双围壁钢围堰施工方案

双壁钢围堰施工方案一、结构设计1.1总体构造双壁钢围堰采用圆形双壁水密井筒结构，由刃脚、内外壁板、水平桁架、竖向加劲肋及隔舱板组成。围堰总高度按施工水位至承台底标高加0.5-0.7m安全高度确定，内径根据承台尺寸加1.2m操作空间设计。壁板采用Q355B钢板，内壁板厚度6mm，外壁板厚度8mm，竖向加劲肋采用L100×8角钢，水平桁架层间距2.5m，由内外环板（δ=12mm）及斜杆（∠75×6角钢）组成三角形稳定体系。1.2刃脚设计刃脚采用双壁楔形结构，高度2.0m，刃脚尖部厚度12mm，内侧设置300mm宽刃脚踏面。刃脚隔舱内灌注C30混凝土，灌注高度至刃脚以上2.5m，形成刚性受力体系。刃脚处设置环形加劲肋，采用20mm厚钢板焊接，增强下沉过程中的抗剪能力。1.3隔舱划分围堰沿圆周方向均匀划分8个隔舱，每个隔舱设置独立的进水阀和排气孔。隔舱板采用6mm厚钢板，与内外壁板焊接形成水密舱室，通过控制各舱室灌水量实现围堰调平和下沉。1.4锚碇系统锚碇系统由定位船、导向船及四组锚缆组成。上游设置2个主锚（30t混凝土锚），下游设置2个尾锚（20t混凝土锚），两侧各设2个边锚（15t铁锚）。主锚缆采用φ52mm钢丝绳，边锚缆采用φ36mm钢丝绳，通过导向船上的32t卷扬机实现围堰平面位置调整。二、施工准备2.1技术准备地形勘察：采用多波束测深仪对墩位处河床面进行扫描，绘制1:200地形平面图，重点标注冲刷坑位置及深度。水文观测：连续72小时监测流速、流向、水位变化，绘制流速-时间曲线，确定最大流速时段（3.2m/s）及平均流速（1.8m/s）。结构验算：抗浮稳定性：封底混凝土厚度按公式h=（F浮×1.2）/（γc×A）计算，取2.5m壁板强度：按三跨连续梁计算最大弯距Mmax=0.1qL²，竖向加劲肋应力σ=85MPa＜[σ]=140MPa锚缆拉力：主锚缆最大拉力T=1.3×（Cw×ρ×v²×A）/2=480kN2.2设备准备设备名称型号规格数量主要参数浮吊250t1台主臂长42m，作业半径18m吸泥机φ300mm4台扬程30m，流量200m³/h混凝土导管φ300mm12套耐压1.5MPa，单节长2.5m全站仪LeicaTS602台测角精度0.5″，测距精度1mm+1ppm千斤顶50t同步液压8台行程200mm，同步误差≤2mm2.3材料准备钢材：Q355B钢板（δ=6/8/12mm）、角钢（∠75×6~∠100×8）、H型钢（HW200×200）进场后进行力学性能复试，合格率100%。焊接材料：E5015焊条用于主焊缝，E4303焊条用于次要焊缝，烘焙温度350℃，保温1小时。混凝土：封底采用C25水下混凝土（初凝时间≥8h，扩展度≥650mm），隔舱填充采用C15混凝土。2.4场地准备加工场地：在岸边设置30m×50m拼装平台，采用200mm厚C20混凝土硬化，表面平整度误差≤3mm。平台上放出围堰1:1轮廓线，设置24个定位钢桩（φ200mm×2.5m）。出运通道：修建60m×8m下河坡道，坡度1:8，表面铺设50mm厚钢板，设置防滑条（间距300mm）。临时码头：采用4艘200t铁驳船拼接，搭设50m×6m作业平台，配备2台5t龙门吊用于构件转运。三、主要施工步骤3.1钢围堰加工分块制作：底节（4.5m高）分8个块体，单块重量≤25t标准节（3.0m高）分8个块体，单块重量≤20t顶节（2.8m高）分8个块体，单块重量≤18t焊接工艺：壁板对接采用埋弧自动焊，焊接电流600-650A，电压32-36V角焊缝采用CO₂气体保护焊，焊丝ER50-6，直径1.2mm所有水密焊缝进行煤油渗透试验，涂刷石灰水后30分钟无渗漏为合格验收标准：直径偏差：±50mm壁板垂直度：≤1/500焊缝余高：2-3mm，咬边深度≤0.5mm3.2浮运与就位底节拼装：在岸边平台上采用"放射状"拼装法，以中心定位桩为基准，先焊内圈水平桁架，再安装内外壁板，最后焊接竖向加劲肋。拼装完成后整体起吊下水，吃水深度控制在2.2m。浮运作业：选择平潮时段（流速＜1.0m/s）进行浮运，250t浮吊主钩吊底节前端，尾端设置2个导向浮筒。拖轮牵引速度控制在0.5kn，通过GPS定位系统实时监控轨迹偏差，允许偏差±1.5m。精确定位：初步定位：通过锚缆将围堰调整至墩位中心±30cm范围内精确调整：利用导向船上的全站仪进行三维坐标监测（X、Y、H），通过调节各锚缆张力，使围堰中心偏差≤5cm，倾斜度≤1/20003.3接高与下沉节段接高：底节着床后（河床面标高-8.5m），采用浮吊吊装第二节围堰（3.0m高）。对接时设置4组临时定位销（φ50mm），圆周方向均匀布置8个拉紧器。环向焊缝采用"对称分段退步焊"，焊接顺序从0°、180°同时开始，向90°、270°方向推进，控制焊接变形≤3mm/m。吸泥下沉：设备配置：4台吸泥机对称布置，吸泥管下口距河床面0.5m下沉控制：初期：采用"锅底形"开挖，中心比周边深1.0m中期：分层均匀开挖，每层厚度0.5m，高差≤0.3m终期：距设计标高1.0m时，改用空气吸泥机，控制下沉速度≤5cm/h纠偏措施：倾斜纠偏：向偏高侧隔舱注水（每次增量≤50m³），同时在偏低侧吸泥位移纠偏：收紧偏移方向的锚缆，放松对侧锚缆，每次调整量≤10cm3.4封底施工基底清理：采用高压射水（压力25MPa）冲洗刃脚周围泥沙，吸泥机配合清除虚土，要求基底平整度≤30cm，局部超挖处采用碎石找平。导管布置：12套导管按"同心圆"布置，中心1套，内圈4套（半径3m），外圈7套（半径6m）。导管底端距基底30cm，采用型钢支架固定。混凝土灌注：首批混凝土：每个导管储备1.5m³混凝土，采用"砍球法"同时开灌，确保导管埋深≥1.0m连续灌注：混凝土供应量≥80m³/h，导管埋深控制在2-6m，提升速度≤0.5m/min表面处理：混凝土面上升至设计标高以上50cm，采用测绳法检测顶面平整度，允许偏差±30mm3.5承台施工抽水作业：封底混凝土达到设计强度80%后（养护时间≥7d）开始抽水。分三级进行：第一级：抽至-2.0m（水头差4.5m），观察24h无渗漏第二级：抽至-5.0m（水头差7.5m），检查隔舱焊缝第三级：抽至承台底以上0.5m基底处理：清除封底混凝土表面浮浆（厚度50mm），采用高压水枪冲洗，铺设10cm厚C15混凝土垫层，表面平整度误差≤5mm。钢筋施工：承台钢筋分三层绑扎，底层钢筋设置30mm厚水泥砂浆垫块（强度≥C30），拉钩筋间距400×400mm，梅花形布置。墩身预埋钢筋采用钢制定位支架固定，轴线偏差≤10mm。混凝土浇筑：配合比：C40P8混凝土，坍落度180±20mm，掺加粉煤灰（掺量25%）和聚羧酸减水剂浇筑工艺：分三层连续浇筑，每层厚度500mm，采用50型振捣棒（作用半径300mm），振捣时间15-20s/点温控措施：预埋DTS光纤测温系统，控制内外温差≤25℃，通水冷却管流量1.5m³/h四、质量控制4.1关键控制点控制项目允许偏差检查方法频率围堰中心位置±50mm全站仪每下沉1m围堰倾斜度1/2000测锤+水准仪每2h封底混凝土厚度+100mm，0钻孔取芯（每50m²1点）灌注完成后承台顶面标高+20mm，-10mm水准仪每浇筑层2点钢筋保护层厚度+10mm，-5mm钢筋扫描仪每20m²1点4.2焊接质量控制焊工资格：所有焊工必须持AWSD1.1认证证书，考试合格后方可上岗无损检测：环向对接焊缝：100%UT检测（Ⅱ级合格）水密焊缝：100%MT检测（Ⅰ级合格）角焊缝：20%抽检UT检测（Ⅱ级合格）焊接环境：风速＞8m/s时设置防风棚，相对湿度＞90%时预热至80℃，下雨时停止焊接作业4.3混凝土施工控制原材料控制：水泥：P.O42.5R，初凝时间≥180min骨料：5-25mm连续级配碎石，含泥量≤1%粉煤灰：Ⅱ级灰，需水量比≤105%性能检测：坍落度：每50m³检测1次，允许偏差±20mm扩展度：每100m³检测1次，要求≥550mm抗压强度：每100m³留置3组试块，28d强度≥40MPa五、安全措施5.1水上作业安全防碰撞措施：围堰周围设置3道警示圈（红色LED灯带），夜间开启频闪灯（间隔50m）。上下游300m设置通航警示标志，配备2艘警戒船。人员防护：所有水上作业人员穿戴救生衣（浮力≥150N），作业平台设置1.2m高护栏，铺设防滑钢板（花纹深度≥3mm）。设置2个紧急逃生通道，配备6人救生筏和急救箱。5.2吊装作业安全设备检查：浮吊每次起吊前检查钢丝绳磨损情况（断丝数≤10%）、吊钩保险装置及制动系统。起吊重物时设置2根溜绳，防止摆动幅度＞1.5m。吊装指挥：采用对讲机（VHF频道）和旗语双重指挥，指挥员位于视野开阔处，吊物下方严禁站人，设置15m安全警戒区。5.3应急预案围堰漏水：储备200条棉被（φ1.5m）、500kg速凝水泥和4台抽水泵（扬程30m）。发现渗漏点时，先采用棉被覆盖，再灌注速凝混凝土（初凝时间＜15min）。锚缆断裂：每个锚点设置备用缆绳，断裂时立即启动备用锚机，将围堰临时固定。同时抛投2个应急锚（10t铁锚），控制漂移速度≤0.2m/min。人员落水：配备2艘快速救助艇（航速30kn），船上配备救生圈、救生杆和急救设备。建立落水应急小组，每月进行1次演练，响应时间≤5min。六、环境保护施工废弃物处理：设置分类垃圾桶（可回收、有害、建筑垃圾），焊接烟尘采用移动式净化器处理（净化效率≥95%），船舶油污设置收集装置（容量500L）。水质保护：钻孔泥浆循环