罗屿大桥承台围堰专项施工方案

1、PAGE 莆田市东吴大道罗屿大桥工程水中承台钢板桩、钢吊箱围堰 专项施工方案编制： 审核： 批准： 福建省交建集团工程有限公司莆田市东吴大道罗屿大桥工程项目部2014年9月20日一、工程概况1、自然特性1）地质：桥址位于罗屿海峡，水深520m，桥位处从河床往下分别为：流塑淤泥平均厚度在3m左右、淤泥质土、粉质粘土、全风化混合岩、强风化混合岩、弱风化混合岩。2）水文：属规则半日潮类型，两次高潮的高度基本一致，但低潮位有日不等现象，两次低潮的高度略有差异。潮汐周期约为12小时25分，涨潮时间相对较短，落潮时间相对较长，两者相差1小时10分钟左右。3）水文地质：对钢结构具中等腐蚀性。4）气象：工程区

2、域一年四季均有灾害性天气发生，主要灾害性天气有台风、浓雾和高温、暴雨等。对大桥施工影响的主要是台风和大雾；多年平均风速为 5.4m/s6.6m/s，每年的 35 月份为多雾月。 2、工程概况莆田市东吴大道罗屿大桥桥址位于罗屿海峡，水深520m，桥梁长度749m。罗屿大桥大桥上部结构为预应力砼组合箱梁、下部结构为钻孔灌注桩基础。桩基及下部构造施工受海水影响：平均高潮位2.92m、浪高0.6m，桥梁设计水位6.54m。为保证罗屿大桥纵向道路通行和水中桩基施工需要，已在新建桥梁右侧与主桥平行架设一座钢栈桥和多座桩基施工及墩身操作平台。钢栈桥桥长约700m、桥宽6.0m、桥面高程为+6.6m；距离桥盖

3、梁边缘1m。单跨最大跨径12m，横向每排3根钢管，间距为2.53m，浅水区采用单排墩，间隔2跨布设一座板凳墩，采用直径478*8mm钢管桩；深水区均设置板凳墩，采用直径530*10mm钢管桩。在钢管桩上横向布置2根I32b工字钢，纵向布置3组6排贝雷简支纵梁。贝雷纵梁上横向铺设钢筋砼预制板做为桥面板。钢管桩横向采用325钢管加固，板凳桩两排纵向均用槽钢剪刀撑加固。钻孔平台及墩身操作平台沿栈桥的左侧修筑：钻孔平台长24m、宽9.0m；支栈桥长24m、宽6m，交叉口加宽2m以便车辆转弯，支栈桥的搭设采用2跨12m贝雷梁，下部为直径478*8mm钢管桩基础。根据下部结构承台施工需要1#8#、19#-

4、20#墩拟采用钢板桩围堰施工，钢板桩围堰平面尺寸为8.25m22.7m；9#18#墩拟采用单壁钢吊箱围堰施工，钢吊箱尺寸为8.25m22.7m9.7m；考虑到平均高潮水位为2.92m加上浪高0.6m，钢板桩及钢吊箱围堰顶标高均控制在4.2m标高以上。承台围堰施工方案 （一）、设计依据 1、交通部公路桥涵施工技术规范JTJ04120002、人民交通出版社路桥施工计算手册3、交通部交通战备办公室装配式公路钢桥使用手册4、公路施工手册5、公路桥涵钢结构木结构设计规范6、罗屿大桥设计说明、总体平面布置图 （二）、钢板桩围堰施工方案1、概况罗屿特大桥下部构造位于海水中受潮差影响，平均高潮水位 2.92米

5、、平均低潮水位-2.19米，1#4#墩承台顶标高为0.000m、承台底标高为-2.500m，其余墩承台顶标高为-2.000m、承台底标高为-4.500m。1#8#、19#20#墩承台拟采用钢板桩围堰后进行承台施工，考虑到后期承台钢筋、模板及内支撑的施工方便，并根据实际地质情况单个板桩围堰大小比承台尺寸各宽1.0米设计，平面尺寸为8.25m22.7m，本工程选用小锁口且止水能力好的钢板桩进行施工，单根钢板桩b=575mm、H=360mm、t=10mm，每延米重量为74.5kg，考虑到本工程地质情况的需要，拟采用桩长为12米的钢板桩；考虑到平均高潮水位为2.92m加上浪高0.6m，钢板桩围堰顶标高

6、控制在4.2m标高。具体方案图后附。2、总体施工流程 施工准备测量定位导向桩制作施打钢板桩钢板桩内支撑1排水堵漏钢板桩内支撑2排水堵漏清淤封底垫层钢筋绑扎模板安装混凝土浇筑钢板桩围堰拆除 3、钢板桩围堰施工方案3.1钢板桩的选用本工程选用小锁口且止水能力好的钢板桩进行施工，单根钢板桩b=575mm、H=360mm、t=10mm，每延米重量为74.5kg，考虑到本工程地质情况的需要，拟采用桩长为12米的钢板桩。钢板桩进场前需要检查整理，发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连锁口碰坏。桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口宜涂以黄油或其它油脂，

7、对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整修矫正。转角处采用90度的转角桩。3.2施工放样与定位（1）将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。（2）在插打钢板桩前先施工导向定位桩，在钢管桩上焊接工字钢，用工字钢来保证打出的钢板桩在一条直线上。在钢管桩露出水面部分刷上警告标志，并焊上槽钢加固，在打桩时作为导向位置及高程控制标志。3.3钢板桩打入施工（1）吊车停在离打桩点就近的钢平台，侧向施工，便于测量人员观察。挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。（2）锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，起锤。（3）待钢板桩尖离开水面30cm时，停止上升。锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩。

8、上升锤与桩，至打桩地点。（4）对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度不能下降为止。（5）试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。（6）板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。（7）松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰内的止水处理。（8)施工注意事项 A、导向桩打好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃动，以便打桩时提

9、高精确度。 B、线桩插打，钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。 C、钢板桩振动插打到小于设计标高40cm时，小心施工，防止超深发生。 D、封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。3.4、围堰抽水与支撑钢板桩围堰封闭后进行抽水，抽水过程中应严格控制抽水速度和抽水高度，并在围堰顶端设置一至二道安全支撑。当抽水达到预定的深度后，应及时加支撑防护。钢板桩全部焊接牢固到导向槽钢上。考虑到本工程施工场地很小，水下地质情况较差，为确保施工安全，因此决定在围堰内部采用工字钢做成骨架进行内支撑，19#21#墩承台顶标高为-2.000m，围堰内部支撑分上

10、下两层；1#4#墩承台顶标高为0.000m，围堰内部支撑为单层。3.5 防渗与堵漏钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，起到防水和减小水压力的双重效果，抽水时同时在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合物，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，在桩脚漏水处，采用局部砼封底等措施。若漏水严重，堵漏困难时，在钢板桩外侧补打木桩围堰，木桩围堰内侧铺设彩条布，在彩条布与钢板桩围堰间填筑粘土进行封堵。3.6 清淤及回填海砂在抽水及进行内部支撑的过程中用泥浆泵配合高压射水将围堰内的液化度高的淤泥清除，然后换填海砂。3.7 封底、硬化

11、砼浇注海砂换填至承台底标高后，向外抽水，如果围堰内水能安全抽干，即只要进行钢筋网硬化砼施工；如果围堰内水无法抽干就必须施工水下砼封底，封底混凝土强度等级采用C20，厚度约为50100cm。封底施工完成后即可以按照陆地干处进行承台施工。方案验算 另见方案设计计算。 （三）钢吊箱围堰施工方案 1 、概况 罗屿特大桥下部构造位于海水中受潮差影响，平均高潮水位 2.92米、平均低潮水位-2.19米，9#18#墩承台顶标高为-2.000m，承台底标高为-4.500m。 9#18#墩拟采用单壁钢吊箱围堰后进行承台施工，并根据实际施工情况和周转施工方便，钢吊箱尺寸为8.25m22.7m9.7m。钢吊箱围堰在

12、河岸加工场分杆件加工,在桩基钢护筒上搭设拼装平台, 通过水中栈桥通道运输, 利用履带吊车拼装模板和各杆件, 并采用电动卷扬机的下沉方案,然后浇筑水下封底混凝土, 进行承台施工。 2、整体式钢吊箱围堰方案设计说明 2.1吊箱围堰结构构造： 钢吊箱由底板、侧板、吊挂系统（含抗浮压杆兼倒挂牛腿、含底托梁），水平支撑系统组成。 底板的作用一是与侧板共同组成阻水结构，变承台及部分墩身水上施工为陆上施工，二是作为吊箱、承台的承重结构。 吊箱底板由底模托梁和底模组成。底板平面净尺寸为22.7 m 8.25m。底模托梁为井字梁结构，底横梁为6道，每道由通长2I32组成，安装在倒挂牛腿上。纵横设6道，每道由通长

13、2I45组成。安装在底横梁上。底板为=8mm钢板、工12分配梁。安装于纵梁上。上横梁设置3道，采用2I45组成，安装在护筒顶上，采用贝雷梁做纵梁，安装在横梁面上，纵梁顶安装卷扬机。吊杆采用32的930级高强度精轧螺纹钢，共24根。吊杆上端设在纵梁上，下端吊点设置在底横梁下。 侧板采用单壁结构，由216做竖肋、【14做横肋和8mm钢板做面板焊接而成。侧板的面板为8mm钢板，竖肋间距为1000mm. 侧板的作用：是与底板（包括封底混凝土）共同组成阻水结构，变承台及部分墩身水上施工为陆上施工，另一作用是兼做承台施工的外模板。 吊箱内支撑内支撑由内圈梁，水平斜撑杆二部分组成。内圈梁：内圈梁设二层，设在

14、吊箱侧板的内侧，高程为1.3m和-1.8m处，由2I25结构组成的水平四边形，焊在侧板内壁钢板上。内圈梁的作用主要是承受侧板传递的荷载，并将其传给水平斜撑杆。 水平斜撑杆：为菱形支撑结构，杆端与内圈梁焊接连接成一体，水平撑杆由2I25组成。 吊箱吊挂系统： 吊挂系统由纵、横梁、吊杆及钢护筒组成，吊挂系统的作用是承担吊箱自重及封底混凝土的重量。 上横梁：上横梁（顺桥向）共计3排，均设在钢护筒顶，每排由2I56工字钢组成。设专用支座（牛腿）焊接于护筒内侧的专用支座（牛腿）上，上横梁的作用是支承贝雷纵梁，并将纵梁传递的荷载（通过护筒）传递至基桩。 纵梁：纵梁（顺水方向）为贝雷梁，共2组4排，在2I5

15、6工字钢纵梁上。纵梁的作用是支承吊杆及安装卷扬机，并将吊杆荷载传递给横梁。 吊杆： 吊杆是由 32 mm精扎螺纹粗钢筋及与之配吊的连接器、螺帽组成，共24根吊杆， 吊杆下端固定到底板的托梁上，上端固定到吊挂系统的纵梁上。吊杆的作用是将吊箱自重及封底混凝土的重量传给纵梁。在使用前做试验，满足施工要求方能施工；在施工过程中，对吊杆要充分保护好，禁止碰撞，以免影响施工的安全。 吊箱定位系统 钢吊箱下沉入水后受流水压力的作用，吊箱围堰会向下游漂移，为便于调整吊箱位置，确保顺利下沉，在吊箱侧板内壁与钢护筒之间设上下两层导向系统，第一层设在距围堰底板2.00 m 处，第二层设在距围堰底板6.00 m处，每

16、层10个导向。定位系统由导向钢板、定位孔、定位器（短型钢）及调位千斤顶组成。导向板为厚度16mm钢板，端部制成圆弧，分别焊于吊箱4个角部位的纵、横内圈梁上，导向板端部至钢护筒外壁之间留一定的空隙；定位孔是利用吊箱底板上靠上游的前排2个护筒孔洞作为定位孔；导向钢板及定位孔的作用是控制下沉吊箱的平面位置。调位时用调位千斤顶进行。定位是在吊箱下沉到位后，封底混凝土凝固前，为防止水流压力、波浪力及靠船力等动荷载对自由悬挂的钢吊箱发生挠动，影响封底混凝土质量而设置固定装置。定位主要利用钢护筒的稳定性将下沉到位的钢吊箱通过定位器与4个角的钢护筒连成整体达到钢吊箱的定位。根据设计施工水位，钢吊箱设计总高度为

17、9.7m，共分两节，第一节高 6.0m，第二节高3.7m.吊箱侧模共8块，模板之间采用M27双排螺栓连接，拼缝之间垫=8mm厚止水橡胶板；底模由四块模板相拼而成，各块之间相对独立，以便拆除，底模侧模之间用16颗螺栓连接。吊箱顶部受力梁、底格梁和24根32精轧螺纹钢筋是吊箱的主要受力结构，吊箱及封底砼自重通过精轧螺纹钢传递给支承平台再通过钢护筒传递给桩基承受。钢吊箱设计布置见. 钢吊箱总重约265.8t，采用在平台上逐块散拼，80t履带吊分体吊装的方式进行施工。施工荷载及自重主要由吊带和支承架传递与桩基承受。 3.钢吊箱围堰施工钢围堰施工前进行详细的技术交底工作，合理分工，配备足够的施工机械、机

18、具，以保证围堰施工的顺利进行。详见钢吊箱施工程序图。3.1钢吊箱围堰拼装下放钢吊箱围堰在加工场地加工制造完成后，运至墩位处拼装，拼装利用墩位钻孔平台进行，在原墩位平台基础上加焊支撑型钢，构成拼装平台。围堰的组拼工作是将各块件点焊组拼成型，待其高度、倾斜度及结构的对焊焊接情况等进行检查签证、验收合格后方可进行全面焊接。围堰采用分段拼装、分段下沉的施工方法，先拼装底节钢围堰，拼焊好后，进行全面质检，对内外壁板焊缝及隔舱板焊缝进行煤油渗透试验。对重要焊缝必须进行严格检查，确保围堰水密性，结构安全。3.2钢吊箱拼装顺序如下：首先在作业平台上放样划线；拼装从一个角向两边对称进行，直至合拢；第一层围堰拼完

19、后，利用顶、垫、拉和支撑等方法对之进行校正；为加快拼装速度，可根据吊机的起重能力，在岸上分段预拼装后吊上工作平台逐段接长直至合拢。3.3钢吊箱起吊和安装：正式起吊前进行试吊，即把钢围堰吊起至离开作业平台面5左右，停止起吊，对钢吊箱进行一次全面检查，当确认其纵、横和水平方向情况良好，无大的变形之后，再继续起吊至离开作业平台1左右后停止，锁定各倒链滑车，然后拆除支撑平台。底节拼装完毕，安装围堰起吊设备（包括起吊梁、4门滑车组、卷扬机及钢丝绳等）。卷扬机布置在贝雷梁平台上，采取措施保证其安全稳固。围堰起吊下放前严格检查起吊设备，消除安全隐患，确认正常后起吊。滑车组通过下吊点将底节围堰提升，先提高1m

20、以后割除拼装平台，清除有碍于围堰下放的结构。利用卷扬机将围堰缓慢下放至水中，下放过程中保证各卷扬机下放的同步，保证各点按相同的下放速度入水。围堰底节入水初步阶段起吊设施不松钩，保持起吊下放状态。大致调整围堰平面位置，随围堰下沉松放起吊钢丝绳，待围堰下沉至要求位置后，将围堰与墩位平台进行临时连接。快速运输、并对称安装中节上节钢围堰侧板。 3.4 封堵孔隙安排潜水员封堵桩和底板之间缝隙, 采用胶垫和钢板抱箍进行封堵。 4、封底混凝土浇筑围堰封底设计为C25混凝土, 厚1m。围堰封底是钢吊箱施工的一个关键环节, 封底质量的好坏直接关系到围堰施工的成功与否,为了确保封底的成功, 在施工中采取了如下措施

21、:将封底混凝土强度等级提高到C30混凝土;封底顺序为从下游到上游依次进行;加工2个3m3 容积的漏斗, 以确保首批混凝土灌注能够埋住导管一定的深度；、封底混凝土采用泵送, 每根导管首次混凝土的坍落度控制为1820 cm, 以后坍落度控制为2022 cm,确保了混凝土的质量和供应量;、在混凝土的灌注过程中, 随时测量导管底口附近的混凝土顶面高程,确保了混凝土的埋深满足要求, 避免了混凝土的“洗澡”现象;、本桥位处受潮汐涨落在26m 左右, 考虑封底混凝土受水位变化影响, 在吊箱上下游方向侧板高出封底砼面20 cm高度处各开2个5 cm的疏水孔,以平衡吊箱内外水压,防止水压力可能造成的对新浇筑封底

22、混凝土的破坏。封底砼浇注完成强度达到设计要求后，抽干箱内积水，将倒挂牛腿焊接在（桩顶高出承台底15）的护筒上，然后拆除护筒顶上的纵横梁，割除护筒，进行承台施工。 5、钢吊箱拆除(1)首先拆除吊箱侧模板外框架, 然后拆除外侧模板。(2)在底板横梁上挂上并收紧手动葫芦, 潜水员水下切割吊杆, 使底板重由卷扬机承受。(3)放松卷扬机, 使底板纵横梁下落脱离承台。然后拆除纵梁, 最后拆除横梁。 三、工程施工质量保证措施1、认真编制各项工程施工组织设计和分项工程施工技术方案，对班组进行全面的施工技术交底，保证严格按设计及施工技术规范要求施工。2、钢栈桥、钻孔平台、钢板桩、钢吊箱由总工组织工程部门相关人员

23、认真计算、校核，并报上级部门审批保证各项验算满足通行使用要求。3、各项工程的施工严格按设计计算书指导支架施工，如现场地质状况无法按设计位置施工，项目部技术人员先现场分析、讨论，再将讨论结果上报驻地监理办及相关部门，以决定可行的施工方案。4、施工完成后要在栈桥上布置沉降和位移变形控制点，施工过程应定期（每隔一个月）进行观测，确保使用安全。 四、工程施工安全保证措施1、根据水文地质情况编制切实可行的施工措施。2、每道施工工序要求必须征得监理和业主的同意方能进行下道工序。3、所有工程用电要有良好的接地装置，并加装漏电保护器。4、对所有参与施工的人员，根据具体情况进行技术交底，技术交底时要强调各项安全

24、措施，使参与施工的人员做到“心中有数”。5、工地所有施工人员，均要接受交底，电焊焊接部位均要满足设计要求。6、安装过程必须配备经验丰富的吊车司机，吊车吨位必须满足安装过程使用要求，吊装时统一指挥；安装钢管桩及冲孔时，必须定期认真检查钢丝绳、吊钩，如有损坏应立即更换；现场施工人员必须戴安全帽，船上施工人员必须穿救身衣，严禁赤膊穿。7、栈桥施工完成后在入口处设置车辆限速行驶警示牌和车辆限重标志牌。在栈桥上下游安装航标指示灯，在栈桥上每隔15m布置路灯供夜间照明。 五、施工应急预案 1、编制目的 水中辅助措施施工过程中存在很大的突然性和危险性，所以在施工前加强岗前学习培训，施工中采取正确的安全操作规程，并设立应急预案措施尽可能的降低安全事故的发生是