羅成勇

（中鐵隧道集團(tuán)四處有限公司，廣西 南寧 530000）

青秀山站北側(cè)1 號(hào)風(fēng)亭組采用主體結(jié)構(gòu)鋼管混凝土柱兼做臨時(shí)中立柱，柱底采用φ2500mm 的鉆孔樁作為立柱嵌固樁基礎(chǔ)。鋼管混凝土柱直徑1300mm，壁厚25mm，鋼管柱內(nèi)澆注C60 補(bǔ)償收縮混凝土，鋼管柱與各層板環(huán)梁通過牛腿+環(huán)梁形式連接，鉆孔樁深度為76.9m，鋼管柱總的長度為66.1m。

鋼管柱鋼材采用Q345C，25mm 厚，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C60 補(bǔ)償收縮混凝土。

1 鋼管柱可視化液壓定位方案的確定

（1）鋼管柱的施工要求：①樁基鉆進(jìn)施工垂直度偏差要求。鋼管混凝土樁底采用φ2800mm 的鉆孔樁作為立柱嵌固樁基礎(chǔ)，鋼管嵌固混凝土5m。樁總長79.2m，底板以上為鋼管柱，鋼管長65m，直徑1300mm，壁厚25mm，鋼管柱與各層板環(huán)梁通過牛腿+環(huán)梁形式連接。鉆孔樁按0.5%的垂直度要求，樁身的垂直度偏差要≤65m×0.5%=32.5cm；按立柱樁的鋼筋籠與鋼管柱之間的尺寸關(guān)系以及鋼管1/1000 的定位精度要求，樁身的垂直偏差≤40cm。②鋼管柱施工定位精度要求。鋼管柱與各層板環(huán)梁通過牛腿+環(huán)梁形式連接。鋼管柱前期作為臨時(shí)支撐柱起到上托各層環(huán)框梁板結(jié)構(gòu)的作用，后期作為1 號(hào)風(fēng)亭永久結(jié)構(gòu)柱，支撐整個(gè)風(fēng)亭內(nèi)結(jié)構(gòu)的作用，加之前后地下水位工況的不同，立柱的作用不同，作為永久結(jié)構(gòu)的鋼管柱，其垂直偏差為鋼管柱總長1/1000 的定位精度要求，要≤59.8m×0.001=5.98cm。

（2）地下定位的作用。當(dāng)鋼管柱頂部（地面）定位精確后，進(jìn)行鋼管柱垂直度定位。鋼管柱頂端懸掛在定位平臺(tái)上，由于自重作用，鋼管將處于鉛垂?fàn)顟B(tài)。但由于鉆孔樁澆注砼的擾動(dòng)，鋼管柱可能會(huì)傾斜，因此在混凝土灌注過程中，并進(jìn)行鋼管柱的加固穩(wěn)定。

（3）定位方案的選擇：①人工絲桿調(diào)節(jié)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的操作定位方法，操作工人人工下到鋼管柱底部2/3 處，通過密封螺旋千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)。讓螺旋千斤頂頂住鉆孔樁的壁部來實(shí)現(xiàn)此過程中的定位。此方法實(shí)用于較淺的鋼管柱。②可視化液壓定位系統(tǒng)。通過在4 個(gè)方向安裝液壓油缸，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電磁閥和液壓系統(tǒng)壓力表控制油缸頂至鉆孔樁的壁部來實(shí)現(xiàn)此過程的定位。因鋼管柱較長，工人在地面上就可以對鋼管柱的偏移進(jìn)行調(diào)整，較為容易實(shí)現(xiàn)鋼管偏移糾偏。采用先進(jìn)的高精度激光垂準(zhǔn)儀器、高清視頻成像配套高精度定位靶裝置，實(shí)現(xiàn)在地面進(jìn)行定位糾偏過程的可視化。通過油缸的定位，實(shí)現(xiàn)人工地面操作，在安全上有所保障，選擇可視化液壓定位系統(tǒng)。

2 鋼管柱可視化液壓定位的施工工藝

（1）可視化液壓定位原理?？梢暬簤憾ㄎ辉砣鐖D1所示。

圖1 可視化液壓定位原理簡圖

通過地面鋼管柱中心放至定位刻度板的垂準(zhǔn)儀信號(hào)與已定位刻度板中心的偏差；通過信號(hào)傳輸在電腦上能看清楚具體鋼管柱偏差的位置大小及方向；通過控制液壓油缸待垂準(zhǔn)儀信號(hào)與已定位刻度板中心的偏差在允許范圍內(nèi)時(shí)，把其他油缸伸出頂至鉆孔樁壁部并鎖死液壓系統(tǒng)。固定地面定位平臺(tái)相關(guān)的連接部位，從而達(dá)到地面上和地面下定位的效果。

（2）定位平臺(tái)安裝及調(diào)整。

嚴(yán)格在地面將東、南、西、北4 個(gè)方向在原地面放樣出來，然后將平臺(tái)吊裝至固定位置，定位平臺(tái)底座：3.8m×3.8m×0.6m，橫梁：3.8m×0.4m×0.5m，12 個(gè)支腿可上下調(diào)節(jié)高度：0.17m，調(diào)整定位平臺(tái)在同一標(biāo)高，現(xiàn)場調(diào)整如圖2 所示。

圖2 安裝定位平臺(tái)示意圖及現(xiàn)場圖片

（3）鋼管柱可視化定位系統(tǒng)的安裝。

①定位板及攝像頭位置確定。兩節(jié)鋼管拼接焊接過程中，定位板不受焊接過程的影響，故將定位板安裝位置定至焊縫以上的位置，所以定位板安裝高度定為水位高度往上2m 位置，即管底以上20m 處安裝定位刻度板。攝像頭在調(diào)試階段時(shí)，距離刻度板1.8m 為最佳成像距離，所以將攝像頭安裝至定位刻度板以上1.8m 處。

②液壓油缸位置確定。液壓油缸行程的選擇，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，油缸行程選擇為115cm。安裝位置至管底處更容易保證鋼管的整體定位精度，由于鋼管管底至8.5m 位置內(nèi)環(huán)板較多，且此部分管外密布錨釘和加勁肋板，不利于安裝液壓千斤頂，因此選定從管底往上8.6m 位置為液壓千斤頂安裝位置。

③液壓油缸的安裝。液壓油缸安裝：安裝液壓油缸并現(xiàn)場調(diào)試（液壓油缸距離管底8.6m），檢查液壓桿的伸縮性及計(jì)算液壓桿每秒鐘的伸縮速度、防水密閉性。

④可視化測量定位系統(tǒng)安裝。安裝定位板、成像攝像頭：定位板距離管底9.2m，定位板中心嚴(yán)格對正鋼管柱中心；攝像頭距離定位板1.9m 為最佳成像距離，攝像頭安裝至管內(nèi)正南方向。全部定位裝置安裝完調(diào)試完成后進(jìn)行下一步工序。

（4）鋼管柱吊裝。鋼管起重吊裝前的準(zhǔn)備工作油管安裝連接、傳輸線路安裝連接等，3 節(jié)鋼管柱的長度分別是18.7m、23m、24.4m，起吊后2 節(jié)鋼管連接對焊。鋼管柱吊裝至孔口時(shí)，人工調(diào)節(jié)鋼牛腿方向，使鋼管柱東、西、南、北4 個(gè)方向基本對正定位平臺(tái)的4 個(gè)方向，隨后緩慢下管，第1 節(jié)管固定至橫梁上后，再起吊第2 節(jié)鋼管柱，液壓油管、控制線路、信號(hào)線連接，鋼管柱焊接，再起吊第3 節(jié)，只至整條鋼管柱連接并下放完成。

（5）鋼管柱可視化定位。定位過程主要是利用可視化液壓定位系統(tǒng)對鋼管進(jìn)行整體定位，通過地面鋼管柱中心放至定位刻度板的垂準(zhǔn)儀信號(hào)與已定位刻度板中心的偏差，通過電腦顯示屏可清晰地看到，鋼管的偏移位置和方向，通過控制液壓系統(tǒng)的電磁閥，液壓油缸伸縮調(diào)整鋼管方向及偏移量，待垂準(zhǔn)儀信號(hào)與已定位刻度板中心的偏差在允許范圍內(nèi)時(shí)，完成鋼管豎直度定位，最后定位完成后將各伸縮油缸頂至孔壁并將油缸鎖死固定。因鋼管柱自身連接誤差的影響，定位偏差結(jié)果為偏移設(shè)計(jì)中心4.5cm，滿足設(shè)計(jì)要求，可進(jìn)行下一步工序。

（6）鋼管柱內(nèi)混凝土澆筑。鋼管內(nèi)、外混凝土澆筑應(yīng)按照水下混凝土灌注方法進(jìn)行澆筑，確保導(dǎo)管伸入混凝土中2m 以上，且混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)，灌注過程中導(dǎo)管應(yīng)小幅度進(jìn)行上下提動(dòng)。

3 施工效果

通過攝像頭傳送至地面顯示器的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面可以清晰看到激光點(diǎn)在定位板所處位置，從而判定管底的偏移情況；在地面上通過液壓油缸控制器按鈕調(diào)整液壓千斤頂?shù)纳炜s，當(dāng)激光點(diǎn)準(zhǔn)確對中定位板中心后，再將液壓千斤頂往東南西北4個(gè)方向伸長至孔壁處，當(dāng)鋼管整體垂直度偏移≤1/1000，完全固定液壓千斤頂時(shí)，至此施工完成的整個(gè)過程。

4 結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的操作定位方法因其局限性不適用于本工程，而可視化液壓定位系統(tǒng)采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，有效地解決了地面下鋼管柱定位精度的困難，實(shí)現(xiàn)了在地面進(jìn)行定位糾偏過程的可視化，在安全上得以保證。