钢围堰施工工艺标准化 - 钢板（管）桩围堰施工

1.1主要内容 1.2适用范围 2概述 2.1围堰概述 2.2钢围堰选用及施工工艺调研 2.3钢围堰类型及适用条件 3一般要求 3.1技术要求 3.2施工测量及监控要求 3.3质量控制标准 4-3.3.1钢板桩围堰质量控制标准 3.3.2钢管桩围堰质量控制标准 3.3.3钢套箱围堰质量控制标准 4-3.3.4钢吊箱围堰质量控制标准 3.4安全、环保要求 3.4.1安全要求 3.4.2环保要求 4施工工艺 7-4.1钢板(管)桩围堰施工 4.2钢套箱围堰施工 4.2.2双壁钢围堰施工 4.2.3单壁钢围堰施工 42-4.3钢吊箱围堰施工 48-4.3.2双壁钢吊箱围堰施工 49- 64- 本施工工艺标准化项目针对钢围堰结构形式的不同，划分为钢板桩围堰、钢管桩围堰、钢套箱围堰、钢吊箱围堰四个部分。其中钢板桩围堰和钢管桩围堰施工较为简单且类似，重点写一种钢板桩常见的工艺，钢管桩围堰施工部分着重写与钢板桩围堰施工工艺不同之处。钢套箱围堰和钢吊箱围堰施工较为复杂且施工方式多样化，首先将钢套箱和钢吊箱根据侧壁形式不同分为单壁、双壁围堰，然后对应单、双壁围堰分别进行不同施工工艺的叙述。本施工工艺标准化为企业内部标准，适用于一般桥梁钢围堰施工。本施工工艺标准化未提及内容应按相应的国家和行业标准、规范及图纸规定施行。桥梁围堰是为修建桥梁基础(承台、墩(塔)身)等而修建的一种临时性挡水围护结构，其作用是阻止水及沙土等进入结构物的修建位置；部分钢围堰内壁可兼做承台施工模板，一般在用完后拆除；个别作为永久性防撞设施。桥墩承台、墩(塔)身的施工围堰常采用的方式有：钢板桩(钢管桩)围堰、钢套箱围堰、钢吊箱围堰、筑岛围堰(土石围堰、土袋围堰)、混凝土围堰等。目前筑岛围堰和混凝土围堰应用较少，本标准化工艺只针对钢围堰进行工艺总结和编写。每种围堰都有各自的特点和适用条件，因此需根据工程水文、地质、工期以及设备等情况进行比选确定。通过对局内外部分项目钢围堰进行调研，各种类型围堰施工典型照片见图2.2-1～2.2-6。相关项目采用钢板桩(钢管桩)围堰见表2.2-1,采用钢套箱围堰及施工工艺见表2.2-2,采用钢吊箱围堰及施工工艺见表2.2-3。77墩滩涂区二航局五公司8厦漳跨海大桥浅水区二航局二公司9马鞍山长江公浅水区围堰二公局年哑铃型大桥局两个承台加系梁浅水区二航局二公司益阳大桥10#浅水区二航局五公司1圆形承台深水区大桥局1957年2墩哑铃型部二航局五公司3矩形低桩承台二航局五公司4二航局五公司5矩形高桩承台浅水区有底钢管围堰二公局6桥南岸滩涂区承台圆形承台滩涂区中铁十九局通车时间1浅现场拼、吊浮吊/钢护筒二航局1999年2芜湖长江大桥10#主塔圆柱形承台粗砂、细沙、粉细砂(27m)导向船、定中铁大桥局3圆柱形承台无覆盖层异形双壁钢二航局五公司4福元路湘江大桥19#主墩矩形低桩承台粗砂、细沙、粉细砂(1m)单壁钢套箱浮吊/钢护筒二航局五公司5圆柱形承台现场拼、吊浮吊/钢护筒二航局四公司6中塔圆端形细砂(16.2~细砂+重锚中铁大桥局7塔无覆盖层高低刃脚异型双壁钢套箱中交路桥8类矩形低桩承台二航局五公司9类矩形低桩承台无覆盖层二航局五公司六边形高桩承台浅0m×12.5m二航局五公司矩形承台土层(厚)临时定位卡槽二航局圆端形细砂(厚)中铁大桥局表2.2-3钢吊箱围堰调研1圆柱形承台现场拼、吊浮吊/钢护筒二航局二公司2哑铃形吊箱现场拼、吊二航局二公司体系3苏通长江公路大桥5现场拼、吊二公局体系4矩形承台中铁大桥局59.1m浮吊/钢护筒二航局二公司6二航局五公司7武汉二七长江大桥中粉细砂层(易冲刷)0中铁大桥局8圆端形中铁大桥局9塔哑铃形(2m)粉细砂二航局四公司中塔中铁大桥局哑铃型，承台加系梁浮吊/钢护筒二航局五公司中铁大桥局泉州湾跨海大桥3#、现场拼、吊浮吊/钢护筒二航局四公司钢围堰类型及适用条件见表2.3-1。覆盖层陆上或覆盖层较厚的用于河床为砂类土、粘性土、碎(卵)石类土和风化岩等水中高位于河床内或略高河床存在较厚的软弱水流条件可适用于较大流速，大于2m/s可适用于较大流速，大于2m/s水深宜控制在10m以内水深宜控制在15m以内水深宜控制在40m以内一般较少用钢量介于钢板桩围之间相比钢板桩围堰，用相比钢板桩围堰，用试用的构筑物并根据水位或基坑深并根据水位或基坑深度、基础平面形状、水深情况选择圆形、围堰下沉速度、下沉外形可根据水流速形；单壁、双壁结构的选择，应根据水压差及支撑情况确定制造难度制作简单，难度较小围堰和套箱、吊箱围堰之间3一般要求(1)应充分做好现场调查工作，对钢围堰结构形式充分进行比选，根据承台的结构特点、水文、地质和施工条件等因素确定合理的围堰结构形式。(2)施工前应委托具备相关设计资质的设计院进行专项设计，出具正式设计图纸及对应计算文件；主要施工步骤应进行计算或验算，确保各项参数符合要求，为施工提供技术支持。钢围堰应进行专门设计，其强度、刚度及结构稳定性，定位系统、使用期限等应满足施工要求，围堰高度需考虑涨潮与波浪对承台、墩身施工的影响。钢套箱和钢吊箱围堰的制作，应按设计要求在工厂或现场加工，其分节分块的大小应按工地吊装、移运能力确定。(3)按照中国交建、中交二航局技术管理要求以及施工业主的管理要求，在施工前编制专项施工技术方案和安全专项施工方案，并按程序上报、审查，需要时组织召开专家论证会。(4)当施工工艺发生变化时，应经设计单位、监控单位确认后方可进行变更实施。(5)所有临时设施、临时结构、施工设备使用前均须进行专门验收，验收通过后方可投入使用。(6)施工总体部署：①科学合理编排施工进度计划，确保围堰、桩基及施工平台等施工工序顺利衔接；②施工资源(工、料、机)及时准备完善。③如果钢围堰采用长距离浮运方式运输时，应提前规划好运输路线，确保沿线水深及桥梁净空满足要求。(1)钢板桩(钢管桩)施工测量要求①钢板桩(钢管桩)插打前，在定位桩(或桩基钢护筒)上焊装牛腿，牛腿上测量定出围堰内外框线，沿着内外框线安装导向圈梁。钢板桩(钢管桩)顺导向架下插。②钢板桩(钢管桩)插打前需进行放线，保证桩头就位准确、垂直，沉桩过程中，随时检测，发现倾斜及时调整。(2)钢套箱(钢吊箱)施工测量要求①施工前实测河床高程，对影响钢围堰下放、安装的局部河床或其它障碍物及时清除或抛石加固。②桩基施工完毕后用全站仪测出各护筒的中心坐标及护筒垂直度，计算出承台中心和各护筒中心及承台对角线的方位角及距离，利用计算出的方位角和距离将各护筒中心转换到吊箱底板上，进行底板开孔设计。③钢套箱(钢吊箱)的定位采用全站仪放出围堰对角线的方位角及角点到承台中心的距离，据此进行调整定位。④围堰接高时，在底节顶面定出测量基准面并确定中心点，保证顺直接高围堰，并以此基准面和中心线为准进行结构尺寸的测量控制，拼装接高上节围堰单元体。(3)钢围堰施工监控要求①围堰结构垂直度、平面位置监控：汛期期间，应监测围堰的平面坐标，以作出相应、及时的调整措施，保证围堰安全度汛。②围堰变形监控：围堰在各施工阶段将在外部水压力(包括静水压力、动水压力以及波浪力)、土压力的共同作用下，产生一定的变形，施工过程中应监控结构的变形，按照理论计算的临界变形进行变形控制可以起到结构安全预警的作用。③围堰应力监控：围堰在各施工阶段将在外部水压力(包括静水压力、动水压力以及波浪力)、土压力的共同作用下，各构件将产生一定的应力，按照理论计算的构件应力与实测应力进行对比，可以有效的起到结构安全预警作用。④外部水位监控：钢围堰各施工阶段应严格监控外部水位，当水位超出理论计算的最高或最低控制水位时，应及时采取处理措施。3.3.1钢板桩围堰质量控制标准(1)桩尖高程符合施工设计要求；(2)经过整修或焊接的钢板桩应做锁口通过试验；(3)钢板桩接长时，应采取等强度焊接接长，相邻钢板桩接头上下错开2m以上；(4)合龙时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%;(5)到达设计高程后的倾斜度不应大于2%。(1)制作钢管桩的材料应符合设计要求，并应有出厂合格证明和质量检验报告。钢管桩的分节长度应满足桩架的有效高度、制作场地要求、运输与装卸能力等要求；(2)钢管桩可采用成品钢管或自制钢管，焊接钢管的制作工艺应符合相应标准规范的规定。对焊接钢管的管节制作，管节外形尺寸的允许偏差应符合表3.3-1的规定。管节对口拼装时，相邻管节的焊接应错开1/8周长以上，相邻管节的管径允许偏差应符合表3.3-2的规定。允许偏差(mm)±0.5%周长，且不大于10管端椭圆度0.5%D,且不大于5管端平整度2小于0.5%D,且不大于4相邻管节管径允许偏差(mm)(3)钢管桩成品外形尺寸的允许偏差应符合表3.3-3的项目允许偏差(mm)(1)围堰底面平均高程符合设计要求；(2)内外壁板及隔舱板的焊缝应进行抗渗透试验；(3)上下隔舱板对齐，各相邻水平环形板对齐；上下竖向肋角应与水平环形板焊牢。(4)钢套箱围堰拼装及就位允许偏差和检验方法见表3.3-4。3.3.4钢吊箱围堰质量控制标准(1)箱体高程符合设计要求；(2)围堰支撑体系应满足吊装整体钢围堰和浇筑承台、封底混凝土的整体受力要求；(3)吊箱围堰底板、边板和封板的接缝应有可靠的防漏水措施。(4)钢吊箱围堰拼装及就位允许偏差和检验方法见表3.3-4。项目1内侧平面尺寸2尺量上、下口345围堰平面扭角6围堰倾斜度7围堰轴线偏位(1)钢板桩围堰施工安全①采用钢板桩围堰时，应视土质、围堰深度、涌水情况，逐节支撑，施工时经常检查打桩机、钢板桩的稳定牢固状况；遇有流沙、涌沙或支撑变形等异常情况，应停止挖掘，并立即撤出作业人员。②插打钢板桩围堰前，应对打桩机、卷扬机及其配套机具设备、设施全面检查，经试验、鉴定符合安全要求的前提下才能施工。③使用钢板桩围堰时，要根据施工条件和安全要求及水深、地质等情况适当选择桩长，确定④钢板桩起吊应有专人指挥，桩顶作业，应挂吊篮、爬梯，作业人员必须系好安全带、戴安⑤插打钢板桩，应从上游一次对称向下游插打。如因吊机高度不足，可改变吊点位置，在转换吊点时，必须先挂后换，新的吊点受力并确定牢固，才能拆除原吊点。⑥钢板桩插进锁口后，因锁口阻力不能插放到位而需用桩锤压插时，应控制桩锤下落兴城，防止桩锤随钢板桩突然下滑。(2)钢套箱围堰施工安全①套箱的结构及形式应按设计制造，并经检查验收合格后方可交付使用；钢套箱的组装，应按施工组织设计进行，制定安全技术措施，进行安全技术交底。②拖船牵引浮运钢套箱时，应征得港航监管部门同意，在充分了解航道水深、流速等情况后，制定拖船牵引方案。多只拖船牵引浮运大型物件时，应配备通信器材，统一指挥。③套箱采取船只辅助定位时，应先将定位船、导向船(或其他导向设施)就位。抛锚地点应设置浮标，在抛锚定位后，应经常检查锚绳、锚链及锚碇设施情况，防止来往船只及流水、漂流物等的碰撞以及洪水冲击等；两船之间的通道及连接梁上，应铺设人行道板和栏杆。④沉浮式双壁钢套箱应具备拼拆、注水下沉、排水上浮等性能。注水下沉或排水上浮时，应对称均衡施工，防止产生过大倾斜；施工要经过周密设计计算，必要时，应先试验成功后，方可实施。⑤钢套箱拆除，应按施工组织设计规定的程序进行。拆除时，应有安全防护设施。拆下的铁件、螺栓、杆件等，应吊放在指定地点，不得从高处向下抛掷。(1)一般规定①钢围堰施工过程中应严格遵守国家有关环境保护的法律、法规及规定，建立环境保护责任制度，防止或减少油污、噪声、废弃物、光污染等对人和环境的危害。②环境保护以保护优先、预防为主、综合治理、公众参与、损害担责为基本原则，依照法律法规的规定，做好风险控制、应急预案及处置工作。(2)环保措施①施工设备应定期检查，确保无油污泄漏，严禁向施工水域排放废油、残油、有害重金属及可溶性剧毒废渣。集中收集和处置生产生活中产生的污水、废水，严禁向施工水域直接排放，经沉淀处理达到排放标准和有关部门许可后方可排放。②施工现场场界噪声排放应符合国家标准的有关规定，优先采用低噪声、低振动的设备，强噪声设备宜设在远离居住区的一侧，并采取隔声、吸声材料搭设防护棚或屏障。施工中确需进行夜间施工时，应加强噪声控制。③施工现场应对强光作业和照明灯具采取遮挡措施，减少对人和周边环境产生不利影响。④固体废弃物应分类收集处置，严禁向施工水域抛撒或岸边掩埋，施工现场可配备垃圾桶或垃圾箱，必要时可设垃圾转运站。4.1钢板(管)桩围堰施工垫层或封底混凝土浇筑、基坑抽水与围檫安装、围堰监测维护及拆除等工序。(3)工艺流程框图4.1.1钢板桩围堰施工(1)结构概述板桩围堰主要由钢板桩、围檩(纵、横向支撑，必要时加斜支撑)或拉锚等组成。其中单排钢板桩围堰通常由钢板桩、内支撑或拉锚等组成，双排钢板桩围堰由两排平行的钢板桩通过一道或多道围檩和拉杆组成，两排钢板桩之间的空隙一般用粒状材料填充，钢板桩起防水、挡土及水下封底混凝土模板的作用，围檩或拉锚起支撑作用。图4.1.1-1U型钢板桩(施工平台安装等)水下毒底灌凝王浇筑围堰及围檩拆除图4.1.1-2水上钢板桩围堰施工工艺流程图(2)工艺概述钢板桩的打设在围堰抽水前完成，围檫安装与围堰抽水和基坑开挖交替进行，整个围堰结构需要等主体结构施工完成后，在许可的条件下才可将钢板桩围堰拔除才算完全结束。作业内容主要包括：平台搭设或场地平整、导向架安装、钢板桩插打、基坑开挖或水下吸泥、施工准备施工准备导向染制作钢板桩进场并验收描打铭板械直龚合龙围堰、围檩及内支撑拆除(1)功能需求钢板桩围堰的作用是将施工区域与外面的土和水隔离开来，钢板桩围堰设计时需考虑以下功能需求：①控制渗入围堰内的水量；②围堰大小必须合适，需满足施工期间施工人员和设备操作空间；③支撑系统布置需与主体结构施工相结合，尽可能减少对主体结构施工的干扰；④钢板桩围堰必须能够承受各种荷载；⑤在整个施工期间保证围堰的稳定性，防止围堰隆起、流沙或管涌现象产生；⑥围堰在使用完成后能最大限度地进行回收和重复利用。(2)设计思路钢板桩围堰是基础施工的重要临时结构，其结构形式和施工质量直接影响整个基础施工期间安全，在对钢板桩围堰进行设计时需考虑多方面因素，设计前必须进行充分调研，确定土质参数、地下水压力、荷载组合以及适于承载力极限状态的几何条件以便进行各种状态设计和验算。(3)主要结构形式钢板桩围堰结构有两种基本类型，最常见的是单排钢板桩围堰，水深和流速较大时可采用双排钢板桩围堰。图4.1.1-4单排钢板桩围堰图4.1.1-5双排钢板桩围堰钢板桩围堰平面形式一般有：圆形、矩形、圆端形等，其中圆形围堰受力最理想，支撑结构较为简单，但占河床面积大，增加河道通航困难；矩形围堰占河道面积较少，但受水流冲击力较大；圆端形围堰占河道面积较少，受水流冲击力较小，但支撑结构较为复杂；施工中需结合具体情况进行选用。围檀内支掉钢板桩图4.1.1-6矩形钢板桩围堰平面及立面图钢板桩(钢管桩)沉桩机械设备种类繁多且应用均较为广泛，沉桩机械及工艺的确定受钢板桩特性、地质条件、场地条件、桩锤能量、锤击数、锤击应力、是否需要拔桩等因素影响，在施工中需要综合考虑上述多种因素，以选择既经济又安全的沉桩机械，同时又能确保施工的效率。常用的沉桩施工设备很多，按照打入方式的不同可分为下述几种：冲击打入机械、振动打入机械、振动冲击打入机械、静力压入机械。①冲击打入机械：有自由落锤，蒸汽锤、空气锤、液压锤、柴油锤等；②振动打入机械：这类机械既可用于打桩还可用于拔桩，常用的是振动打拔桩锤：③振动冲击打桩机械：这种机械是在振动打桩机的机体与夹具间设置冲击机构，在激振机产生上下振动的同时，产生冲击力，使施工效率大大提高。④静力压入机械：靠静力将板桩压入土中，常用液压机压桩机及钢索卷扬机压桩机。各种沉桩方法照片见图4.1.1-9～4.1.1-12。表4.1.1-1给出了常用各种打桩机的适用情况，供选型时参考。除小型钢板除小型钢除小型钢板不适宜不适宜可以土不适宜可以可以可以可以不可以不可以不适宜高高小大大小大无大小快快慢费用高高低高其它优点燃料费用单力打拔都可以打拔都可以缺点软土启动溅烟雾较多瞬时电流较大，需大容量变压器只适用于直振动法在钢板桩插打和拔出中应用最为广泛，其中打拔桩机配合振动锤特点为操作灵活，振动频率高、振幅小，打拔桩速度快，适用于较短钢板桩打拔，履带吊配合振动锤特点为操作半径大，适用于超长钢板桩打拔。本标准化沉桩方法主要选择为振动法沉桩。按照打桩顺序的不同可分为下述几种：单独打入法、屏风式打入法、围檩打桩法等。①单独打入法：从钢板桩围堰的一角开始，逐块打设，直到工程结束。②屏风式打入法：将10~20根钢板桩成排插入导架内，使之成屏风状，然后分批次施打，施打时先将屏风墙两端的钢板桩打至设计标高或者一定深度，成为定位桩，然后在中间按顺序分1/3、1/2板桩高度呈阶梯状打入。③围檫打桩法：在地面上一定高度处离轴线一定距离，先筑起单层或双层围檩架，而后将钢板桩依次在围檩中全部插好，待四角封闭合拢后，再逐渐按阶梯状将钢板桩逐块打至设计标高。表4.1.1-2给出了打桩顺序的优缺点及适用情况，供选型时参考。1法助支架。小的钢板桩围堰施工2防止钢板桩过大的倾斜误差积累，且施工完后常用于需要进行合龙的钢板桩围堰3围檩打桩法能保证钢板桩墙的平面4.1.1.2.4围檩及内支撑安装顺序选择围堰围檫及内支撑安装顺序一般为抽水逐层安装，特殊情况下也可采用水下安装法施工。(1)抽水逐层安装法围堰第一道围檩一般在钢板桩插打前安装完毕作为导向架的一部分，待钢板桩插打合龙后，安装完成第一道内支撑，抽水至第二道围檩下侧，安装第二道围檩及内支撑，待和钢板桩连接牢固后，继续抽水进行下一道围檫及内支撑的安装，直至所有围檩及内支撑全部安装完毕。(2)水下安装法围檩及内支撑在特殊情况下也可采用水下安装法。安装顺序为：在围堰顶口拼装平台上组拼倒数第一道(最底层)围檩及内支撑；组拼完毕后，利用起吊设备将该道内支撑整体下放入水直至设计高程，搁置钢护筒牛腿上；在改成围檫上设置若干钢管支撑用于支撑上侧围檩，然后用同样方法依次下放后续围檩及内支撑，直至全部安装完毕，继而按照正常工艺插打钢板桩围堰，本方法的优点是围檩及内支撑可整体安装下放并作为钢板桩下放导向架的一部分，可提高工效并节省导向架制作成本。目前大部分工程均采用第一种方法进行内支撑安装，因此本标准化主要介绍抽水逐层安装法施工。(1)施工步骤钢板桩围堰施工步骤见图4.1.1-13。步骤四：基坑清理及封底混凝土施工步骤四：基坑清理及封底混凝土施工下封底混凝土浇筑。1、后场加工围檩及内支撑；1、承台分层(整体)浇筑并进行内支撑体系转换；2、在许可的条件下拆除钢板桩围堰。(2)施工要点说明1、钢板桩的检验；2、钢板桩堆放、接长(如有需要);3、钢板桩锁口润滑及防渗设置；转。步骤二：设置导向架1、在后场进行导向架加工；1、按照预定的施工顺序进场插打钢板项目前的准备工作开挖、水下爆破工艺进行开挖等，施工前根据需面是否平整，并绘制测量地形图，最后派潜水工潜装密贴合，空隙处应采用钢板或木块抄垫；面位置及高程，内支撑系统宜在同一水平面上；除形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移、抽水深度的控制等；2、严格控制钢板桩围堰四周的水位及荷载；上报并作加固处理，情况较严重时，要求施工人员撤离现场；板桩围堰的稳定及安全时，应及时采取有效处理措施；行内支撑体系转换然后再拆除原有内支撑体系，保证围堰支护结构稳定；行往下施打少许，再往上拨，如此反复将桩拔应满足上述技术要求，否则在打设前应予以矫正；场地进行处理；小于2m;涂抹黄油混合物油膏；导向架可采用围檩，也可单独加工；和垂直度，保证整个钢板桩围堰内钢支撑的施工顺利；3、导向架具有足够的强度和刚度，保证钢板桩插打时不发生较大变1、第一、二根钢板桩打入：钢板桩位，确保垂直)至设计标高；②打设位置和方向要确保精度，以起到样板的作用。每完成1米测量校正1次，确保钢板桩的垂直度和位置；③钢板桩施打完毕后，即与导向架焊接牢固；板桩锁口，然后用振动锤振动下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁；实际切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性；合龙段缝隙过大；4、插打钢板桩要充分采取止水措施，以防钢板桩围堰大量漏水；5、插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合龙”的原则。项目的准备工作1、操作人员(电工、起重工)必须经过有关部门的培训，考试合格取得操作证后方可持证上岗；应在机械设备运行前，按运行规定进行安全检查，防止设备带故障运行；戴好安全防护用品；如：安全帽、救生衣、高空作业系好安全带等。间河道作业区域布置警示照明灯，防止施工作业人员落水发生事故。围堰施工必须离开起吊范围；禁止所有人员停留，以免振动锤上面附件掉落，造成伤亡；件，确保围檩与板桩密贴牢靠，不得有缝隙；主体结构施工意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物；人员安全时要立即撤出；专人管理水上交通，引导过往船只。堰顶有红灯等标志，避免船只碰撞；4、施工过程中要加强对施工现场危险点的监护和定期检查。取加固措施；瞬间释放、钢板桩突然内挤造成人员伤害；7、拔桩时密切注意吊机大臂的状态，吊机旋转半径内严禁站人；以免影响船只通航，造成事故。对公司内3个项目钢板桩围堰施工资源配置及生产效率进行调研，以供参考。铺前大桥34#主墩：钢板桩采用SP-IV型拉森钢板桩，钢板桩单根长度18m,设单层围囹，围囹采用2HN400×200型钢，围囹标高0.5m。钢管内支撑由φ630×8、φ1000×10螺旋焊管组成。钢板桩顶标高为+3m,底标高为-15m。内轮廓尺寸为承台尺寸四边外扩1.5m,尺寸为寸为承台尺寸四边外扩1.5m,为46m×19.2m。钢板桩单根长24m,入土深度11m,内设三道钢其劳动力、机械设备、措施材料及工期组织分别如下。4.1.1.4.1主要劳动力配置现场主要人员主要包现场管理人员、机械操作手、电焊工、电工、普工等工种。主要劳动力配置见表表表4.1.1-5。111121113技术员2124112施工组织安排及现场劳动力调配5111621271118安全员321222电焊工446内支撑加工、安装焊接吊装工人222电工111电气操作、线路维护检查潜水员2225454.1.1.4.2主要机械设备配置现场主要机械设备包含起重设备、运输设备、沉桩设备、型钢切割焊接设备、抽水吸泥设备及测量仪器等。主要机械设备配置见表4.1.1-6。数量1台1///1///2履带吊台21//3汽车吊台1114龙门吊台1////5台/450型1450型16辆1117电焊机台434套342套//11套//1//型号型号型号套4411套//6//台111空压机台121现场主要施工措施包含钢板桩、型钢、钢管等。主要施工措施材料计划见表表表4.1.1-7。单位1t2围檩t3内支撑t中100084t5其它(加t/已计入内支撑已计入内支撑钢板桩围堰施工主要包含施工准备及导向安装、钢板桩插打及固定、内支撑安装、围堰内支撑拆除、钢板桩拔除等，具体组成见表表4.1.1-8。工期(天)131防腐涂装213内支撑安装3514内支撑拆除2555注：本施工效率不包含平台调整或拆除、抽水或吸泥等过程。孤石时，锁口钢管桩围堰比较合适。锁口钢管桩围堰的主要特点有：(1)施工速度快，制作、加工、安装下沉方便灵活，工艺简单，所需设备少；(2)截面强度、刚度大，支撑简单方便，具有可靠的结构稳定性和作业方便性；(3)材料可重复利用，经济、使用。钢管桩(锁口钢管桩)围堰主要由支护钢管桩、锁口、水平支撑系统及封底混凝土组成。根据是否需要防水功能，可分为锁口与不锁口(平行)两种。锁口钢管桩为在任意两根钢管桩之间采取联结措施，起横向联结又起止水作用，锁口钢管桩截面见图4.1.2-1。平行钢管桩为每根钢管桩互相独立，不与联结，无止水作用。由于锁口钢管桩围堰应用较为广泛，且基本上包含平行钢管桩内容，本标准化重点叙述锁口钢管桩围堰。锁口钢管桩围堰主要应用于一般基础工程或桥梁工程基础围护结构施工，适用于深水或深基坑，流速较大的砂类土、黏性土、碎石土及风化岩等河床，尤其在水下的土层中有障碍物、密集4.1.2.2锁口钢管桩围堰设计(1)平面布置形式围堰结构平面布置主要与钻孔桩护筒、承台与墩柱等布置相结合，平面布置形式有圆形、多边形和圆端形等，常用结构布置形式见图4.1.2-3。图4.1.2-3钢管桩围堰平面布置图(2)锁口钢管桩围堰锁口与支护设计依据对围堰侧压力、抗倾覆稳定性、管桩的弯矩和支撑反力的计算结果，进行锁口样式设计。通常的锁口形式有：钢轨与槽钢的接口形式，槽钢与工字钢的接口形式等，锁口构造见图4.1.2-4。支护结构选择钢管桩，水平设置内支撑，水平支撑与钢管桩之间采用工字钢或槽钢作为分配梁连接。根据现场施工设备，钢管桩可选用单根或多根组合形式(见图4.1.2-5),单根或单组两侧分别焊接公、母扣。锁口材料尺寸及规格根据计算确定。a)单根形式；b)多根组合形式图4.1.2-8钢管桩对位图4.1.2-9钢管桩振沉(3)锁口钢管桩围堰止水设计4.1.2.3锁口钢管桩围堰施工锁口钢管桩围堰施工包含钢管桩的加工、拼装，打桩设备选择，导向架安装，下沉锁口钢管桩，围檩安装，锁口止水，基坑抽水与开挖，封底混凝土施工，围堰监测及围堰拆除。典型的施锁口钢管桩围堰施工方法基本与钢板桩围堰相同，具体操作方法可参见“4.1.1钢板桩围堰(1)钢套箱围堰分类及适用范围钢套箱围堰是利用角钢、工字钢或槽钢等刚性杆件与钢板施焊连接，按照承台的结构型式加工制成，具有可靠的整体性和良好的防水性能，既可作为承台施工时的挡水结构，又可作为承台混凝土浇注用的模板，亦可作为防撞的主体结构；另外钢套箱还可与钻孔桩的施工平台相结合，减少平台工程量。钢套箱围堰分为单壁、双壁及单双壁组合结构形式。其中单壁钢套箱围堰适用于水深较浅，流速较小，覆盖层较薄的水中基础施工；双壁钢围堰适用于大型河流中深水基础，特别是河床覆盖层较薄(0～2m),下卧层为密实的大漂石或岩石的地质条件下的承台施工；单双壁组合形式钢套箱能充分利用各自的优势，在保证结构安全，功能齐全的前提下，也可节约大量材料，并且结构形式灵活，施工方便。图4.2.1-1矩形单壁钢套箱围堰(2)结构概述钢围堰结构一般包含堰身侧板、内支撑系统、悬吊系统及定位系统等。侧板是钢套箱水平承受静水压力、水流力、波浪力及其他水平力的受力构件，侧板构造形式可分为单壁和双壁结构。单壁形式的侧板一般分块加工成板肋形式，即面板(钢板)加背肋(工字钢或槽钢),面板与背肋之间采用焊接，侧板与侧板之间可采用螺栓连接或焊接。双壁形式侧板一般分块加工成箱型结构，内仓一般设计成桁架或隔舱式，壁板之间的水平缝和竖缝一般采用焊接，面板一般采用钢板，内仓为桁架式时一般采用型钢焊接，内仓为隔舱式一般采用焊接式T肋，为便于套箱底部顺利入泥，侧板底部设置刃脚。内支撑主要由内圈梁、十字撑及斜撑等组成，单壁围堰内圈梁一般设在壁板的内侧，双壁围堰一般可不设内圈梁，内支撑高程及层数根据水平侧压力计算确定，内圈梁和斜撑一般采用型钢拼装，圈梁之间采用焊接或栓接，十字撑一般为型钢组合件或钢管件。悬吊系统仅在钢围堰采用原位拼装法施工时才设置。悬吊系统以钢护筒为依托，主要由纵梁、横梁、吊杆及侧壁上吊耳等组成，横梁支点设置在护筒的牛腿上，其作用是将悬吊荷载传递给护筒，纵梁的作用是支撑吊杆，将吊杆传来的荷载传给横梁，吊杆上端固定在纵梁上，下端固定在侧壁吊耳上，吊杆一般采用精轧螺纹钢或钢丝绳。④定位系统由于围堰下沉入水后受流水压力作用，会发生漂移，为便于调整围堰的位置，需设置定位系统，在水流较小的情况下，可采用倒链牵引抽注水方式定位，在水流较急的情况下，可采用定位船、在护筒上焊接导向型钢进行定位。在护筒上焊接导向型钢方式采用较多，主要由导向钢板，定位器及调位千斤顶组成。4.2.1.2钢套箱(钢吊箱)围堰制造(1)结构概述钢套箱(钢吊箱)围堰侧板、底板(钢吊箱才有)一般利用角钢、工字钢或槽钢等刚性杆件与钢板施焊连接，由于围堰一般平面尺寸较大，根据围堰的受力特点及其加工、运输、拼装的方便，围堰结构设计时，沿高度和平面分为若干个单元块，分片制造，逐节在工厂完成。(2)工艺概述(3)工艺流程框图围堰制造施工工艺流程见图4.2.1-4。施工准备施工准备材料进场与检验除锈、打磨图4.2.1-4围堰制造施工工艺流程图1、钢围堰壁板分块遵循以下原则：①根据围堰结构情况、结合现场起重运输设备性能、汽车运输能力和施工栈桥通行条件，合理确定围堰分节分片数量；②壁板分块尽量避开隔舱板，满足隔舱注水要求；③在满足以上要求的同时尽量减少分块数量，以减少现场块件拼装工程量，加快块件拼装进度。钢套箱壁体分块见图4.2.1-5。壁体三壁体三壁体二壁体一2、为保证单元构件的精度，采用数控机床进行下料，为有效控制单元块体的组拼精度，设置下料和加工胎模；3、场内焊接要求：①各阶段施焊均应选择合理的焊接程序；②各类材料的品种、规格、材质均应符合设计图的要求并有材质证明或产品合格证；③焊接前应清除油污、氧化物等杂物；④焊缝坡口型式应符合技术要求，过渡性坡口需光顺平滑；⑤施焊人员应有操作证，并能按工艺技术要求熟练操作施工；⑥对焊接的焊缝进行探伤检查，重点检查壁板和环板的对接焊缝。壁板及底板采用半自动切割机精确下料，角钢采用砂轮切割机下料。下料要求：(2)单元件宽度、高度要考虑焊接收缩量，一般控制在1/1000mm。(3)下料宽度允许偏差±1mm。切割后的熔渣予以清除，焰切起始侧(切割面上缘)用砂轮倒棱，倒棱宽度0.5～2mm,对深度不大于2mm的崩坑和缺口用砂轮沿纵向修磨匀顺。(4)对深度大于2mm的崩坑、缺口等缺陷应用砂轮将缺陷处修磨成宽深比大于4的圆弧形坡口补焊，补焊后用砂轮沿纵向修磨匀。(1)壁板制作壁体的内、外壁板由若干张钢板组成，需预先拼制。拼板在平台上进行，先拼端接缝，后拼纵接缝，拼好后采用双面焊接。焊缝质量须达到《钢结构工程施工及验收规范》中规定的二级焊缝标准。为保证在拼装时的尺寸误差控制在标准范围之内，需铺设专门的焊接平台。在平台上焊接侧板单元，能够保证焊接时的变形和弧度。焊接时的胎架必须是一个刚性的固定结构来减少尺寸的误差。(2)水平框架制作水平框架：包括水平环板、斜撑、连接板等构件组成。拼装前在平台上按1:1放出框架的地样，然后按地样进行组装、焊接。(3)立体分段组装壁板立体分段组装包括内、外壁板、竖向角钢、隔舱板、水平框架、竖向加强桁架及钢箱。立体分段组装应在专用胎架上进行，组装时先将外壁板吊在胎架上定位，安装竖向角钢、吊装水平框架、隔舱板，最后吊装内壁板，组装程序：外壁板→外壁竖向角钢→水平框架→隔舱板加强板→钢箱→内壁竖向角钢→内壁板→吊耳。装配完毕后进行外壁板与水平框架的焊接，然后吊离胎架，翻身进行内壁板与水平框架的焊接。(1)焊接工艺和材料要求焊接材料：手工焊一般构件选用E4303(J422)焊条。a.焊缝应清除油污、氧化物等杂物；b.焊缝坡口型式应符合技术要求，过渡性坡口需光顺平滑。c.施焊人员应有操作证，并能按工艺技术要求熟练操作施工。②焊接程序a.各阶段施焊均应选择合理的焊接程序。b.分块焊接、总装焊接均应选用双数焊工，从中央向四周对称施焊，其焊接电流、焊接速度力求一致，以减少构件的焊接变形。③材料技术要求a.各类材料的品种、规格、材质均应符合设计图的要求并有材质证明或产品合格证。b.不具备以上要求的材料不得投入生产。(2)加工规范要求钢围堰制作材料均为Q235-B,材质应符合《普通碳素结构钢技术条件》(GB700)的规定。钢围堰制作应按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205),《钢结构工程质量检验评定标准》(GB50211)中的有关规定执行。焊缝质量应达到《钢结构工程质量检验评定标准》中规定的二级焊缝标准。(3)钢围堰加工尺寸钢围堰分块加工控制尺寸按照以下标准：壁体分块长度：+20mm壁体分块宽度：+20mm壁体厚度：+10mm沿高度方向的倾斜度：<1/1000(4)质量检验方法用超声波探伤仪对现场焊接的焊缝进行探伤检查，主要检查壁板和环板的对接焊缝；对厂里加工的焊缝进行抽检探伤，按焊缝长度的20%进行抽查。b.煤油浸透试验首先用水将白石灰调成石灰浆，均匀涂刷在焊缝一侧，等石灰浆变干后用煤油涂刷焊缝另一侧，通过看石灰浆是否被浸透变色来检查焊缝是否有穿透性小孔。主要检查现场施工的壁体焊缝和隔舱板焊缝。4.2.1.3钢套箱围堰施工工艺介绍本技术标准将钢套箱围堰按照单壁、双壁围堰区分，分别对其常用几种施工方法展开编制；因钢套箱围堰下水、运输、定位等工序施工方法较多，而接高、下沉、着床、封底等工序施工方法单一，为保证本标准编制更加全面，故在常用施工方法介绍前先分别介绍单、双壁钢围堰下水、运输及定位之不同工艺。4.2.2双壁钢围堰施工首先对双壁钢围堰下水、运输及定位常用不同工艺进行简述，然后针对目前主要采用的以下三种施工方法展开编制，双壁钢围堰三种常用施工方法如下：(2)先桩基后围堰---整体吊装法；(3)先围堰后桩基---整体浮运法；双壁钢围堰下水特指围堰采用工厂整体(分节)制作、浮运之间的一道特有施工工序。围堰常见下水方式有气囊法、滑道法、船坞法等。图4.2.2-1气囊法下水图4.2.2-2滑道法下水图4.2.2-3船坞法下水(2)双壁钢围堰运输双壁钢围堰运输分为分块运输和整体(分节)运输。围堰整体(分节)运输方式常见有拖轮拖带浮运、驳船运输、半潜驳浮运等。(3)双壁钢围堰定位围堰定位系统常见有定位船定位法、重力锚+定位船定位法、四角锚墩定位法、上下游拉墩(锚桩)系统定位法、拉靠墩定位法、钢管桩定位法等。对于钢围堰结构尺寸较小、墩位处水流流速较小的情况，钢围堰定位可通过U型管桩平台或其它简易定位方法。定位船定位系统由导向船和定位船组成，根据工程实际情况和船只数量，一般可分为1个导向船和1个定位船定位方案、2个导向船和1个定位船定位方案及2个导向船和2个定位船定位方案，有时也可采用单导向船配合栈桥平台进行定位(如沌口大桥)。导向船与定位船均为自称体系，自身稳定性及调节能力较强，以抵抗水流力、风浪力及船舶的撞击。通过定位船来抵抗围堰所承受的水流力，通过导向船来稳定和调整钢围堰，并在导向船另侧围堰上设拉缆以平衡稳定围堰。以武汉军山长江大桥6#主墩基础为例，采用了单定位船和单导向船组合的定位系统。平面布置如图4.2.2-4所示。钢围堰江侧下错缆钢围堰江侧下错缆水流方向异形钢围题016钢围堰岸侧上错缆钢围堰岸侧下殖缆水边线注：1、图上尺寸单位为米。2,0表示锚位，店线表示施工范围。图4.2.2-4定位船定位法平面布置图霍尔式铁锚，定位船边锚每侧采用2个5t霍尔式铁锚；钢围堰边锚每侧采用4个8t霍尔式铁锚，钢围堰尾锚采用2个8t霍尔式铁锚；定位船与钢围堰间用4根直径为47.5mm拉缆相连，结构布置图见图4.2.2-5。主锋图4.2.2-5重力锚+定位船定位示意图在围堰的4个对角处设置4个以钢管桩为主要承力结构的临时墩台，墩台布置距围堰一定的距离，尽量避开围堰的冲刷范围。每个墩台用缆绳分别与围堰的某角点连接，以便精确控制围堰的位置。墩台上面通过浇筑混凝土或用型钢等钢材把钢管桩连接成整体并形成操作平台，在平台上分别布置相应的滑车组、卷扬机等设施以方便调节拉缆拉力；通过拉缆拉力的调整可以调节围堰的位置。以武汉天兴洲大桥2#主墩基础围堰施工为例，四角锚墩布置方案见图4.2.2-6。上交叉检缆J2上交叉拉缆J4汉口武品上空叉拉缆J1,27.0(初定位时原标高)检增13'▽自燃河床同部冲保线图4.2.2-6钢围堰四角锚墩定位示意图④拉靠墩定位法拉靠墩定位系统由上游拉墩和下游靠墩组成，以武汉二七长江大桥3#墩基础围堰施工为例，拉靠墩定位系统结构见图4.2.2-7,拉、靠墩横桥向轴线与桥梁基础轴线一致。在拉、靠墩顶面设置卷扬机拉缆系统，上游拉墩设主拉缆和下拉缆，下游靠墩设交叉拉缆，顺桥向抛锚，设置边锚缆，缆绳一端系在钢吊箱上。下游错墩下游错墩上游错墩一原泥面5.11图4.2.2-7钢围堰拉靠墩定位法总体布置图钢管桩定位法主要是利用已施工完成的钢护筒作为支撑结构，将导向装置通过横撑等构件与钢护筒进行连接，然后将拼装完成的钢围堰通过定位装置进行导向定位并下沉到设计位置。杭州钱塘江多座桥梁处于强涌潮急流河段，在基础施工中均采用钢套(吊)箱围堰方案，其导向装置也基本相同。以钱塘江六桥(下沙大桥)为例，钢围堰下沉时利用周围的钻孔桩钢护筒作为定位下沉的导向、支撑系统，导向系统需强大有力，否则可能因刚度不够导致不能很好的导向。根据围堰结构特点，设置了两种导向装置：①、橡胶护舷下沉导向装置见图4.2.2-8;②、工字钢轨道下沉导向装置见图4.2.2-9。双壁钢围堰接高、下沉、着床、封底等工序在下列具体施工方法中进行阐述。4.2.2.1先桩基后围堰---原位拼装法(1)双壁钢围堰工艺概述：一般是在加工厂设置胎模分块制作，运至墩位，利用龙门吊、浮吊、履带吊或其它起重设备在拼装平台(安装在钢护筒上的钢牛腿)上拼装成整体或首节段，通过设置在钢护筒顶的千斤顶整体下放至自浮状态，后利用导向装置注水或其它措施吸泥下沉至设计标高，或边接高(分块或整体)边下沉至设计标高。对于无需吸泥的情况，下放前应整平泥面或直接开挖至围堰底标高。然后进行围堰内清基、封底、抽水，待主体结构施工完成后拆除围(2)工艺流程框图先桩基后围堰法---原位拼装法施工工艺流程框图见图4.2.2.1-1。图4.2.2.1-1先桩基后围堰---原位拼装法施工工艺流程图(1)功能需求钢套箱围堰施工一般是一个复杂长期的过程，从后场制造到最终承台施工完成，往往经历数月，在这段时间内，钢套箱围堰的支撑条件和周围水文条件均有较大变化，钢套箱围堰设计时需考虑以下功能需求：①根据具体水文地质和承台尺寸等情况确定围堰结构形式(单壁、双壁或单双壁组合式钢套箱围堰),可与承台模板、承台防撞套箱一体化考虑；同时钢围堰应具有足够的强度和刚度，在施工过程中确保构件不产生较大的变形和强度破坏。②围堰大小必须合适，需满足施工期间施工人员和设备操作空间；③根据围堰所处时期，分别对其进行结构验收，确保每一种最不利受力工况下均处于安全状④支撑系统布置需与主体结构施工相结合，尽可能减少对主体结构施工的干扰。⑤钢套箱围堰的分节分块要符合钢结构加工厂的制造设备、运输条件和工地安装起吊能力、施工工艺要求等条件。进行回收和重复利用。(2)设计思路钢套箱围堰是基础施工的重要临时结构，其结构形式和施工质量直接影响整个基础施工期间安全，在对钢套箱围堰进行设计时需考虑多方面因素，设计前必须进行充分调研，确定设计水位、水流速、波浪高、风力等设计条件，确定所采用的计算工况、计算内容和边界条件，以及适于承载力极限状态的几何条件以便进行各种状态设计和验算。另外还要综合考虑钢围堰的墩位地形、运输方式、浮吊起重能力、下沉施工工艺等因素，使其满足施工要求。钢围堰原位拼装法施工主要设备包含运输、拼装起重及下放设备等。(1)运输设备围堰经检验、试拼合格后经水运或陆运至墩位处，一般有运输车和运输船。(2)拼装设备拼装起重设备主要包含龙门吊、汽车吊、履带吊、浮吊，一般根据单块最大重量进行选择。(3)下放设备围堰下放设备可采用连续千斤顶或一般千斤顶，根据钢围堰重量及各吊点的荷载值，通过计算确定提升千斤顶和钢绞线或精轧螺纹钢型号及数量。(1)拼装平台首节钢围堰拼装前，在周边的每个钢护筒外侧设拼装平台，平台所用型钢尺寸应通过计算确定，拼装平台与套箱壁板主梁铅垂，长度超过底板侧壁外75cm以上，为了保证底板正常施工，拼装平台一般设置在常水位以上1.5m处。另外为了保证围堰准确定位安装，一般在周边四角和中间钢护筒外侧设置导向装置。拼装平台平面布置见图4.2.2.1-5、4.2.2.1-6。(2)围堰下放支架围堰下放点位置和个数根据计算确定，下放支架平面布置见图4.2.2.1-7。钢围堰下放支架采用在护筒顶上焊接型钢支架(或安装贝雷梁)作为主要受力构件，下放支架采用在后场加工制作，现场拼装焊接的方式。钢护筒顶用钢板搭设，作为下放支架的安装平台，下放支架结构示意见图4.2.2.1-8。同时在围堰壁板上设置钢围堰下放吊点。钢围堰钢围堰下放支架图4.2.2.1-7钢围堰下放支架平面布置图加劲鹏权吊吊点中心线(3)定位及调节装置利用履带吊将侧模单元起点至安装位置下口通过定位码就位后，与定位码临时焊接加以固定，利用定位码及调节丝杠配合起重设备调整定位后临时焊接，待垂直度满足要求后，焊接型钢梁作为侧模拼装过程中的临时支撑，其示意图见图4.2.2.1-9。又封庭砼成高(4)封底混凝土浇筑平台由于围堰施工时钻孔平台己拆除，在浇筑封底砼时，需要重新搭设浇筑平台，平台的搭设见对围堰下放到位时围堰的受力情况进行分析，围堰靠自重不能下沉到位，需采取提前进行基坑开挖，减小围堰入土深度的办法使围堰下沉到位。根据墩位处地质情况的不同，可采用不同的方式进行开挖，粉砂层采用吸泥法开挖，圆砾层采用长臂挖机进行开挖，对于较硬岩层可采用水下爆破工艺进行开挖。(1)施工步骤原位拼装法施工步骤见图4.2.2.1-12。说明1、基坑处理3、安装拼装平台和导向装置；2、安装内支撑；期对钢围堰进行测量观测；期对钢围堰进行测量观测；(2)施工要点施工技术、质量要点见表4.2.2.1-1。施工安全、环保要点见表4.2.2.1-2。项目围堰安装前准备工作堰入土深度的办法使围堰下沉到位。用履带吊进行。75cm以上，为了保证底板正常施工，牛腿设置在常水位以上1.5m处。为围堰拼装1、壁板采用履带吊(或浮吊)和平台上龙门吊对称拼置。制。1、在护筒顶上焊接型钢支架作为围堰下放支架并安装下放千斤顶；割除钢牛腿；1、在围堰首节自浮状态下，对称平稳接高剩余节钢套箱壁板，接高拼装工程中随时调整壁板内水量，确保围堰处于设计状态；2、安装剩余层内支撑系统；3、浇注刃脚混凝土并向舱内注水，使围堰继续下沉到设计标高；4、安装固定上支撑；围堰内基坑清进行开挖、水下爆破工艺进行开挖等，施工前根据需3、对钢护筒采用高压射水清洗，提高封底混凝土的握裹力。工程量进行计算。测点观测围堰在抽水工况及抽水后围堰施工承围堰拆除项目6、钢围堰施焊完毕后，每道接口焊缝处均进行水密性试围堰下沉绞线(精轧螺纹钢),再将连接头与钢围堰壁4、当钢围堰下放时，先由千斤顶的下夹持器夹紧钢绞线(精轧螺纹钢),主顶活塞向上前进，活塞到位后夹紧上夹持器，围堰接高下沉2、同前一步工艺直至完成整个钢套箱的拼剪刀撑，对钢套箱定位。绪，在取得支持人员同意后焊割人员方可开始作业。证的人员进行。对公司内2个项目钢套箱围堰原位拼装法施工资源配置及生产效率进行调研，以供参考。武汉市岱家山大桥42#主墩：围堰为单壁矩形钢围堰，平面尺寸为15.3×10.3,顶高程+20.0m,围堰底高程+7.0m,围堰高度13m。围堰抽水水位为+19.0m,封底砼厚度为1.5m。钢围堰共分为两节，第一节高10.55m,第二节高2.45m。现场根据实际水位仅进行了第一节钢围堰的拼装及下放施工。襄阳市庞公大桥2#主墩：围堰为矩形围堰，平面尺寸为24.2×21.2,顶高程+64.7m,围堰底高程+46.8m,围堰高度17.9m。围堰抽水水位为+19.0m,封底砼厚度为3.8m。双壁钢围堰共分为3节，第一节高6.8m,第二节高6.6m,第三节4.5。现场根据实际水位仅进行了第一节钢围堰的拼装及下放施工。4.2.2.1.4.1主要劳动力配置现场主要人员主要包现场管理人员、机械操作手、电焊工、电工、普工等工种。主要劳动力配置见表4.2.2.1-3。1112113技术员11411施工组织安排及现场劳动力调配511633围堰测量定位、变形观测等722围堰下沉1、在钢围堰下沉时，派遣经验丰富的起重工进行统一指挥。免淤塞或漏油。进行试拉，以检验钢绞线、精轧螺纹钢及连接器的可靠性：靠性，围堰下放侧向限位装置稳固。机械设备做详细检查及观察。开。围堰内基坑清栏杆。2、作业人员在进行封底施工，必须穿戴救生衣，并系好安全3、封底前要提前了解3天天气，有6级以上大风、大雾或连阴雨天不宜进行封底施工。测测台，安排专人24小时值班，发现水位迅界线，立即通知相关主管领导，启动防洪防汛预案。围堰拆除1、拆除前应制定专项安全措施，并按照批准的拆除方案进行拆除。理和控制：①、当水面风力小于6级的平潮时段，方可进行作伤供气管及电缆。8安全员11安全、环保及文明施工检查933电焊工围堰焊接潜水员44围堰拆除电工11电气操作、线路维护检查5现场施工辅助现场主要机械设备包含起重设备、运输设备、型钢切割焊接设备、抽水吸泥设备及测量仪器等。主要机械设备配置见表4.2.2.1-4。序号1辆122汽车吊台113履带吊台114台1长臂16台/2/27套/3/39台44电焊机台44台/2/2套/2/2套11/1套/2/2空压机台24抽水、吸泥两用型号1t围堰92.29(单壁)868.8(双壁)3t钢套箱围堰施工主要包含钢围堰分块加工及运输、围堰拼装、围堰下沉、围堰接高、围堰着床、围堰拆除等，施工工期组成见表4.2.2.1-6。工期(天)12围堰拼装3围堰下沉25围堰着床136围堰拆除6/74.2.2.2先桩基后围堰---整体吊装法(1)工艺概述钢套箱在拼装场或驳船上拼装成整体或首节，驳船运输至墩旁，利用已完成桩基钢护筒上安装的导向装置进行钢围堰定位，浮吊整体吊装下水至围堰自浮，后利用注水、吸泥等措施下沉至设计标高，或边接高(分块或整体)边下沉至设计标高。对于无需吸泥的情况，下放前应整平泥面或直接开挖至围堰底标高。然后进行围堰内清基、封底、抽水，待主体结构施工完成后拆除围此方法施工，可将为围堰制造和桩基施工同步进行，有效缩短项目建设工期，且钢围堰下沉定位可利用现有桩基钢护筒作为导向装置，无需另行增加定位船、导向船或锚墩等定位设备。但围堰的整体起吊需有大型的浮吊。(2)工艺流程框图先桩基后围堰---整体吊装法施工工艺流程框图见图4.2.2.2-2。钢围堰设计钢围堰设计钢围堰加工制作河床泥面清理整平第一节钢围堰下水后续节段钢围堰接围坝抽水，主体结配重，调整姿态配重，调整姿态钢护简顶口导向装图4.2.2.2-2先桩基后围堰---整体吊装法施工工艺流程图先桩基后围堰---整体吊装法施工主要设备包含拼装设备、运输设备、吊装设备、下沉设备等。(1)拼装设备制造及拼装起重设备主要包含龙门吊、履带吊，一般根据单块最大重量进行选择。(2)运输设备驳船运输方式中运输设备主要为驳船，多数情况下配以交通船指挥运输。(3)吊装设备钢吊箱围堰一般采用一艘或多艘浮吊进行吊装。(4)围堰定位、下沉设备围堰定位分初定位和终定位，初定位通过在围堰内壁板和最外围钢护筒间设置的导向装置来实现；围堰终定位的平面位置通过在平台上、下游设置的卷扬机、围堰上设置的手拉葫芦以及注水来实现，围堰标高定位通过注水以及反压梁的设置来实现。主要设备包括：手拉葫芦、卷扬机、吸泥装置等。(1)拼装平台钢套箱采用在驳船上组拼时，由于驳船结构形式限制，需首先在驳船上设置拼装平台。根据围堰平面尺寸和重量选择合适的平板驳连成整体，并在甲板上用型钢按照主墩钢套箱壁体轮廓线制作组拼平台。钢套箱组拼平台见图4.2.2.2-7。型钢组拼平台(2)吊装吊具钢套箱一般尺寸大、结构柔，为保证钢套箱吊装时不发生较大变形，需提前对吊装过程进行模拟计算，当直接在钢围堰上方设置吊点进行吊装，钢围堰发生较大变形时，为保证吊装过程中套箱不变形，钢围堰吊点不能直接用吊索连接，需要采用专用吊具进行过渡。钢套箱整体吊装吊具结构见图4.2.2.2-8。30.800图4.2.2.2-8整体吊装吊具结构图及吊装示意图(1)施工步骤施工步骤见图4.2.2.2-9。说明1、拆除钻孔平台；2、安装导向装置；1、钢围堰整体(首节)驳运至墩旁；围堰后续节段整体(分块)接高。套箱下沉至设计标高；套箱下沉至设计标高；围堰内壁临时焊接牢固，对围堰最终定步骤五：封底及钢护筒外壁上的淤泥杂物清理；2、封底平台、灌注导管布置；步骤六：主体结构施工1、围堰抽水完成后进行主体结构干施派专人定期对钢围堰进行测量观测；施工技术、质量要点见表4.2.2.2-1。施工安全、环保要点见表4.2.2.2-2。项目测量放样，为下放过程中控制其平面偏差及倾斜度做好准备。直度通过调整隔板的尺寸实现。6、通过计算进行空气吸泥机和吊装设备选钢套箱整体(首情况要求；2、起重船按照各自起吊点进行抛锚定位；在允许范围内，并协调各起吊船只动作；围堰能够顺利着床下沉。钢围堰冲击力很小，围堰下沉控制难度小；小于0.5m,在取土过程中，测量人员应严密监视泥面标高变化情况，测量下沉20～50cm应观测一次围堰偏位情况；7、下沉至设计标高约2m左右时，应适当方慢下沉速度，并控制取土量的取土位置，以使围堰平稳下沉，正确就位；8、吸泥管口离泥面约15～50cm为宜，过低易堵通过吊机经常摇荡管身和移动位置可增加吸泥效果；行详细的检查。若无法确定障碍物情况可派遣潜水员下水探摸、处理；11、围堰下沉时，随时注意调整姿态，采用偏心吸泥和不均匀注(全方便。围堰接高具体技术、质量施工要点见表4.2.2.1-1。具体技术、质量施工要点见表4.2.2.1-1。要点运输过程中的安全。吊(抬吊)求的工索具严禁使用。和操作。速度，减少船只行驶波浪对钢套箱下放时的影响。工具体安全、环保施工要点见表4.2.2.1-2。具体安全、环保施工要点见表4.2.2.1-2。(1)工艺概述因围堰整体下水、运输、定位方法已在4.2.2章节中叙述，本节主要以围堰气囊法下水，拖轮拖带浮运、定位船定位施工为例进行介绍。围堰在拼装场拼装成整体(首节)、气囊法整体下水、拖轮拖带浮运至墩位，采用定位船定位系统进行定位，注水下沉，将钢围堰下沉到位。此方案可减少现场的焊拼工作量，围堰亦可同时作为钻孔平台支撑结构，且无需大型起重设备进行围堰吊装；但围堰的整体下水需要有较大的场地，围堰浮运对通航条件要求较高，围堰定位需使用定位船等定位系统。(2)工艺流程框图围堰着床、精定位刃脚处理、围堰调平图4.2.2.3-5先围堰后桩基---围堰浮运法施工工艺流程图施工主要设备包含拼装设备、运输设备及下放设备等。(1)拼装设备(2)运输设备围堰拼装完成并检验合格后浮运至施工墩位处，主要运输设备包含拖轮、卷扬机、指挥船等。(3)定位、接高及下沉设备钢围堰采用定位船定位法进行定位，定位完成后浇筑刃脚压仓混凝土，剩余节段钢围堰分块或整节运输至墩位处进行接高，围堰整体安装完成后注水下沉。主要设备包括：驳船、混凝土运输车、泵车、浮吊、卷扬机、水泵、吸泥装置等。钢围堰托架在钢围堰下滑过程中的作用是保证气囊工作平稳及传力，为保证其工作性能须作如下处理：①临时限位：托架在钢围堰下滑时须与钢围堰限位并固定，以避免钢围堰与托架间出现相对滑动。水平限位采用在壁体上焊接卡板的形式与刃脚翼缘卡定，范围根据围堰大小确定。②托架应与壁体密贴，有间隙的部位需用钢板抄平。③底托架吊挂连接：为保证托架在围堰完全入水前不脱落，围堰完全自浮后又方便脱落，气囊顶起围堰后采用钢筋将底托架与围堰壁体连接，围堰自浮后断开部分钢筋，底托架依靠自重逐步拉断剩余钢筋后与围堰彻底分离。每个托架均用钢筋与围堰连接，见图4.2.2.3-10。铜铜筋为控制钢围堰在气囊起顶后下滑运动，以及在滑道下滑的速度和大致方向，须设置后拉缆，后拉缆需通过计算和围堰的外形结构确定。下水坡道必须保证具有足够的宽度拱围堰滑行，利用挖机开挖，换填片石后铺麻料，推土机推平后，碾压密实；滑道区依据坡道图，用推土机直接推坡碾压，保证滑道两侧标高一致。围堰下水区域必须进行清淤，清淤的深度根据实际情况确定，应保证清淤后水深不得小于计算要求水深的1下水区域必须进行清淤，清淤的深度根据实际情况确定，应保证清淤后水深不得小于计算要求水深的1.5倍。4.2.2.3.2.5定位船定位系统①钢围堰定位阻力计算分析钢围堰在定位过程中，主要承受水阻力和风阻力。水阻力和风阻力的大小采用经验公式进行计算。②钢围堰定位系统总体布置③钢围堰定位系统受力钢围堰定位系统受力包括钢围堰阻力、定位船阻力以及导向船阻力三部分组成。④定位系统锚、缆配备根据计算出的定位系统正向、侧向最大受力组合配备锚、缆的型号及数量。⑤定位船布置包含定位船自身布置(一般布置在上游侧),以及定位船上卷扬机和收锚系统的布置。(1)施工步骤先围堰后桩基---围堰浮运法施工步骤见4.2.2.3-14。说明1、钢围堰在工厂分块制作；气囊法下水；台等措施完成初定位；1、剩余钢围堰采用单块或整节拼装接30cm时，对围堰进行精确调位，继续下30cm时，对围堰进行精确调位，继续下力情况调整缆绳长度，当定位系统缆绳与栈桥、平台等结构产生干扰时，需及时进行转缆；步骤六：钢护筒下放与封底混凝土施工步骤七：主体结构施工1、钻孔平台施工；2、钻孔桩施工；3、承台及墩身施工。期对钢围堰进行测量观测；(2)施工要点项目围堰分块加工3、钢围堰拼装焊接完毕后，对每条拼缝进行水密性检验。具体技术、质量要点见表“4.2钢套箱(钢吊箱)围堰制造”。围堰下水须进行清淤，清淤的深度根据计算确定。向，须设置后拉缆，围堰下水前按计算确定地分成两批次充气。围堰浮运拴绑、编队。舵效，将围堰转向、掉头。验，通过试验结果制定切实可行的抛填防冲刷等措施；工设置，且必须保证具有一定的刚度；内支撑上焊接型钢进行固定。3、封底混凝土施工技术、质量要点见表4.2.2.1-1具体技术、质量施工要点见表4.2.2.1-1。项目围堰分块加工2、5级以上大风和遇有大雨、大雾天气应停止起吊工作。3、安全可靠地设置围堰上、下扶梯及栏杆，并要求不影响围堰下沉。相关规范规程做好安全防护设施。定安全。围堰下水下不得安排围堰下水、浮运工作。3、围堰下水前(下水实际时间提前两天以航道封航、护航工作。沟通畅通，指令传达及时。围堰浮运全。围堰定位及刃风压等参数应合理选定；2、依据围堰施工期最不利工况计算配置定位系统；试拉、定位船的布置就位以及各锚缆绳按指定位置临时挂设);下游侧尾锚、侧锚挂缆作业；卷扬机等收放缆绳完成围堰定位；围堰接高与内1、为保证围堰接高施工可行性，在下节围堰全周长范围距顶部1m处内、上布置一个临时施工平台，内支撑安装完毕后拆除；层围堰顺利对位，在首层钢围堰顶面壁板上焊接限位挡板(必要时可增加焊接反牛腿插塞钢楔块精确调整围堰节段位置。行补焊；绳在空间上交错，造成缆绳位置混乱，无法进行调缆作业。床水位进行调整，确保围堰平稳下沉；2、围堰在下沉至距离围堰着床约20～30cm时，由潜水员下水探摸围堰周边、封底隔舱处及反牛腿位置的泥面(岩面)情况，调平装置的钢撑杆的存在上述情况需提前处理；围堰定位直并预拉，以便锚缆均匀受力围堰接高与内工具体安全、环保施工要点见表4.2.2.1-2。具体安全、环保施工要点见表4.2.2.1-2。对公司内2个项目钢套箱围堰先桩基后围堰---围堰浮运法施工资源配置及生产效率进行调研，以供参考。为43.1m×16.3m,外轮廓尺寸为45.65m×18.7m。围堰夹壁厚度1.2m,壁体总高12.5m,竖向Q235-B钢材，围堰总重量350t,下水底部托架重89t。沌口大桥4#主墩：钢围堰按双壁壁体进行结构设计，承台平面尺寸：26×52.2m,高6m,双壁钢围堰长55.3m,宽29.1m,高26.5m,双壁隔舱厚1.5m,围堰下端设1.7m高的刃脚。钢围堰分2节加工制作，首节钢围堰高11.7m在桥址上游13km处华夏船厂分块制作、整拼、下水、浮运至桥位处，采用定位船及靠墩工艺进行定位，次节钢围堰在墩位处进行散拼。承台底标高+4.0m,其劳动力、机械设备、措施材料及工期组织分别如下。4.2.2.3.4.1主要劳动力配置1112113技术员22412施工组织安排及现场劳动力调配5116337118安全员11986电焊工86内支撑加工、安装焊接吊装工人22电工21电气操作、线路维护检查现场主要机械设备包含起重设备、运输设备、型钢切割焊接设备、抽水吸泥设备及测量仪器等。主要机械设备配置见表表表4.2.2.3-4。1台32个//80cm宽3台//1200驳船14台5艘11龙门吊台116汽车吊台127浮吊台//1锚船、起吊钢围台//18台1/9辆12电焊机台66台0台70备套44套30套14抽水、吸泥两用泵套11空压机套22抽水、吸泥两用套20现场主要施工措施包含双壁钢围堰、型钢、钢管等。主要施工措施材料计划见表4.2.2.3-5。1t2型钢t辅助平台3t2套吸泥管钢套箱围堰施工主要包含钢围堰加工及拼装、钢围堰下水及浮运、围堰定位、围堰接高及内支撑安装、围堰着床等，施工工期组成见表4.2.2.3-6。工期(天)1(首节)钢围堰加工及拼装82113围堰定位17124围堰接高及内支撑安装/5围堰着床176围堰拆除7单壁钢围堰由于其结构形式原因无法进行整体浮运，其运输方式主要为运输车单块运输、驳船单块运输或者驳船整体运输，其施工工艺相对双壁钢围堰而言较为简单，本节针对目前主要采用的以下三种施工方法展开编制：(1)先桩基后围堰---原位拼装法；(2)先桩基后围堰---整体吊装法：(3)先围堰后桩基---整体吊装法。(1)单壁钢围堰工艺概述：一般是在加工厂设置胎模分块制作，运至墩位，利用龙门吊、浮吊、履带吊或其它起重设备在拼装平台(安装在钢护筒上的钢牛腿)上拼装成整体，通过设置在钢护筒顶的千斤顶整体下放，下放至泥面后采用吸泥下沉至设计标高，围堰定位采用外侧钢护筒上设置的导向装置定位。对于无需吸泥的情况，下放前应整平泥面或直接开挖至围堰底标高。然后进行围堰内清基、封底、抽水，待主体结构施工完成后拆除围堰。(2)工艺流程框图单壁钢围堰先桩基后围堰—原位拼装法施工工艺流程见图4.2.3.1-2。分片拼装首节钢围堰分块或整体安装剩余节钢围堰安装内支撑分块或整体安装剩余节钢围堰围收继续下放、吸泥下沉、定位浇筑封底混凝土拆除围堰图4.2.3.1-2单壁钢围堰先桩基后围堰法--原位拼装法施工工艺流程图主要施工方法见“4.2.2.1.3施工方法”部分内容，不同的是单壁钢围堰由于其结构特点，无法采用注水下沉，下沉时依靠自重辅以吸泥等措施下沉，必要时可提前在墩位处对原地面进行爆破开挖。(1)工艺概述单壁钢套箱在拼装场或驳船上拼装成整体或首节，驳船运输至墩旁，利用已完成桩基钢护筒上安装的导向装置进行钢围堰定位，浮吊整体吊装下水，依靠自重辅以吸泥等措施下沉至设计标高。对于无需吸泥的情况，下放前应整平泥面或直接开挖至围堰底标高。然后进行围堰内清基、封底、抽水，待主体结构施工完成后拆除围堰。(2)工艺流程框图单壁钢围堰先桩基后围堰---整体吊装法施工工艺流程框图见图4.2.3.2-1。钢护简顶口导向装河床泥面清理整平第一节钢围堰下水后续节段钢围堰接钢围堰分节运输至现场图4.2.3.2-1先桩基后围堰---整体吊装法施工工艺流程图(1)工艺概述当陆上或平台上没有满足钢围堰拼装作业场地时，可利用两艘或多艘驳船连成整体作为钢围堰拼装平台。(2)工艺流程框图驳船上拼装法施工工艺流程框图见图4.2.3.3-3。(围堰设计等)围堰拼装成整体或浮吊进场，抛锚定钢套箱整体起吊钢套箱调整，下放钢套箱底口支垫、封堵钢套箱封底图4.2.3.3-3先围堰后桩基法--围堰整体吊装法施工工艺流程图见“4.2.2.3.2.2施工设备选择”部分内容。(1)施工步骤单壁钢围堰先围堰后桩基法---整体吊装法施工步骤见图4.2.3.3-4。步骤四：主体结构施工并浇筑桩基混凝土；步骤四：主体结构施工并浇筑桩基混凝土；2、桩基施工完成后，围堰内抽水；3、承台及墩身预埋钢筋绑扎并施工承期对钢围堰进行测量观测；(2)施工要点项目处理，确保围堰能顺利下沉至设计标高：钢套箱整体吊装具体技术、质量施工要点见表4.2.2.2-1。说明1、围堰拼装；2、围堰上布置测量控制点；3、河床清理、整平；测量，确保基底标高符合要求；2、浮吊整体吊装(或抬吊),将套箱安步骤三：钢护筒下放及封底混凝土施工1、围堰上设置导向架下放钢护筒；工具体技术、质量施工要点见表4.2.2.2-1。具体技术、质量施工要点见表4.2.2.2-1。项目钢套箱整体吊装具体安全、环保施工要点见表4.2.2.2-2。工具体安全、环保施工要点见表4.2.2.2-2。具体安全、环保施工要点见表4.2.2.2-2。4.2.3.3.4资源配置和生产效率对公司内1个项目单壁钢套箱围堰先围堰后桩基法---整体吊装法施工资源配置及生产效率进行调研，以供参考。福元路湘江大桥19#主墩：横桥向设两个分离式承台，采用倒角矩形形式，平面尺寸19.