双壁围堰施工方案.doc

施工方案1工程概述跨沙河的五跨连续梁结构形式为44+72+72+72+44m，其中水中墩1547#、1548#墩采用双壁钢围堰施工承台，概况如下表:墩号承台尺寸(m)围堰尺寸围堰高备注154711*14.3*411.5*14.816水中墩154811*14.3*411.5*14.816水中墩根据现场勘察，沙河目前水面高程为56.841m(2月10日测)。1547#,1548#墩桩基础位于河槽内，1547#承台底标高为46.841m，顶标高为50.841m,1548#承台底标高为46.841m,顶标高为50.841m。根据目前的水位，并考虑施工中出现的洪水位，选择围堰高度为16米，围堰顶标高为59.841，底标高为43.841。2.施工方案的选择根据设计图纸和现场的实际地形， 1547和1548#墩在河槽内，属水中施工。水中墩施工时需考虑河道的泄洪问题。通过综合比选考虑1547#墩离河岸60米，而1548#墩离河岸30米，水深6米左右。考虑到此两墩均在水中，筑岛围堰施工占用河道面积较大，不利于河道泄洪。搭设钢栈桥和辅助水中平台配合钢围堰施工，可以最大限度减少占用河流过水断面，能满足河道在最不利情况下的泄洪要求。因此水中两墩采用钢栈桥配合钢围堰施工因受全线工期影响，1547#、1548#水中墩基础安排在2009年2月-2009年7月施工。钢围堰平面尺寸较小，对讯期的过水断面影响不大。每个墩安排2台回旋钻机，在四个月内将基础和墩身施工完成。3钢平台施工方法沙河桥陆上桩基采用旋挖钻成孔施工，钻渣及时清运到指定的弃土场，不堆放在河滩上。砼灌注采用砼运输罐车运到现场，实施水下灌注，钻孔泥浆外运。水中墩桩基施工采用钢平台施工，施工时搭设钢栈桥，钢栈桥采用630钢管桩(壁厚8mm)作为桩基础，每排架设2根，中心间距3.7m,排架间距9m,钢管桩最小入土深度不小于11m,钢管桩上排架横梁采用双支工28a型钢;在横梁上布置贝雷梁为承重纵梁。面板采用8 mm 花纹钢板,其下横梁由I28a组成,间距150cm，纵肋采用工12,间距30cm。桥面宽度5m ,两侧设高1.2m的48钢管栏杆。钢管桩施工采用50t履带吊配合震动锤施打。栈桥贝雷梁采用在后方场地内拼装分组桁架，将分组桁架运至现场利用吊车组拼成整体。桥面施工采用在后方将桥面分块加工成标准化模块，由汽车运输到位后利用履带吊吊装架设，依次逐跨施工。 （1） 打桩施工先在岸边上打入定位桩，履带吊吊装导向架就位。悬臂导向支架精确就位后，起吊钢管桩就位。履带吊吊装振动锤和桩帽与桩顶连接，将桩吊至设计桩位后，慢慢放松吊机钢丝绳，直至桩落于河床面，并再次检查桩的垂直度。50t履带吊配合DZ-90震动锤沿测定孔位打桩，一排钢管桩振打完毕将导向架移开，铺设主横梁、主纵梁、分配梁和桥面系，然后转入下一孔栈桥施工。（2） 主桁拼装打桩施工完成后，检查桩的偏斜及入土深度与设计无误后，在钢管桩之间焊接型钢支撑使其形成整体。同时在桩顶按设计尺寸气割槽口，并保证底面平整。吊放工字钢主横梁并与钢管桩焊接固定。贝雷梁在后方分组拼装，汽运至铺设位置后起吊安装成主桁整体，并与分配梁连结。(3) 桥面安装贝雷梁与桥面结构的连接采用加工的“U”形卡，防止在动荷载作用下桥面系在贝雷梁上滑动。桥面标准化模块间设置1cm的缝隙，用于防止因温度变化而引起的桥面板翘曲起伏。栈桥两侧均设置栏杆，栈桥栏杆采用48普通钢管制作。（4）钻孔平台的搭设钻孔平台结构采用6308钢管桩基础 ,钢管桩最小入土深度不小于11m。钢管桩排架横梁采用双拼工56a型钢。纵梁为I25型钢间距根据图纸设计安装，在其上铺I12型钢，间距40cm;面板采用t=8mm的花纹钢板。桥面两侧设高1.2m的48钢管栏杆。顺河向设5排钢管桩，每排4根，共20根，桩间距最大为5.15m；排架横梁2根工56a型钢顺河向布置，贝雷梁顺桥向布置，共设15排贝雷梁，每排5片。平面布置时，最外围一圈钢管状须避开钢围堰安装的范围，因此最外围的钢管桩中心距离设计承台边线的距离为1.9m；承台内的钢管桩须避开钻孔桩桩位，同时其排架横梁也应避开钻孔部位；布置贝雷梁以及分配梁时均须避开钻孔桩位置。具体布置参见下图钻孔桩已做专项施工方案，在此不做详述。图-1 钻孔平台及钢栈桥平面布置图4、钢围堰施工钢围堰施工工艺流程 钢套箱加工、检验运输 第一节钢套箱就位 准备工作第一节钢套箱拼接及定位钢套箱下沉监控系统设置 垂直度及水平方向控制焊接下层桁架支撑千斤顶受力切除牛腿支撑用千斤顶着床浇注刃脚砼第一节钢套箱注水助沉 测量控制定位第一、二节钢套箱对接接长浇注壁体内砼助沉第三层钢套箱对接吸泥下沉 壁体内灌砂、石粉助沉清基铺垫层浇注封底砼封底砼强度达到80%抽水支撑承台施工（1）钢围堰的设计（见钢围堰设计总图）钢围堰采用双壁式，委托我局武汉港湾工程设计研究院进行专门设计。双壁钢围堰一般为内、外壁板、环板、肋板、纵向次梁、横撑组成，隔舱板将钢围堰分成互不相通的隔舱，以便于调整钢围堰下沉时的重心及垂直状态。钢围堰下部设刃角.根据设计承台尺寸和现场地质条件，确定钢围堰设计内缘平面尺寸。同时考虑钢围堰下沉时的偏位富余量。套箱总高按沉入承台以下3m考虑，即穿过约2m厚的细砂层控制总高度受沙河河道不通航的限制，桥位处无法进入大型浮吊，所以围堰采用分块拼装，分层下放。双壁钢围堰加工时，钢围堰的平面尺寸、焊缝质量等均需满足设计要求。加工时制作成3节，分3次拼装下沉。钢套箱制作时根据现场条件自行划分为10个单元块,不同节之间的划分线应错开至少300mm，同一块环板划分线同壁板的划分线应错开（2）钢围堰的加工及运输由于场地和时间原因，钢套箱全部在六公司结构加工厂内加工，运输至现场，第一节围堰的高度为5.5m，每一单元块重量为1215t左右，均满足50T履带吊车起重荷载钢套箱拼节平台是在原钢平台上做如下改进：原有钢平台全是靠钢管桩支撑，拼节钢平台是把支撑力都转移到钢护筒上，由外围的钢护筒和钢管桩共同承重。（3） 钢围堰施工平台的转换（见钢围堰施工平台转换示意图）桩基施工完毕后，拆除钢围堰下沉范围内的钻孔平台，如面板、分配梁、贝雷片和工25a型钢等。为保证剩余部分钻孔平台（主要为设计承台边线以内部分的平台）的稳定，并有足够的刚度和强度，外围平台系统拆除后，需将剩余平台的部分受力结构转移至已浇砼的桩基护筒上面，具体为：在钻孔桩钢护筒上开孔，然后在相邻两个钢护筒之间穿入I40型钢搁置在贝雷梁下面。经过重新加固处理后的钢平台可作为钢围堰施工的操作平台。（4） 钢围堰施工平台的转换（见围堰拼装示意图）围堰在转换好后的钢平台上进行拼装，拼装采用50T履带吊车作为起吊工具，吊将单元块吊正并固定，防止单元块在牛腿平台上倾倒。钢套箱刃角部分就位，可以利用钢管桩和钢护筒的横梁定位。在钢护筒和钢管桩之间，利用横梁工40进行连接。当作支撑钢套箱的横梁（见围堰拼装示意图）。测量控制：每单元块吊装到平台后应通过测量定位进行精确定位，包括高程控制、垂直度控制及平面位置控制。高程控制采取“四点标记控制法”和“连通管控制法”相结合，具体方法即在钢套箱内壁上四角设置（A、B、C、D）六个标记，在钢套箱顶部对应于四个标记部位设置四根连通塑料软管，管内注水与钢套箱顶面齐平，利用管内水面来控制高差。对于垂直度在制作钢套箱过程要进行严格控制和检验，在下沉过程中可以利用水平度和垂直度相结合的方法来控制。平面控制可通过两台全站仪利用前方交汇法来控制平面位置。垂直度可通过导向辅助桩控制。当相邻两块钢套箱均精确定位后，钢套箱就可以在平台上进行焊接。直到第一节5.5m高钢套箱全部焊接完毕，并将下层桁架支撑焊接完毕，准备进入钢围堰下沉工序。（5） 钢围堰的沉放在第一节围堰拼装完成后，仔细检查支撑梁的安全，并重新复核围堰顶标高是否水平。完成后，安装围堰顶的悬挂系统，悬挂采用接长钢管桩和钢护筒，然后在顶端设置工40型钢作为横梁，在横梁下面安装手拉葫芦，利用10个20t的手拉葫芦进行下沉，安挂手拉葫芦的横梁同安装钢套箱时的横梁平面位置一样，手拉葫芦的最小行程（80cm），手拉葫芦行程不够时（最大6m）（见下图）当第一层钢套箱全部拼接完毕，悬挂系统安装完成后，割除所有钢套箱刃脚处横梁及支撑（横梁割除时要通过测量人员精确定位，沿钢套箱内外壁边缘大于5cm处进行切割），割断横梁后，剩下的残余部分通过简易加强，当作钢套箱入水后的导向架使用。在下沉过程中必须统一指挥，同时缓慢下放手拉葫芦，以保证整个围堰平衡下沉，围堰入水后，浮力逐渐增大，直至手拉葫芦松劲时，解除悬吊系统，进行第二节围堰的拼装。第二节围堰拼装时，对称进行，以保证在拼装第二层围堰不发生大的偏斜，当第二节钢套箱拼装焊接完，浇注刃脚砼并继续下沉，当下沉过程中如果发生偏位要立即停止，利用钢套箱各隔舱助水进行纠偏调平，隔仓均为密封仓，可以对钢套箱内对称补水。钢围堰入泥后，拼装第三层围堰，同样遵循对称拼装的原则。（5）吸泥下沉在第三节壁体拼接过程中，技术人员注意观察钢套箱下沉情况，在钢套箱壁体注水、浇注砼来助沉时，通过抽水来调整壁体垂直度，每次浇注砼的最大高度不超过1.5m，壁体内外水位差不超过3m。 钢套箱拼装完成，高度16m， 因沙河内大部分为亚粘土层，为了确保钢套箱下沉的稳定性，下沉方法为不排水吸泥下沉：套箱下沉时要通过淤泥、粉砂层。初期水深较小，用高压水破土、砂石泵吸泥；中期水深超过6m后，则用高压水破土，2台273空气吸泥机吸泥；后期，当刃尖进入粘土层后，增加了两台钻吸机除土吸泥。还针对下沉系数太小，自重下沉难的问题，采用了双壁内浇注防冻砼、加石粉、密封壁内补水、适当抽水降低箱内水头、多台千斤顶加载等方法助沉。吸泥管可用手拉葫芦悬挂于钢套箱内壁上，吸泥管根据现场吸泥情况利用吊车配合随时移动位置。吸泥时为防止钢套箱偏向沉降，采用2台功率为150m3/h水泵及时分别向对称的密封隔离仓供水纠偏调平，保持平稳下沉。钢套箱内上部淤泥和亚粘土层，采用高压水枪破土。水枪出口压力在2.54Mpa，每支水枪流量在70m3/h左右。水枪破土及吸泥范围：钢套箱内淤泥在3-5m左右，当钢套箱内淤泥全部排完以后，碰到较密实的粘土和砂层以后，在钢套箱内壁边缘2-5m左右进行破土吸泥排渣直至钢套箱下沉到设计底标高。为了防止不均匀下沉，吸泥按钢套箱轴线对称分布进行。钢围堰下沉到粉质粘土层后，由潜水员对围堰底口进行检查，悬空之处用袋装砼进行封堵。用高压水枪和吸泥机将预留的1520cm淤泥吸除，并使底面基本平顺。为保证封底砼与钢护筒、钢套箱有良好的结合，达到止水效果，潜水员用铁刷子、高压水枪对钢护筒、套箱壁上的粘着物进行认真的清洗，最后用吸泥机将沉于底面上的浮泥吸除干净。（6） 封底砼浇筑将原有钻孔平台加固成封底平台，平台上铺设木跳板、悬挂安全网。封底砼厚度为3m，采用泵送水下砼浇筑工艺。封底砼配合比的合理设计，是围堰封底成功的重要因素之一，除采用双掺技术提高混凝土的和易性、流动性及稳定性外，还需考虑到施工过程中的不利因素，要求砼静置2小时后的坍落度损失不超过2cm；混凝土初凝时间8小时。在封底混凝土浇筑过程中，应根据具体情况，对封底混凝土的性能指标进行严格控制。砼由2#砼搅拌站供料，利用砼车运至河岸，接拖泵泵管，通过栈桥直接泵送砼入仓。封底混凝土导管采用273mm8mm无缝钢管制作的快速螺纹接头导管，导管使用前进行抗拉、水密试验，合格后方可使用。导管的作用半径按照4m考虑，共布置6根导管，导管底口距离河床面约20cm，平面布置见下图首批砼灌注完毕后，及时补料，同一导管两次灌入砼的时间间隔控制在20分钟以内。灌注过程中，根据灌注量每隔一定时间测定导管外砼面高程，使砼均匀上升。因封底砼厚度为1m，砼灌注顺利时，一般不随便提升导管，即使需要提管，每次提升的高度严格控制在20cm以内。为随时监测封底砼浇筑情况，在围堰四周和中间位置设置10个测点随时检测砼顶面高度位置。砼浇筑临近结束时，全面测出砼面标高，根据测量结果，对砼面标高偏低的测点附近的导管增加灌注量，直至所测结果满足要求。当所有测点的标高满足控制要求后，结束封底砼灌注。（7）围堰内抽水及清理：封底施工完成后，达到设计封底强度后，用潜水泵进行围堰隔舱及围堰内抽水。抽水过程中应注意，随时观察钢围堰变形情况，发现结构有异常情况立即停止抽水，并抽水反灌；及时分析原因，必要时请设计单位到现场指导。（8）桩头处理及基底清理：抽水后，先利用高压水枪冲洗围堰内壁及封底砼表面，然后用泥浆泵将泥水抽出堰体。割除多余钢护筒，凿除高于设计标高的桩头，并注意不损伤桩身砼和主筋，桩头凿除后，对桩头钢筋进行清理、调整。5、承台施工5.1承台钢筋施工承台钢筋绑扎前，清理封底混凝土表面，对局部高点进行凿除，对低处用同标号砼找平。承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品，船运至现场安装。承台主筋采用等强度墩粗直螺纹接头连接，其余部分钢筋按规范进行焊接或绑扎搭接，为保证设计钢筋位置准确和砼保护层厚度准确，采用劲性骨架架立各层钢筋网片，做到上下层网格对齐，层间距正确，并确保钢筋的保护层厚度。承台钢筋安装时注意预埋墩身钢筋及0号块支架预埋件。承台高4m，采取一次浇筑成形，浇筑承台时埋设三层冷却水管，承台冷却水管采用直径为50mm、具有一定强度、导热性能好的镀锌钢管制作，管间连接采用标准连接管件。冷却水管安装时，将其按设计位置固定在支架上，做到管道通畅、接头可靠，不漏水、阻水。冷却水管安装完成后，进行通水检查。水管由潜水泵供水。温控完成后，冷却管内压注水泥浆封堵。5.2 承台砼施工 （1）承台砼的浇注承台属大体积混凝土，应根据实际施工时所采用的砂石料、水泥、粉煤灰及外加剂的性能进行配合比试验，确定最佳的混凝土施工配合比。并遵循以下总的原则：大体积混凝土采用低水化热水泥，并采用“双掺技术”（即掺加粉煤灰及外加剂），降低混凝土的入仓温度等措施，以改善混凝土的性能，减小混凝土的水化热。混凝土的性能要求如下：初凝时间：不小于20小时；塌落度：1218cm；具有良好的流动性、和易性及