钢套箱围堰设计方案技术说明书

钢套箱围堰设计方案技术说明书一、工程概况本项目针对某跨江（河）桥梁承台施工需求，承台位于水深3~5米的水域，地质以粉质黏土及砂层为主，河床面起伏较小。为实现承台干地施工条件，拟采用双壁钢套箱围堰作为临时挡水结构，其平面尺寸需满足承台施工操作空间及止水要求，高度需覆盖水深、封底混凝土厚度及施工操作层高度。二、设计依据1.规范标准：《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）、《钢结构设计标准》（GB____-2017）、《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JGJ276-2012）；2.工程资料：工程地质勘察报告、桥梁承台设计图纸、水文观测资料（水位变幅、流速、冲刷深度等）；3.现场条件：施工水域通航要求、周边既有建（构）筑物分布、吊装及运输设备能力。三、结构设计（一）结构形式与尺寸采用双壁钢套箱，由壁板、水平支撑、竖向支撑、刃脚及底板组成。双壁间设隔舱，可通过注水/排水调节浮力，便于下沉与定位。平面尺寸：承台平面尺寸为*10m×8m*，钢套箱平面尺寸单侧外放0.5m（含止水及操作空间），总尺寸为*11m×9m*；高度设计：设计高度=水深（取最大值5m）+封底混凝土厚度（1.5m）+施工操作高度（1.0m）=7.5m；壁板厚度：外侧壁板厚8mm，内侧壁板厚6mm，双壁间距0.5m，隔舱板厚5mm，间距2m（沿周长及高度方向）。（二）受力分析1.浮力计算：双壁钢套箱总排水体积（含隔舱）为11m×9m×7.5m=742.5m³，浮力需平衡结构自重（约80t）、封底混凝土重量（11m×9m×1.5m×2.5t/m³≈371t）、施工荷载（按50t计）及水压力/土压力；2.水压力/土压力：按最不利水位（设计洪水位）计算，水压力强度为*γ水×h*（γ水为水重度，h为水深），土压力按主动土压力公式计算（砂层内摩擦角取30°）；3.结构强度：壁板、支撑按受弯、受压构件验算，焊缝按《钢结构设计标准》验算抗拉、抗剪强度，确保在浮力、荷载及外力作用下无变形、开裂。（三）止水设计1.刃脚止水：刃脚采用“倒梯形”结构，嵌入河床粉质黏土层0.5m（或砂层时采用砂袋预压封底），刃脚底部设20mm厚止水钢板，与河床面密贴；2.壁板接缝止水：壁板分块拼装时，接缝处设橡胶止水带（宽30mm，厚5mm），外侧满焊止水钢板（宽100mm，厚6mm）；3.隔舱止水：双壁隔舱间采用防水焊条焊接，确保注水/排水时无渗漏。四、材料选用1.钢材：壁板、支撑、刃脚采用Q355B钢材，焊条选用E50系列（与母材匹配）；2.防腐处理：钢套箱内外壁采用环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+聚氨酯面漆，总干膜厚度≥200μm，水下部分增加一道沥青漆防腐；3.止水材料：橡胶止水带（氯丁橡胶，硬度60±5ShoreA）、止水钢板（Q235B，表面镀锌处理）。五、施工工艺（一）钢套箱预制1.分块制作：壁板按设计分块（每块重≤5t，便于吊装），在工厂采用数控切割、组焊，严控平面度（≤3mm/m）、垂直度（≤2mm/m）；2.拼装检验：现场设置拼装胎架，按“先底板、后壁板、再支撑”顺序拼装，焊缝经UT（超声波探伤）检测，合格率100%。（二）浮运与下沉1.浮运准备：钢套箱拼装后，向隔舱注水至吃水深度2m，利用拖轮浮运至墩位；2.定位下沉：采用“全站仪+水尺”双控定位，偏差≤5cm；通过隔舱分级注水（每次注水量≤总浮力的10%），缓慢下沉，同步调整水平度（偏差≤1/1000）；3.刃脚着床：下沉至刃脚距河床面0.5m时，停止注水，采用砂袋预压（或直接下沉）使刃脚嵌入土层，完成初步止水。（三）封底混凝土施工1.垫层处理：采用导管法浇筑C20素混凝土垫层（厚0.3m），封闭河床渗水通道；2.封底浇筑：浇筑C30水下混凝土（厚1.5m），导管间距≤3m，首批混凝土方量满足导管埋深≥1m，浇筑过程连续，确保密实度。（四）抽水与承台施工1.抽水检验：封底混凝土强度达100%后，分级抽水（每次抽水量≤总水量的20%），同步检查壁板、焊缝渗漏情况，必要时采用环氧树脂封堵；2.承台施工：抽水后绑扎承台钢筋、安装模板，浇筑C35混凝土，养护至设计强度。（五）钢套箱拆除承台施工完成后，采用“割除支撑→注水浮起→浮运至岸边→拆解回收”的顺序拆除，避免损伤承台混凝土。六、质量控制要点1.材料检验：钢材、焊条、止水材料需提供出厂合格证及复检报告，合格率100%；2.加工精度：壁板分块尺寸偏差≤±2mm，焊缝余高≤3mm，无咬边、气孔；3.下沉偏差：平面位置偏差≤5cm，垂直度偏差≤1/1000，刃脚入土深度偏差≤±10cm；4.混凝土质量：封底混凝土坍落度180~220mm，试块强度满足设计要求，抗渗等级≥P8。七、安全与环保措施（一）安全措施1.水上作业：作业人员穿救生衣，设置安全绳、救生圈，严禁酒后作业；2.吊装作业：起重机荷载率≤80%，设专人指挥，吊装区拉设警戒线；3.防坍塌/漏水：下沉时监测水平度，抽水时备足堵漏材料（速凝水泥、棉絮），遇险情立即停止作业并回灌。（二）环保要求1.废弃物处理：施工垃圾集中回收，严禁抛入水域；2.油污控制：机械维修区设接油盘，废油交由专业单位处理；3.噪声控制：选用低噪声设备，夜间施工（22:00~6:00）需审批，噪声≤55dB。八、应急预案1.钢套箱倾斜：立即停止下沉，向高位隔舱注水、低位隔舱排水，同步采用千斤顶纠偏；2.壁板渗漏：小渗漏采用棉絮+速凝水泥封堵，大渗漏采用“钢板+螺栓”压封，必要时回灌复压；3.台风预警：收到台风预警后，停止作业，钢套箱注满水（降低浮力），锚定装置加固，人员撤离至安全区。