异型双壁钢围堰施工方案.doc

赣韶铁路韶关浈江大桥D1#主墩异型开放式刃脚双壁钢围堰施工方案1 工程概况韶关浈江大桥为新建铁路赣州至韶关线广东省韶关市境内跨浈江的单线桥，位于5.6%及6的坡道及曲线半径R=1800m的曲线上，通航等级为级，设计通航净高4.5m，侧高2.8m，通航净宽66m，上底宽61m，最高通航水位57.88m，全桥长：270.165m。桥梁墩台基础除赣州台、韶关台在浈江两侧岸上外，D5#墩在浈江左岸河堤位置处，其余D1#、D2#、D3#、D4#墩均处水中，均采用钻孔灌注桩群桩基础，承台均位于水下，D1#D3#桥墩采用单线圆形墩，D4#、D5#墩采用单线圆端形混凝土实体墩。桥梁上部结构孔跨布置：G0#台D3#墩为（44+72+44）m预应力混凝土连续梁，D3#墩S0#台为3孔32m简支T梁。2 异型开放式刃脚双壁钢围堰方案确定本桥D1#主墩位处于浈江赣州岸灰岩斜坡地貌区，施工时水面标高为54.27 m，施工最大水深约10m。河床为倾斜陡坡，多孤石及侵蚀河槽沟，无覆盖层基础施工范围内高差达2.5m，且承台靠赣州台方向部分嵌入河床岩层内，这对桩基、承台施工带来很大困难。普通封闭式刃脚钢围堰方案在此地形无法达到施工目的，根据施工现场及自身施工人员及机械设备所具有的能力经过多种方案比较，最终确定采用异型开放式刃脚双壁钢围堰施工方案，即针对河床无覆盖层、坡度陡的特点，按钢围堰着床的线形，加工成折线形刃脚，且围堰高度也随河床变化，钢围堰与河床紧密结合，尽量减少钢围堰与河床之间的空隙，这样，仅仅钢围堰加工制作、下落就位难度大一些，但不需要前期对基础进行处理，能减少钢围堰工程数量，对保证和节约施工工期十分有利。施工步骤：钢围堰设计和制作钢围堰拼装施工平台搭设钢围堰安装钢围堰隔舱封底拆除钢围堰施工平台搭设桩基施工平台钢围堰内壁第1次封底安装桩基钢护筒钢围堰内壁第2次封底（钢围堰施工完毕）3 钢围堰设计和制作3.1 钢围堰的设计根据D1#主墩桩基的布置和承台的形状，钢围堰设计为矩形结构，平面尺寸外壁为17 m17m，内壁尺寸为15m15m，隔舱宽1m，内骨架采用75758mm角钢连接加固。自钢围堰顶到4.5m位置壁板厚8mm，4.5m以下壁板厚10mm。矩形钢围堰的受力状态较普通的圆形钢围堰差，因此在钢围堰内用型钢设置了两道围檩，分别用型钢和钢管桩作纵横支撑，以加强钢围堰的刚度。由于墩位处河床陡，高差很大，钢围堰的高度和刃脚需按地形变化设置，形成特殊的异形钢围堰，其高度最大为10.5 m，最小为6.3 m。下部设有刃脚，刃脚板厚1.2mm，刃脚高度为1m，其斜口成45度，开口宽0.5m。3.2 钢围堰的制作根据围堰的结构特点、施工机械设备的能力以及钢结构有关技术规定进行钢围堰分节分块加工制作，除下部异型钢围堰单元块需特殊制作外，其他均可制作成标准单元块。钢围堰加工前应做好材料、场地、设备及人员等各方面的准备工作。钢围堰由岸边附近的加工场分块加工，船运到工地墩位现场拼焊成节段，单元块之间钢板必须采用双面焊接。对钢围堰主要受力焊缝应作专门检测，以确保其受力性能，并对相关焊缝作煤油渗透试验，以确保其密水性能。考虑运输及存放时难免变形，检查几何尺寸时应以骨架为准，分块的桁架长和各边长的误差要求在设计容许的5 mm 以内。4 钢围堰拼装施工平台搭设本钢围堰采用搭设钢管桩平台进行悬吊法下放安装。考虑钢围堰悬挂手拉葫芦的余地及墩位地形特点，钢管桩施工平台平面尺寸设计成14.5m14.5m，且整体向赣州台方向偏移2m。钢管桩施工平台采用钢管桩和型钢等进行搭设，钢管桩利用液压振动锤进行沉桩，钢管桩的倾斜率应控制在1%，平面偏移应小于10cm。钢管桩沉桩到位后立即用剪刀撑连接，增加其整体稳定性。先用全站仪将打桩船精确定位在墩位处，并抛锚定位。再用90T的振动锤按照钢管桩施工平台设计的平面位置将53cm厚8mm的钢管桩进行定位，考虑到方便钢围堰单元块焊接拼装成形高度要求，钢管桩顶面高程控制在高出正常水位4.5m以上，钢管桩之间用14cm槽钢打剪刀撑，并准确控制钢管桩顶面高程，进行整平，保证钢管桩顶面标高一致。然后在钢管桩顶面焊一块70cm70cm10mm钢板作桩帽并焊牢固定好，在钢管桩顶顺河流方向铺I56cm工字钢把钢管桩连通。以此作支撑面，顺桥向根据平台设计平面位置铺设I40cm工字钢，焊牢固定使平台具有足够的刚度和稳定性，并在纵横向工字钢末端设置吊环，并在吊环处设置竖向限位装置，确保钢围堰下落下定位准确。每个吊环处均悬挂20t手拉葫芦，使之能够承受钢围堰的整体重量，确保施工安全。5 钢围堰拼装、下沉施工用汽车吊将加工制作好的钢围堰单元块起吊上施工平台作业船，运至钢围堰安装施工平台处进行拼装焊接。此钢围堰拼装难点在下部异型结构安装，由于钢围堰异型部分高差悬殊较大，考虑到受力平衡，首先利用手拉葫芦悬挂上、下游两侧异型单元块，再吊装靠韶关台最低部分单元块进行对接，然后进行焊接，当全部焊缝焊完经外观检验合格后，对内、外壁板主焊缝及角接焊缝做煤油渗透试验，以检验其水密性，以确保其对接焊缝质量。检查完毕后方可下沉钢围堰至适当位置，再进行赣州台方向异型单元块对接拼装焊接，直到异型钢围堰首节顶部形成一个矩形平面后，将其下沉至适合第2节钢围堰对接拼装位置。重点注意每个吊点控制手拉葫芦的施工人员要做到下放时协调一致控制好下放高度，力求各吊点受力均衡，防止单点受力造成安全事故。剩余节段的钢围堰依次按上述步骤进行拼装、焊接，经检查合格后下放。同时，下沉时反复多次进行调整钢围堰的垂直度、倾斜度、平面位置及偏扭，最后使其在偏差允许范围内。在下沉过程中如遇障碍物（比如大孤石）时，立即停止下沉，由潜水员下潜进行详细勘察，分析原因，采取措施及时处理后，方可继续下沉直至达到设计标高。6 钢围堰隔舱封底由于钢围堰范围内河床面没有覆盖层，全是裸露岩层，在围堰下沉到位后，向内、外壁刃脚周围投入砂袋，由潜水员下潜到围堰刃脚处，将刃脚与河床面的空隙用砂袋堆码密实，然后进行围堰隔舱内水下C30混凝土的浇注施工。混凝土采用利用输送泵管依次单点插入隔舱内进行封底施工，泵管离河床面高度按常规水下灌注混凝土施工要求控制。封底混凝土顶面高度应控制在河床面以上3m，目的是利用混凝土自身重量进行压实，使之与河床面紧密结合，同时又能增加钢围堰下异型结构部分刚度和稳定性。7 钢围堰施工平台拆除隔舱封底完成后，利用水上吊车船和施工作业船将钢围堰拼装施工平台拆除，然后根据桩基施工平台要求进行施工。8 桩基施工平台搭设预留好钢护筒下放位置后，采用部分钢管桩连接钢围堰用型钢等进行搭设。9 钢围堰内壁第1次封底由于钢围堰底部高差悬殊较大，故在桩基施工平台搭设好后，需进行内壁首次调平封底，靠韶关台方向范围内首次封1.5m左右混凝土；靠赣州台在离内壁2m宽台阶处从上、下游方向由潜水员下水用砂袋一道挡土墙，并在2m范围内进行封底，要求此范围内封底混凝土顶面必须封至钢围堰刃脚处以上1.52m，以达到封堵渗水目的。10 桩基钢护筒安装内壁第1次封底完成后，即可进行桩基钢护筒安装，此时钢护筒下放到位后，在下次封底完后能够