双壁钢围堰施工工艺

双壁钢围堰施工工艺化施工工序、缩短工期方面有了新的突破。目前双壁钢围堰已成为我国桥梁深水双壁钢围堰是一个带有刃脚的圆形双壁水密井筒钢结构，它既是钻孔桩施工的作业平台，又是承台施工的隔水结构。与无底钢套箱相同都无底板系统，双壁钢围堰的侧面双层壁板结构，通过刃脚直接插入河床，并通过吸泥下沉至设计标高。由于双壁钢围堰刚度大，可直接在其顶部铺设钻孔工作平台，待钻孔桩施工完成后，浇筑封底混凝土、围堰内抽水，在无水状态2.1结构刚性大、能承受向内、向外的压力，能承受较大水压，施根据设计图纸在工厂中分块加工,按互换件和对号入座的办法制成块件,检查节段拼接下沉着床，然后采取配重、吸泥下沉至设计标高。围堰精确定位后对围堰内部采用吸泥机进行基底清理，在围堰上铺设钻孔桩施工平台，埋设护筒，灌注水下封底混凝土。进行钻孔桩施工；围堰内抽水钢围堰设计河床面标高的准确测量钢围堰加工综合检查吊运设备准备综合检查吊运设备准备钢围堰拼装钢围堰浮运、拖拉至墩位钢围堰浮运、拖拉至墩位挂设锚绳 第一节钢围堰下沉挂设锚绳测量放样、仪器观测钢围堰精确定位抛锚、缆风绳固定钢围堰—一其余各节依次接高 钢围堰就位后的整体纠偏、定位、堵漏 围堰着床检查围堰的倾斜和偏位浇注钢围堰井壁混凝土、配重或吸泥下沉、清淤就位围堰顶搭设钻孔工作平台、埋设护筒灌注封底混凝土、钻孔桩施工围堰内抽水、承台混凝土施工↓钢围堰拆除图1双壁钢围堰施工工艺流程图处于上的桥梁基础工程，墩位处往往水深流急，地质流冲刷较深，施工难度会更大一些；目前在各类基础施工中多采用钢围堰作为承台施工的挡水结构，钢围堰施工具有易加工、速度快、周期短的特点。着床型钢围堰通常采用双壁结构，一般适用于泥沙淤积河段承台淹埋于河床内（承台底面底域河床面）或承台底面虽高于河床面单河床覆盖层调查水深、流速、流向、浪高、涨落潮、一般冲刷深度、局部冲刷深双壁钢围堰壁板及加劲肋均按塑性结构计算选择，一般内、外壁板厚度5~钻孔作业平台均直接放在钢围堰上口，根据钻机布置的需要，钻孔平台可为为保证钢围堰下沉时能准备达到设计位置，应设置锚锭系统。锚锭选择由定位船、导向船、锚缆设施组成。具体选择与施工区的流向、流速、河床封底混凝土主要承受钢围堰和封底混凝土浮力，以竖向荷载为主。以计算封底混凝土的拉应力和剪应力满足要求选择合适壁板以承受水平荷载为主，其最不利受力工况为抽静水压h为围堰计算水压高A——迎水面积；——流速（m/s）；g——重力加速度（9.81m/s2）。图2加劲角钢与壁板组合竖向加劲肋计算是以水平桁架为支撑的多跨连续梁,计算时可按三跨连续梁计算：M=K1q1l22，V=K2ql2（K1取0.1，K2取0.6，q1为作用在单根竖肋上的竖向加肋劲肋的弯曲应力计算：竖向加肋劲肋的剪应力t计算：水平圆形桁架由内、外侧圆环钢板和斜杆组成，内、外圆环钢板图3水平桁架结构图Fφ水平环板轴力N：但应遵循在着床前必须将刃脚灌满混凝土。其余壁仓内灌注砼或灌水量依据钢围堰高度H：H=施工水位-承台底标高+封底砼厚度+0.5～0.7m若冲刷较为严重（局部冲刷深度较刃脚着床后位置还要低），均采用抛沙或抛投封底混凝土与钢围堰相连,宜按周边简支圆板承受均匀荷载,计算板的中心弯矩Mmax，求出封底砼的厚度h。）；）；PR2——钢围堰内圆半径（m）；D——水下混凝土可能与井底泥土掺混的增加厚度D=0.3封底混凝土厚度计算确定后，还应与抗浮计算后需要的最小封底混凝土厚度双壁钢围堰的抗浮计算为钢围堰静载G（含钢围堰自重、封底混凝土重、壁仓内混凝土重、壁仓灌水重、桩基重或钢护筒与封底混凝土握裹力）应大于钢围即锚碇系统是钢围堰在水中悬浮状况时固定其位置的重要设施，对围堰施工的成败起着关键作用。随着钢围堰的下沉，水流涡漩对钢围堰的推力越来越大，为了克服水流阻力和风阻力，使钢围堰准确定位和顺利下沉，应配置合理、经济的双壁钢围堰锚碇系统一般由导向船及拉缆，前后定位船及其主锚、尾锚、边围堰相连。船上设置滑车组应用于收、放缆索调整围堰位置，定位船应在上、下导向船体系既作为调整、确定钢围堰位置的约束体系，也助工作平台。一般配置在钢围堰两侧，两艘导向船用万能杆件或型钢支架联结梁连成整体.主锚承受钢围堰锚碇系统顺水流方向的水流阻力和风阻力，是保证钢边锚布置于定位船和导向船两侧，主要作用是调节和控制定位船、导向船在尾锚顺水流方向分别布置在导向船和后定位船尾部，主要作用是抵御潮水影前后定位船与导向船之间均设有拉缆，其作用是将钢围堰和导向①船只水流作用力R1。式中——船只水流作用力V——水流速度（mis）f——摩擦系数，铁驳f=0.17S——浸水面积s=(2T+0.85⃞（L为船长，为吃水深度，B为——阻力系数，方头取p=10F——船只入水部分垂直水流的投影面积②钢围堰流水阻力R2。）；）；——重力加速度g=9.81mis2。③钢围堰风阻力R3。式中K1——为设计风速频率换算系数K1=1.0；K2——为风载体型系数K2=0.8；K3——为风压高度变化系数K3=1.0；K4——为地形、地埋条件系数K4=1.0；④定位船风阻力R4。总阻力R主：锚的选择应综合考虑抛锚区内水深、河床覆盖层土质类别等情况，并先预估抛锚区范围，然后在抛锚区内进行调查，看有无影响铁锚：G=R主/5；钢筋混凝土锚：G=1.5R主。每个主锚受力P为锚数）式中k——安全系数K=4；式中——锚索长度（m）；式中——锚船马口至锚位的水平距离（m）；导向船组边锚、定位船边锚分别按导向船组和定位船顺水流向受力的50%计图4钢围堰下兜缆示意图式中R2——为钢围堰入水部分的水流力。a、b——分别为R2的作用力点与下兜缆作用力点至钢围堰导向船组双壁钢围堰钻孔灌注桩基础的施工为先下钢围堰后成桩的施工方案。作业平②必须保证清孔、水下混凝土灌注等成桩工艺材料进场→材料检查验收→编制加工工艺指导书→加工工艺交底→下料→水平桁架加工→1/8单块骨架加工→底节整节钢围堰拼装→焊缝水密检查→整节质量验收合格→吊装下放入水→第二节整节加工完成→第二节质量验收合格→吊装至现场→第二节与底节现场对接→对接焊缝水密检查→第双壁钢围堰单个构件包括水平桁架内、外环板、水平桁架斜杆、刃脚内、外板件均采用半自动氧、乙炔火焰切割机下料，杆件采用冲床和手工乙炔单元构件加工应根据设计图纸结合起吊能力分块加工。加工应遵循先水平桁架是用钢板作胎模组焊，胎模上应设压板，控制水平桁架与将焊接好的单块水平桁架按设计图纸规定的层间间距在钢靠模上布置好，与竖肋焊接，组焊为整节分块。组焊分块构件时应严格控制层间距离，防止围堰整整节拼装应在混凝土样台上进行，样台基础要牢固，在内、外壁板范围预埋钢板，样台表面应平整，并分点对样台抄平。组拼应注意内、外防水壁板、上、下隔仓板对齐，各相邻水平环形板对齐，上、下层竖向加劲肋角钢围堰的水密性能检查用煤油渗透试验，即在壁板焊缝外侧刷石灰，壁仓内双壁钢围堰拼装时以平台中心为基准。底节钢围堰拼装时通过下口中心与刃脚平面的垂线作中心线，控制钢围堰上口半径，以后各节接高皆以此中心线进行双壁钢围堰底节吊放入水后，测量人员应根据线路的中心在钢围堰顶层环板上标注出中心十字线，并应将钢护筒定位架中心线测量引至顶面。分节加工成型的钢围堰应在内壁对称作四条高度标尺，以便于下沉时观测钢围堰入水深度和垂根据钢围堰分节最大吊重和水下切割拆除吊运至解体作业场的高度要求对缆索吊机进行设计、施工、检查、试吊后方可投入使用。缆索吊机设计时的缆索中心线应与线路中心线设计一致，钢围堰的拼装平台中心与缆索中心线一致，吊运经检查无异常后进行起运。运至墩位停止摆动后徐徐下放，对位入水。吊运第二节及以后各节段时，待上、下节拨正对齐，上节轻轻搁在下节钢围堰上，等上、在岸滩处将已加工好的双壁钢围堰利用滑道和慢速卷扬机牵引下水其施工步上铺设工字钢作纵梁，纵梁上再铺设横向枕木用千斤顶顶升围堰，将滑道伸入其下，推入运输平车就位固定好，然千斤顶，使围堰节段落在平台上，再解除平台制动，卷扬机牵引拖至滑道尽头，若钢围堰在施工现场加工，可利用缆索吊机辅助组拼。一般是在索道下装场地，吊车将拼装好的分块件吊至索道下方进行。但通常索道不能歪拉斜吊，在大型桥梁双壁钢围堰施工时，钢围堰的拼焊、下沉、定位，是一座由两艘大型铁驳用上、下游连接梁和仓面平面联接系组成的双体浮式平台。上设两台大型龙门吊机。工厂制造的钢壳底层块件即在拼装船上拼焊成整体，再随同导向船浮运到墩位，钢壳底节上部节段由龙门吊吊装组拼。围堰用龙门吊起吊下沉，起结，过拉缆到后定位船与临时滑车组系结，然后用拖轮协助将后定位船溜放到墩4）抛设剩余锚，调整收紧各锚绳、拉缆，使锚壁仓混凝土浇筑高度由以下两方面确定：一是水平环板及内、外壁板强度需在首节钢围堰锁定后，向其隔仓内灌注混凝土或加水等措施以压重下沉和调平围堰，并预留一定的干舷高度，使其处于待拼次节段围堰的状态。以后每一节段船运到围堰旁，由浮吊起吊与前一节进行焊接，每接高一节即均匀下沉，并予抽水设备根据施工工况配制。一般是依据快速着床是所需时间和所抽水的量钢围堰在下沉过程中由于受水流及风力等的影响，围堰要偏离设计位置，应车和定位平台上的卷扬机联接。将两侧纠偏缆同时收紧、放松，或一侧松、一侧图5围堰纠偏示意图内的水抽出，利用两侧重力不同，使钢围堰水平，此方法应保证隔仓与隔仓间、倾斜。围堰的倾斜如不及时调整就会偏位，随着入土加深调整更加困难，偏位更加严重，所以在下沉初期应以纠正围堰底口中心偏位为主，调整倾斜为辅。控制在围堰下沉中期，刃尖入土深度较深时围堰嵌固深度逐渐增加趋于稳定。此期间调整围堰偏位比较困难，为保持偏位不再增加，应控制围堰倾斜为主．控制围堰最大倾斜不大于1%，保证围堰均匀稳定地下沉，当刃尖高程接近圆砾土时，应以清基为主。在围堰顶面布置方格网，按方格网坐标点布置吸泥机逐点均高差、围堰内外泥面、河床高程变化情况、围堰内外水头差等有关资料发现问题钢围堰着床后，要继续灌水压重，使刃脚切入覆盖层钢围堰下沉一点触岩后,其余悬空部位用工字钢或者钢板焊成的楔形盒子支垫，用麻袋混凝土填塞围堰内刃脚，围堰外周围抛填片石钢筋笼护脚，保持钢围在刃脚距河床面0.5m时停止下沉,用全站仪观测围堰顶上顺桥调整围堰的倾斜和偏位。直到两点的实际坐标与设计计算坐标相符合为止实现围止钻岩时产生漏沙现象。离围堰内壁较近的桩位是清围堰内清基一般采用2台Φ250mm直管吸泥机吸出围堰内壁范围内的淤泥和泥机辅助吸出刃脚斜面下的泥砂。直管吸泥机的清基顺序是从围堰中部开始，逐渐向围堰内壁移动吸泥；弯头吸泥机吸泥时，注意弯头不要直接对着刃脚与岩面的接缝长时间地吸泥，以免将刃脚处的堵物吸走，引起涌水翻砂。封底混凝土厚度范围内钢围堰内壁上的淤泥由潜水员用高压水管冲洗，并用钢刷拉毛封底混凝清基时，注意保持围堰内外水位一致．必要时采用水泵补水，防止翻砂影响清基效果。在清基过程中，应防止围堰倾斜扩大。清基后期，潜水工要配合吸泥和打捞．采用逐段清理、逐段检查的方法。清基完毕．要按方格网坐标点逐点量测岩面的高程，然后绘出等高线，以供在较坚硬的土层中利用抓斗或吸泥机在围堰内除土时，一般需辅助以高压射水松动及冲散土层，以便吸出，提高吸泥效率。在吸泥下沉时，当局部地段难于定点定向射水时，可用潜水工水下掌握操作，同一个围堰内仅能同时开动一套射射水深度的控制，原则上与除泥深度相同，特别是在近刃脚处射水时，射水双壁钢围堰钻孔作业平台直接支承在钢围堰顶面，根据围堰尺寸及工地现场材料确定作业平台形式，作业平台形式拼装有三种形式：万能杆件组拼承重结构形式、贝蕾梁、军用梁组拼承重结构形式、型钢承重为保证钢护筒安装位置正确，应在围堰内安装钢护筒定位架。钢护与横桥向的轴线方向焊有4个与钢围堰连接的拉带，下放时与预先在第二节钢围堰平面偏差以及钢围堰的垂直度而定，以免除钢围堰就位后的偏差对钢护筒定位浮吊或其它吊装系统把导向架整体吊入钢围堰内，临时用钢绳悬挂在井口处并调整其水平位置满足要求，把导向架缓慢下放到设计高度，放在围堰内壁牛腿上。由潜水员入水把第一层导向架拉带与牛腿相连。再安装第二层护筒定钢护筒整根吊装工艺：定位架安装好后，直接吊插钢护筒入定位架内，下沉厂加工完成后运往施工现场以前，在钢管适当位置处设置吊耳，对接处应开V形钢护筒下沉到岩面后,由潜水员下水将护筒底与基岩表面有空隙的地方用砂袋封堵严实。然后可在护筒内填一定厚的砾砂，以防止灌注封底混凝土时，混凝采用浮吊辅助吊插护筒时，用汽车将加工制作好的钢护筒运至临时码头，用驳船运至墩位水域，根据设计的吊点，用浮吊直泥机按方格网座标划分的区域逐块进行吸泥，并辅助以高压射水，直至将基岩面以上的泥砂清理干净，然后由潜水员下水逐块逐片检查基岩面以上泥砂情况及围堰刃脚斜面外露的高度是否达到清基标准，最后在方格网座标点测出基岩面各点清基合格后，即可进行围堰封底前的淮备工作。安装护筒固定架、钻孔钢护简、施工平台等。围堰内钢护筒群是按设计位置整体吊装就位的。为防止在灌注封底混凝土时护简变形或位移，护筒间及护筒固定架与围堰间均设置了支撑，并采取措施将护筒与基岩间缝隙尽量堵住，以防混凝土进入护筒内。因封底面积较大，根据现有的混凝上生产及输送能力，无法满足要求，因此采用在围堰内设隔墙的办法，将封底分成内、外圈分别连续灌注。实践证明，此措施能完全满足围堰封底的技术要求。封底混凝土采用垂直导管法灌注。浇注的顺序是先低处后高处、先周围后中部，确保混凝土面大致相同。在浇注过程中，应随时测量混凝土在桥墩灌注出水后，双壁钢围堰在承台以上部分钢壳应进行拆除，拆除的方水下钢壳拆除时，事先应根据起吊能力计算，钢壳在拆除时需分块若经过计算此时仅靠外壁即可承受水压，先在无水时切割内壁。然后，围堰内灌切割线应设在两层水平桁架之间，为便于以后潜水员70cm。内壁切割完毕后，用木条镶固在外壁板内侧，形成周圈切割线，潜水员下隔仓上的吊耳应打开，潜水式水下检查确认切割完成后，再由潜水员水下挂好挂钩，待潜水员及设备撤离到安全地点，全面进行水域检查，确认无一障碍后，指深水施工中若围堰很高，且要求多墩位重复使用围堰钢壳，无水中切割设备表1双壁钢围堰施工所需劳动力序号工种人数序号工种人数1技术员4622领工员473起重工48钳工34潜水员39船工85测量工3普工双壁钢围堰施工机具设备主要由制作机械设备、围堰定位及导向设备、缆索表2双壁钢围堰施工机具设备表序号机械及设备名称规格及型号单位数量1等离子切割机LGK-8台12交流电焊机台8序号机械及设备名称规格及型号单位数量3卷板机20mm台14氧气瓶、乙炔瓶套5锚个86拖船30t艘17驳船艘18交通船艘19卷扬机付8t台3空压机台2吸泥机台1锚揽钢丝绳m中-60浮箱6×3×2m个滑车组个8双壁钢围堰深水桩基础施工是桥梁施工的关键，在施工工序中：围