钻孔平台施工方案.doc

呼准铁路黄河特大桥工程钻孔平台施工方案中铁十四局集团三公司呼准铁路项目经理部二00四年五月钻孔平台施工方案一、 编制依据1、 呼准铁路黄河特大桥施工设计图2、 呼准铁路黄河特大桥水文、地质资料3、 双壁钢围堰施工图4、 大桥施工工期安排二、 编制依据1、 满足施工操作、工期、及施工安全2、 满足设计及规范要求三、 工程概况1、 水文气候黄河河面宽约640m，常年有水，水深3.0m左右，流速较大（约1.5m/s），旱季及上游调配时形成夹心滩，根据设计资料：设计水位H1%=987.45m，设计流量Q1%=6510m3。黄河汛期为69月份（降水期，年最大降水量399mm），春季有凌汛。2、 工程简况26#28#墩位于黄河主河槽内，设计承台尺寸10.6*9.6*3.0m，下设8根长度分别为39m，与38m的1.5m的钻孔灌注桩，承台底标高在977.88979.58m之间，地质层为砂石与泥岩，交替出现，岩石极限抗压强度在300500Kpa之间（实际岩石强度要比设计高），地层中有承压水存在。四、 施工方案的确定26#28#墩位于黄河主河槽中，且地层为软质泥岩与砂岩交替。施工要求钻机自重较轻，施工占用空间相对较小，便于平台作业，且适合于岩层钻孔。因此考虑采用冲击钻施工桩基。根据施工工期与施工需要，每个平台至少布置两台冲击钻。钻孔平台以双壁钢围堰作为围水结构和平台承载基础，用贝雷梁作主纵梁支承于钢围堰上，工字钢作横梁，其上梁设20*20cm方木（具体见钻孔平台施工图）。1、钻孔平台高度的确定根据施工工期安排，26#28#墩基础施工要经过汛期，因此必须根据汛期水位来决定平台的高度，以保证平台施工需要。而大桥设计水位H1%=987.45m，且根据对桥位处进行实际考查：一年中水位最高为凌汛期水位，又根据今年三月份实测和近几年凌、洪汛期水文资料：H最高=986.2m。根据以上资料，拟将平台顶标高设计H=986.50m，略高于可能出现的水位。当汛期水位超过该水位时，撤出钻机，暂停作业。2、设计菏载确定及结构检算由于施工工期要求，每个平台按2台冲击钻进行钻孔，钻机型号ZZ-5型，自重9T，锤头重3.5T，钻机平面尺寸4.5*2.2m。工作时，由于冲击钻锤头的加速提升会导致超重，且因锤头对岩石的冲击会产生冲击力（冲击力由于其确定因素较复杂，因此准确计算较困难。计算时采取乘冲击系数的方法，冲击系数按1.2考虑）。1）工作时锤头重量计算：根据钻机工作性能：锤头38次/分，行程L=80cm，因此提升时锤头重量按下式计算：t=60/38=1.579s t/2=0.7895s根据公式：S=1/2at2 a=2.567m/s2p锤=m（g+a）=3500*（10+2.57）=43984.9N4.4T2）工作时钻机重量计算：则P机静=4.4+9=13.4T由于施工时锤头冲击,造成钻机整体存在冲击,冲击系数按1:2考虑P机动=1.2P机静=13.4*1.2=16.1T3）结构受力检算a、 横梁（2I22a型钢）受力检算横梁（2I22a型钢）支承于贝雷梁上，其计算跨径L=4.2-1.24=2.96m，偏于安全按简支梁考虑；荷载按最不利情况，考虑整个钻机重量作用于前支点上，前支点支承于横梁的中点处，则其受力图示如下：2.96/2mP=161KN2.96/2m则横梁所受弯矩：M=1/4PL=119.14KN*m2I22a型钢截面特性： Wx=2*309=618cm3=M/Wx=192.78Mpa=200 Mpa =QSx/bIx=80.51000/（27.5189）=28.39Mpa=80Mpa故横梁能满足安全要求。b、 纵梁（贝雷梁）受力计算贝雷梁支承于钢围堰上，根据钢围堰的结构尺寸：R=7.4（内径）与8.4（外径）取贝雷梁的计算最大跨径：L=16.0m。荷载按最不利情况分布：P=161/2KNP=161/2KN8m2m6m18m贝雷梁则贝雷梁所受弯矩及剪力：Mmax=563.5KN*m Qmax=90.56KN而贝雷梁作为标准结构（本设计按双排单层结构检算），其所能承受的最大弯矩与剪力查表可知：Mmax=1576.7 KN*m563.5 KN*m Qmax=490.5 KN90.56KN经过计算知：贝雷梁能满足使用要求，但基于对钻机冲击的不确定性与整个平台的横向稳定性考虑，施工时采取侧边两片贝雷梁采用双排单层结构，中间两片贝雷梁采取三排单层结构，同时每两组贝雷梁之间用U型螺栓将10的槽钢锁紧，作为横向连接系（具体见图），来提高结构的安全性能。c、 钢围堰顶局部受力检算钢围堰顶部支点处承受所有平台荷载（包括钻机、方木、型钢、贝雷梁等），其总荷载：P=350+1612=672KN则平均每个支点受力：p=P/8=84KN根据贝雷梁宽度63cm，即每片贝雷梁底部至少有一片10和75*50*6的角钢支承（因钢围堰竖肋每55cm一道）。其横截面积A=12.74+7.26=20cm2按轴向承压计算：F=A=400KN经计算不需要对钢围堰进行加强，即能满足使用要求。实际施工中考虑用10槽钢对内外壁板进行了加强，同时在内外壁间增加了连接系，来增加安全性。五、 施工工期安排根据施工工期安排与现场实际情况：计划28#平台搭设6.月25日7月5日；27#平台搭设7月1日7月12日；26#平台搭设7月10日7月24日。平台搭设好后，两天内开始钻孔作业。六、钻孔平台渡汛应对措施1、黄河洪水期：每年8月至10月中旬为黄河洪水期，河水流量大，根据有关资料显示，洪水期桥位处水速一般不超过2.5m/s。施工安排在洪水来临前保证成桩24根，以将钢围堰锚固（同时每个钢围堰带2砼锚），将贝雷梁用U型螺栓焊连于钢围堰上形成整体。当洪水水位接近平台设计标高时撤除方木与钻机，以保证施工安全。洪水过后继续钻孔。2、施工前及施工整个过程与黄河中上游管理局、内蒙古自治区水利厅、呼市及鄂尔多斯市水利局、当地政府防洪指挥部、气象部门加强联系，及时掌握夏季洪水，施工中根据洪水情况和黄河防总的指令，及时采取措施，确保黄河防洪安全。3、对于超过保证水位的抢险工作做好充分准备，保证抢险人员与抢险物资及时到位。4、在汛期施工期间，不堆积大量施工物料，阻碍行洪，施工结束后，彻底清理施工场地，以利洪水畅泄。七、环境保护措施（1）、加强环境保护法和黄河河道管理法的宣传和教育，实行环保目标责任制，加强检查和监控工作。（2）、严格执行国家的法律、法规，统筹安排，合理布置，综合治理。（3）、加强对钻孔的管理，对于机械与人留下的固体、液体废弃物由专人进行清理，将清理物集中堆积，外运，不向河中倾倒。七、安全措施（1）、在施工现场周围配备、架立并维护一切必要而合适的警告、危险、禁止等标志牌和维护措施。（2）、进行安全教育与训练，增强人的安全生产意识，提高安全生产知识，有效防止人的不安全行为，减少人为失误。安全教育包括知识、技能、意识三个阶段的教育。（3）建立各级人员安全生产责任制，明确规定各级领导、职能部门、工程技术人员和生产工人在施工生产中的安全责任。施工安全制度主要有：安全生产责任制度、安全生产教育制度、