钢围堰施工技术(双壁)

双壁钢围堰施工,自武汉长江大桥首次成功采用钢板桩围堰管柱基础修建深水基础成功后，钢板桩围堰在20世纪50、60年代在我国桥梁深水基础施工中得到了广泛的应用。但采用钢板桩围堰施工周期长，一般均需两个枯水期，有的甚至更长。为此我国在20世纪70年代九江长江大桥施工时首创了双壁钢围堰这一新的围堰形式，仅用一个枯水期就完成了3个深水基础施工，使桥梁深水基础施工达到了一个新的水平。双臂钢围堰是一个带有斜面双刃脚的圆筒形双臂水密钢结构。,1、能承受较大水压，基本上能全年施工；2、双壁钢围堰结构刚性大，能承受较大的压力；3、双壁钢围堰结构简单，工序单一，施工简便，围堰在水中以灌水下沉，主要工作是拼装；4、双壁钢围堰顶部的施工平台，能承受较大的施工荷载，可为后期施工提供较大的便捷；5、钢围堰上部能重复利用。,双壁钢围堰主要优点：,双壁钢围堰主要结构形式：,矩形、圆形、异形,钢围堰加工：,根据施工计划、场地、运输条件等采用在工厂或工地现场加工。对主要焊缝采用探伤检查并作煤油渗透试验。,适用条件？,适用于大型河流水深流急的深水基础，能承受较大水压，保证基础全年施工安全。特别是覆盖层较薄的平坦岩石河床。既是围水挡土的临时构筑物，同时其顶部又是水中施工的平台。具有良好的刚度和水密性能，因此在深水施工中得到了应用。,一、施工准备,（一）施工机械设备准备,拖轮,浮吊,平头铁驳,救生艇,桅杆吊机,电动空压机,柴油发电机,高压水泵,混凝土搅拌机,电动卷扬机,交、直流电焊机,（二）技术准备,1、根据河道水文地质和工程需要确定围堰大小和高度；2、制定好围堰组装和吊装方案；一般大中型围堰，若墩位处水流条件允许，可在墩位处拼装船上组拼，每节高度不超过5m。特大型双壁钢围堰，必须合理确定分节高度，分节分块组拼接高下沉。3、组织施工设计和技术培训。,二、施工工艺及施工工序,1、双臂钢围堰施工,双壁钢围堰应进行专门设计，围堰的尺寸、强度、刚度及结构稳定性应满足施工要求；双壁钢围堰宜分节、分块在工厂制造，块件大小可按制造设备、运输条件、工地安装起吊及移动能力决定；钢围堰顶面要满足施工平台设置需要。,2、围堰制作和加工,双壁钢围堰的制作，宜在工厂中按对号入座的办法制成块件，各节、块之间必须安设防水胶条。组装时尽量避免立焊和仰焊，以保证焊接质量。,围堰的内外壁应满缝施焊，无伤痕、无漏焊、无砂眼。,确定好分块大小和分节高度后，为保证块件制作精度，提高功效，应事先制成高精度定性模具，尤其是弧形模板。钢围堰底节拼装工作，在岸边拼装船上进行，将各基本单元体拼装、焊成一个圆形薄壁钢结构浮体。,3、浮运就位和起吊下水,底节下水浮运应选择好气候和水位。底节就位后向围堰各隔舱对称均匀加水，使底节平稳下沉，至下沉到一定高度随即拼装接高，此后继续加水，边下沉边接高，直至各节拼接完毕。,3、浮运就位和起吊下水,利用导向船上起吊设备将底节钢围堰吊起，使之离开拼装船船面上0.10m左右，观察10min，如无反常情况则继续提升直至其高度能使拼装船退出，即停止提升。迅速将拼装船向下游方向退出。拼装船退出后，底节围堰徐徐平稳的落入水中，然后将围堰底部和顶部所有拉揽收紧，使其保持垂直而不被水流冲斜。,4、着床下沉,着床前围堰刃脚下河床如因水流冲刷呈现高低不平时，可从围堰内偏上游一定范围抛填一定数量大小均匀的碎石，以减少局部冲刷，使河床面较为平整，以利于围堰顺利着床。,5、清基封底,5、清基封底,混凝土封底封底一般采用C25水下砼，坍落度控制在220mm240mm，封底厚度通过计算确定，但一般不小于为1m。水下封底采用一次连续浇注完成，封底混凝土采用导管法。,6、拆除围堰,将各隔舱内的水抽干使围堰浮起；用平台或机船上的吊车将围堰下游片吊起，使围堰处于倾斜状态，人进入下游侧交角的隔舱内拆除螺栓；打开下游片，用机船将围堰脱离墩位；合拢下游片恢复原状，拖至岩边整修后重复使用。,双壁钢围堰施工实例：,一、云万路汤溪河特大桥；二、南充下中坝嘉陵江大桥；,主墩基础设计为16根300cm桩基础，深度达52m。根据墩位处施工水深大、河床陡峭的实际情况(水深高差达12m)，因地制宜的对常规双壁钢围堰结构进行了改进、创新，采用矩形异型高低刃脚钢围堰进行施工，同时设置隔仓板，呈阶梯状浇筑封底砼；钢围堰在现场加工，采用导向船安装。,汤溪河特大桥：(先围堰后桩基),施工实例：汤溪河特大桥,现场加工钢围堰、钢护筒,施工实例：汤溪河特大桥,现场加工钢围堰、钢护筒,施工实例：汤溪河特大桥,采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰,施工实例：汤溪河特大桥,采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰,施工实例：汤溪河特大桥,采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰,施工实例：汤溪河特大桥,整体拼装成型的钢围堰，着床稳定后安装钢护筒,施工实例：汤溪河特大桥,在钢围堰内设置的隔舱板，将封底砼浇注成台阶状，以减少混凝土数量。,施工实例：汤溪河特大桥,利用钢围堰及钢护筒形成钻孔平台，进行桩基施工,施工实例：汤溪河特大桥,桩基检测合格后抽水、剥桩，施工承台,施工实例：汤溪河特大桥,南充市下中坝嘉陵江大桥主桥设计为2160m下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥，主墩处施工期间正常水深为68m。,南充下中坝嘉陵江大桥:(先桩基后围堰),施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,桩基设计为10根2.5m钻孔灌注桩，承台尺寸为25m10m5m，顶标高均位于枯水期常水位以下，底面平均嵌入岩层2.5m。,主墩基础结构形式：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,根据现场的实际情况及设计要求，按照清除覆盖层水下爆破搭设钻孔平台施工桩基安装钢围堰施工承台的顺序组织施工。,施工准备,覆盖层清除,水下爆破，清渣,搭设钻孔平台，施工桩基,搭设支架，安装钢围堰,浇注封底砼，施工承台,总体施工方案：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,靠近顺庆岸的4号墩采用钢管桩搭设同河堤顶面等标高的施工平台，以满足设备、材料的运输及钻孔平台、钢围堰的安装需要；位于江中心的5号、6号主墩在水下爆破清渣后采用水上浮吊直接安装钢护筒形成钻孔平台，在桩基施工完成后，利用钻孔平台搭设支架悬拼安装钢围堰并浇注封底砼，最后抽水施工承台。,总体施工方案：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,水上施工设备：,常规施工设备,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,水上施工设备：,浮箱平台,小型汽车轮渡,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,水上施工设备：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,4号墩施工平台：,采用振动锤插打钢管桩作为承重立柱，其上搭设贝雷桁架、型钢形成平台，以满足施工需要。,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,清除覆盖层：,长臂挖机清除覆盖层,采砂船清除覆盖层,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,水下爆破：,采用在钻爆平台上用潜孔钻机成孔、导管护壁，通过合理布置炮眼间距、控制单段最大药量的分段微差起爆，达到了爆破效果，同时经西南交大现场检测，爆破振动速度满足国家规定的安全值，对岸边建筑物的影响控制在了允许范围内(爆破墩位离最近的建筑物距离为114m)。爆破完成后采用长臂挖机清渣。,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,长臂挖机出渣,水下爆破：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,钻孔平台安装：,5号、6号墩钻孔平台直接采用钢护筒互相连接加固后形成，利用水上浮吊及定位架进行安装，用型钢将各护筒连接加固形成整体，为确保钻孔过程中平台的稳定性，在护筒底部浇注1.0m厚的水下砼形成板筏以固定护筒。,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,4号墩钻孔平台,钻孔平台安装：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,巴南路D9采用钢护筒作为承重平台施工水中基础,类似桥梁施工：,广元白水桥采用钢护筒作为承重平台施工水中基础,类似桥梁施工：,兰渝铁路嘉陵江大桥采用钢管桩平台施工水中基础,类似桥梁施工：,桩基一批成孔：,常规的桩基施工每个主墩一般分为二批或者三批成孔，由于本项目各主墩均进行了水下爆破，桩基全部嵌入岩层且岩层完整性较好，综合考虑后采用10根桩基一次性冲击成孔。,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,钢围堰设计为27.6m12.6m的矩形双壁结构，壁厚1.2m，按5.0m+6.0m二层制作，总高度为11.0m，每层平均分成14块，通过隔舱板将围堰平均分成14个互不相通的隔舱，以便注水下沉时调整钢围堰的重心及竖直状态。,钢围堰结构设计：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,4号墩钢围堰安装：,4号墩利用施工平台上组拼的贝雷梁桁架及6组精扎螺纹钢吊点(每组吊点由2根32精扎螺纹钢、上下螺母、1台60t液压千斤顶及分配梁等构成)进行组拼、安装，通过6台千斤顶的同步顶升、回油实现钢围堰的整体下放。,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,4号墩钢围堰安装：,第一层钢围堰悬挂安装,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,拼装完成的第一层钢围堰。,4号墩钢围堰安装：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,采用六组精扎螺纹钢吊点通过千斤顶同步缓慢下放第一层钢围堰。,4号墩钢围堰安装：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,第二层钢围堰拼装接高,4号墩钢围堰安装：,施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥,在钻孔平台(钢护筒)上直接搭设支架悬拼安装钢围堰，用8组精扎螺纹钢吊点整体下放入水