吉林铁路客运专线特大桥水中墩双壁钢围堰施工方案(附图).doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除哈大客专XXX特大桥XX#、XX#水中墩双壁钢围堰施工方案编制： 审核： 批准： XXX局XXX项目经理部 XXX#、XXX#水中墩双壁钢围堰施工方案1.编制依据1.1XXX公司对XXX特大桥主桥段施工工期和质量的要求。1.2铁道部现行高速铁路、客运专线工程施工技术规范及工程质量验收标准。1.3新建铁路哈尔滨至大连铁路客运专线第二松花江特大桥施工图。1.4钢结构工程施工质量验收规程GB5020520011.5 施工现场调查所获得的资料。2.工程概况2.1工程范围及概况 XXX特大桥全长56.46km，起讫里程DKXXXDKXXX,中心里程DKXXX,位于吉林省XXX境内。我部承担的管段起止里程为DKXXXDKXXX,线路于DK810+300DKXXX跨越XXX江主河槽，槽宽约300m，与线路正交，级通航河；该段主桥采用（XXX）m连续梁结构，全长XXXm,采用双线圆端形桥墩，基础采用钻孔灌注桩基础，桩基直径1.5m，共8个桥墩，全桥位于直线、平坡上。其中XXX#、XXX#、墩位于河岸陆地上；XXX#、XXX#墩位于XXX江河道中，常年水深分别约5m、9m。全桥采用碳化环境T2级和冻融破坏环境D2级进行耐久性设计。2.2工程的地质、水文2.2.1工程地质140.8m135.36m为细砂层，135.36m129.16m为砾石层，129.16m以下为圆砾及泥岩。2.2.2水文地质XXXX江常年流水，水流流速约0.96/s，雨季经常出现洪水现象。客专桥设计通航最高水位152.8m，通航最底水位148.59m。目前水位为148.3m.1083、1084墩处的河床标高分别为147.1m、140.8m，水深 1.1、7.5m。2.3气象特征所在地区属中温带亚湿润季风气候。年平均气温4.6，极端最高温度38.6，极端最低温度-37.6,11月份至第二年3月份气温低。年平均降水量502.2mm，主要集中在7、8月份。最大风速24.0m/s。最大积雪厚度25cm，土壤最大冻结深度197cm。2.4主要工程数量桩基设计为进入风化岩石的摩擦桩，桩径1.5m，共32根，XXX#墩、XXX#墩单桩长度分别为48m、49m。承台分上下两层，下层为14.614.64m，上层为8.88.03.0m。3.墩基础施工方案原施工单位已经完成钢便桥和部分钢平台的施工，平台顶高程154.436m。拟采用250旋挖钻机成孔灌注桩，双壁钢围堰挡水，封底砼止水形成干施工条件，承台、加台和墩柱均在钢围堰内干施工。4.双壁钢围堰施工方案4.1结构设计双壁钢围堰由内外壁板、腹板、接缝和水平支撑组成。顶高程定为150.0m,洪水期时，再将外壁加高到153.0m。平面尺寸为承台外侧各加200mm，即15.0m15.0m的方形，每个面竖向分为4条，共计32条，壁厚拟定为900m。设计计算模型为竖向焊接箱梁，经计算确定壁板厚度为上段16mm、下段20mm、腹板10。按整体抗浮计算的封底砼厚度3.0m，由此确定双壁钢围堰的总高度分别为16.2m和19.2m，单片重量24t-30t不等。分别在顶口、双壁钢围堰内侧河床面下1.4m设纵横水平支撑，上支撑为双22槽钢“八字”撑，下支撑选用80010mm钢管。 4.2双壁钢围堰制造双壁钢围堰按竖向分条加工，第个墩分成4种规格，分别为左右角片A1和A11片，前后中间片和标准侧片。每片双壁钢围堰壁板在加工厂制作，顶口和底口各加厚度为10mm、高度为500mm的加强板。制造工艺流程：施工准备 材料进厂 材料检验下料、切割、面板拼接 部件预制焊接验收 标号 单片双壁钢围堰平面图如下4.3、平台改造施工方案1、原有加固情况原先龙门吊为双轨形式，轮距为1.5m，跨距（轮距中心间距）为25.5m(可调)，平台加固采用的是双轨基础，在平台相应位置相距1.5m处各设置三道I32a的工字钢，工字钢接头处采用对接型式，腹板处用钢板焊接连接加固；其他非轨道基础部分I32a工字钢横梁全部增至双根，允许搭接，搭接长度控制在1m左右，接头处尽量设置在贝雷梁上，焊接饱满牢固。XXX#平台全部按照此方案加固完毕，XXX#平台南侧已加固了下游三跨（以贝雷梁算），北侧已加固了下游一跨。2、现需要加固情况及要求（1） 总体情况及要求：1）采用MDSG50/5t-25.5m双梁门式起重机，单轨，跨度12.8332m,轮距1.0m,梁宽34m，最大起升高度25m，详见MDSG50/5t-25.5m双梁门式起重机总图。2）根据钢围堰施工位置，测量放出四点坐标，四点位置为承台向外侧20cm富余量,加钢围堰90cm，再加20cm富余量观测对应钢管桩位置，如图1 所示。3）钢管桩尺寸要求：XXX#平台：800mm的钢管桩2根，每根长18m。（轨道梁延伸处2根钢管桩L）； 520mm的钢管桩17根，每根长18m。(补桩12根钢管桩H，南、北各6根；简易小平台3根钢管桩G；轨道梁处2根钢管桩F) XXX#平台：800mm的钢管桩8根，每根长24m。（轨道梁延伸处2根钢管桩L；补桩6根钢管桩H，南、北各3根）； 520mm的钢管桩5根，每根长24m。(轨道梁处2根钢管桩F；简易小平台3根钢管桩G)（2）具体情况及要求：XXX#平台：1）平台补桩H：钢围堰的下沉采用振动锤振动和抽砂的方式相结合，由于南北两侧的钢管桩紧挨着钢围堰（有的甚至倾入了钢围堰的内侧，倾入内侧的钢管桩需要在下钢围堰的时候拔出），底部泥砂极易抽空而失去承载力，为保证其承载力及能支撑贝雷梁，在钢管桩的外侧、1.5m间距横梁两侧各打设1根520mm的钢管桩H，钢管桩打设深度见附表，共12根（南、北各6根处），打设时控制其垂直度，并控制在一直线上（垂直于铁路方向），打至理论标高后（贝雷梁下面即可），将钢管桩顶部切割成U型槽，U型槽底距离贝雷梁下面32cm。U型槽的底部邦焊一块2503008mm的钢板，U型槽处须用钢板或钢管桩上切割下来的圆弧钢板锁口，焊缝必须符合规范要求。在钢管桩顶部U型槽处安装系梁，系梁采用两根I32a工字钢一组，长1.0m，焊接联接成整体，贝雷梁坐落在系梁上，贝雷梁上架设横梁、桥面铺设。钢管桩之间焊接10槽钢剪力架支撑，增加其稳定性。见补桩系梁安装图2。2）简易平台搭设P：在平台下游打设一排520mm的钢管桩G共3根，钢管桩顶面标高控制在平台标高以下4245cm，将钢管桩顶部切割成U型槽，U型槽里焊接固定双根通长的I32a工字钢系梁，系梁长9*2=18m。系梁顶距平台10+32=42cm，焊接加强钢板，将横梁延伸至此系梁处，搭设简易平台P，焊接牢固，此平台禁止上机械。钢管桩之间用10槽钢焊接成剪刀撑，和平台联接成整体。此平台作用：一为了防止钢围堰下沉抽砂导致钢管桩掏空失去承载力而倒掉，二方便施工。见简易小平台系梁横梁断面图3-3。3）轨道梁补桩：在轨道位置下游侧距最外侧钢管桩5.5m处打设800mm的钢管桩E，南、北各1根，在相应位置距最外侧钢管桩3.0m处打设800mm的钢管桩F，南、北各1根，打设加固、安装系梁同钢管桩G，钢管桩之间用10槽钢剪刀撑焊接连接加固。系梁上架设双排I32a工字钢横梁。4）轨道梁加固：将原先加固好的间距1.5m的三根I32a工字钢横梁各抽出一根，合拼在一起，包括栈桥。在一侧焊接通长钢板20mm，宽240mm，两面通长焊接牢固。在通长钢板上轨道垫板相应位置机械成孔。在两I32a工字钢的另一侧焊接桁架结构，桁架结构见轨道梁加固图，用2根10槽钢对接，两槽钢间（50+100）mm间断焊接，焊缝长50mm,间距100mm，焊缝高度6mm。槽钢接头处以及加强板8mm焊缝均为满焊，加强板在槽钢两侧各1块。桁架位置距贝雷梁2040cm,贝雷梁的实际位置在现场量取。轨道梁延伸两跨处各加固一节桁架（一个“V”字），间距90*2=180cm。见轨道梁延伸处系梁横梁图4-4。5）桥面铺设：在轨道梁和其他横梁之间用I10工字钢连接，如图5。6）车挡：在轨道梁末端设置车挡，用槽钢焊成直角三角架。XXX#平台：1）平台补桩H：钢围堰的施工需要切割钢平台，为使相应位置处的贝雷梁补悬空，在相隔的横梁外侧补打800mm钢管桩H，共6根（南、北各3根处），系梁安装同XXX#平台，此处系梁为垂直于铁路方向通长安装，让贝雷梁坐落在系梁上。2）简易平台搭设P：同1083#平台。3）轨道梁补桩：同1083#平台。4）轨道梁加固：同1083#平台，另部分单排横梁现需要加固成双排的。5）桥面铺设：同1083#平台。6）车挡：同1083#平台。焊接要求：1）焊接作业宜载工棚内进行，室外作业时，必须有防风、防雨、雪措施。2）所用焊条必须符合现行国家标准，且有出厂合格证明书；所用焊条不得受潮，焊条须保管在通风干燥的环境中。3）电弧焊工艺及方法a、操作人员必须经过专业培训，并取得响应的上岗证书，方可上岗。无证人员严禁上岗操作。b、焊接前选定焊接工艺参数，按现场实际条件进行试焊，试焊质量合格后和焊接工艺参数确定后方可成批焊接。c、焊接时，弧坑应填满。多层施焊时，第一层焊缝应有足够的熔深，将焊渣剔除干掉后在继渣施焊。焊完后，将焊渣剔除干净。4）焊接饱满，焊缝高度满足要求，焊接牢固符合规范要求。4.4打设限位/支撑钢管桩测量在钢平台上放出双壁钢围堰的位置，根据每一块双壁钢围堰的不同几何尺寸,在两片钢围堰的接缝处内侧打设限位或支撑钢管桩。同时四周预留5cm富余量切割出钢围堰的下沉位置。4.5、双壁钢围堰下沉设备选择与布置利用50t龙门吊抬吊实现现场双壁钢围堰定位。龙门吊布设如下图： 4.5 双壁钢围堰水上拼装工艺流程 水上拼装工艺流程：拖车运到现场打设定位钢管桩起重机吊装振动锤单片振沉安装旋挖抽砂泵（组装）旋挖抽砂（超挖1m）高压水冲并振沉下沉至设计高程逐片下沉架设内支撑抽砂至封底砼底高程浇注封底砼接缝处理（换土地、旋喷）抽水切割钢护筒浇注承台拆除下层支撑浇注墩柱浇注零号块围堰拆除。4.6、单片双壁钢围堰安装下沉从加工场使用拖车把每片双壁钢围堰按顺序运到现场，由50t吊机吊双壁钢围堰通过在平台上割出的定位孔就位，靠紧定位钢管桩下沉到河床面。开始用DZ120A振动锤振沉并使其准确定位，然后利用抽砂设备对双壁钢围堰壁内进行抽砂使其下沉，并利用设置于单条钢围堰每侧的高压水管冲击河床上的泥沙，必要时同时DZ120A和DZ90两台振动锤共同助沉，使其下沉到位；如遇部分漂石，采用旋挖抽砂泵钻头进行旋挖漂石，消除障碍物，保证钢围顺利下沉；安装下沉的顺序为：先安装上游一侧双壁钢围堰，充分利用水流力的作用，使其紧靠定位钢管桩准确下沉，然后安装两侧，最后安装下游双壁钢围堰。单片钢围堰下沉图如下：4.7、安装旋挖抽砂泵及其使用 旋挖抽砂泵使用示意图如下：4.8、逐片下沉 当第一片钢围堰下沉到设计高程后，开始逐片下相邻的钢围堰，首先定位桩保留接缝处那根，再打设一根定位桩。平面位置如图：4.7、安装下支撑架利用抽砂设备对双壁钢围堰围堰内砂石进行局部抽砂，直至河床底面标高（140.80）下1米处(139.80),即可进行下支撑架的安装；下支撑架由刚性结构进行悬挂，由80010mm钢管加扩大头组成，为保证扩大头与壁板良好接触， 在接触不良处浇注水下模袋砂浆或混凝土。考虑到在开挖过程中受土压力的作用，双壁钢围堰产生位移，将使双壁钢围堰与支撑架紧密接触。4.8、安装上支撑架首先清理接缝处的泥沙，安装闸板，然后安装上支撑架，顶口水平桁架和斜撑，双壁钢围堰接缝处灌注粘土后采用旋喷设备进行水泥搅拌，强度控制在2Mpa，以确保止水效果好还方便将来拆除。上支撑安装完后，在上面铺设4mm厚钢板作为工作平台。4.9、双壁钢围堰围堰内抽砂用抽砂设备对围堰内进行抽砂，直至封底混凝土底面标高，130.8m。4.10、水下浇注封底混凝土封底混凝土设计强度等级为C20，厚度为3m。用2#拌和站搅拌，罐车运输至现场，用导管法浇注水下封底混凝土。导管布置如下面：4.11、双壁钢围堰拆除承台及连续梁0#块混凝土浇注完后，即可拆除双壁钢围堰。拆除方法：先拆除内支撑（整体下沉时用水下气割将整片割开），再向箱内灌满水，再用振动锤使接缝混凝土松散，失去封堵止水作用，由50t吊机配合进行分段拆除，必要时利用抽砂船对箱外进行抽砂。5.主要施工机械主要施工机械表机械名称数量规格型号状况到场时间备注1震动锤1800KN良好2007.11.192吊车250T良好2007.11.193旋挖钻机1良好2007.11.194水泥注浆泵5良好2008.03.205电焊机10BX1-300型良好2007.11.106电动空压机420m3132kw良好2007.11.207抽砂船5良好2007.11.208高压水泵4良好2007.11.209发电机4250KV良好2007.11.206进度计划：6.1钢围堰加工：1200t,2007年11月15日到12月15日；6.2钢围堰下沉：32片,2 天/片，共64天。2008年4月10日到6月14日；6.3套箱内抽砂：2250m3，5天；6.4封底砼浇注：675m3，10天。2008年6月14日到6月24日；6.5承台浇注：900m3225.6m3。20天，2008年6月15日到7月15日；6.6墩柱浇注：7天，2008年7月16日到7月23日；6.7零号块施工：60天，2008年7月24日到9月24日；7.冬季施工措施7.1为了防止冰冻对双壁钢围堰造成破坏，上冻前在双壁钢围堰壁内及围堰内、外侧水平面上下3m以内悬挂稻草。7.2封底混凝土按照冬季混凝土施工要求进行施工，确保混凝土质量，保证双壁钢围堰的安全。7.3破冰措施在钢栈桥及双壁钢围堰上游设导流架，防止冰凌对双壁钢围堰造成破坏，如下图破冰导流架。8.安全注意事项8.1在双壁钢围堰下沉过程中密切注意钢平台钢管桩的受力情况，对钢管桩周围的原地面进行测量监控，防止出现流沙使钢管桩失稳。8.2灌注桩浇注时要求桩基混凝土进入钢护筒有效长度20cm以上，使钢护筒具备承载能力。 8.3因上游水流对双壁钢围堰的冲刷,会在双壁钢围堰的正面形成冲刷坑,并同时将冲出的泥沙堆积到双壁钢围堰的后面,使钢围堰前后两侧形成偏压的隐患,故在钢围堰整体下沉就位后,应安排专人每天对钢围堰外围冲刷线标高进行实际量测,如出现前后高差大于0.5m时，应安排施工人员对堆高部分进行冲刷，并对形成冲刷坑的部位进行填平，以保证钢围堰四壁侧向土压力基本平衡。8.4上承台浇注完后增加内支撑并且灌砂至上承台顶面标高，以保证双壁钢围堰及施工人员的安全。附件：钢围堰加工质量标准及检验1所有料件放样、号料均以施工图和工艺图做准备，施工中严格按图纸要求及本工艺的规定进行放样、号料。2面板对接线允差： 1.5 mm其它构件位置线允差： 1.0 mm矩形对角线大样长度允差： 1.0 mm3样板长、宽允差： +0.5 mm -0.1 mm 4样板应考虑焊接收缩量。5所有样板须作好标记。6部件号料后应用钢印或油漆标上名称和编号，号完的部件数量应做记录，以免多号或缺件。7切割前应将钢料表面的浮锈及脏物清除干净，切割应按号料线进行，线迹不清应重新描清后再切割。8火焰切应尽可能的采用数控切割或半自动切割，如用手工切割时，应尽量保证部件尺寸准确，边缘整齐。9切割过程中如发现钢料有分层、夹渣、裂纹等缺陷时，应及时与有关人员联系，进行处理。10切割后除去毛刺、氧化物、夹杂等，部件边缘要整齐。11钢材切割成部件后，如有超差变形应予以矫正，矫正以冷矫为主，热矫时温度应控制在600800。12用锤击方法矫正时，钢料表面不应有锤痕。13矫正时焰切的铁瘤应铲净。14部件矫正的质量标准如下：a. 钢板不平度每米范围内不得超过1 mm。b. 型钢不直度每米范围内不得超过0.5 mm，并不得有锐弯。15熟悉施工图及工艺说明，了解各部的组装特点，准备工艺设备。16焊接部件在组装前对施焊部位必须彻底除锈及污物。除锈宽度：对接边缘3040 mm，角焊缝的腹板为2030 mm，盖板为腹板厚+（4050） mm。17部件长度不足需接长者，应在组装前进行，以减少部件焊接应力。18组装好的部件，经检查合