尺寸而定，穴用薄铸铁皮制作，导爆索引爆***形成爆轰，单组聚能管长度为钢围堰环形水平横撑间高度，环形水平横撑处预留“门”形孔，预留孔处环形水平横撑可提前人工切割。