运东船闸钢板桩施工技术方案.docx
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运东船闸钢板桩施工技术方案
通扬线运东船闸扩容工程钢板桩施工技术方案
一、工程概况
通扬线由高东线、建口线、通扬运河、通吕运河组成，全长299km，是沟通京杭大运河与扬州、泰州、盐城、南通等地区的水上交通枢纽，为江苏省干线航道网规划“二纵四横”的“二横”，规划等级为Ⅲ级，设计最大船舶吨位为1000t级，是公、水、铁综合交通走廊的重要组成该部分。
通扬线运东船闸扩容工程由船闸工程、上、下游引航道、上、下游导航、靠船段、远调站（停泊锚地）、闸区工作桥、跨闸公路桥、标志标牌、环保工程、信息化工程等配套及附属工程组成。
下游引航道护岸设计为两级式结构：
一级墙体采用C25砼重力式结构和钢板桩+土锚结构，二级墙采用草皮护面；老驳岸采用钢板桩整体加固。
按结构段划分，涉及钢板桩结构的部位为：
（1）老驳岸加固二
老驳岸加固二结构段长555m。
保持原状老驳岸，在其迎水面插打钢板桩。
钢板桩为U型Q345bz冷弯钢板桩，宽600mm，桩长12m，截面模量不小于1600cm3。
钢板桩底高程▽-9.70m，顶高程▽+2.30m.钢板桩施打完成后，在桩顶部安装钢盖板。
（2）下游引航道钢板桩护岸一
下游引航道钢板桩护岸一结构段长250m，采用U型钢板桩+土锚结构。
钢板桩为U型冷弯钢板桩，桩长14m，宽600mm，截面模量不小于1600cm3，材质为Q345bz。
桩顶高程▽+3.50m，桩底高程▽-10.50m。
U型钢板桩在▽-3.80m～▽+3.50m临水面采用环氧富锌漆及氯化橡胶漆进行防腐，厚度100um，氯化橡胶面漆200um，其余部位需涂防锈漆、中间漆、面漆各两道，其涂层质量应符合“JTS257-2008”中的有关规定。
钢板桩插打完成后，在桩顶安装钢盖板，钢盖板由-8×500mm和-8×200mm组合而成。
土锚中心高程▽2.0，间距2.4m，钢绞线采用无粘结型1×7标准-12.7-1860-Ⅱ（GB/T5224-2003），共4束。
钢导梁为槽钢［25a焊接件。
（3）下游引航道钢板桩护岸二
下游引航道钢板桩护岸二结构段长700m，采用U型钢板桩+土锚结构。
钢板桩为U型冷弯钢板桩，桩长13m，宽600mm，截面模量不小于1600cm3，材质为Q345bz。
桩顶高程▽+3.50m，桩底高程▽-9.50m。
U型钢板桩在▽-3.0m～▽+3.50m临水面采用环氧富锌漆及氯化橡胶漆进行防腐，厚度100um，氯化橡胶面漆200um，其余部位需涂防锈漆、中间漆、面漆各两道，其涂层质量应符合“JTS257-2008”中的有关规定。
钢板桩与老墙身之间采用袋装碎石填充。
顶部铺50cm粘土+互锁块+种草与原驳岸墙身形成复合结构。
钢板桩插打完成后，在桩顶安装钢盖板，钢盖板由-8×500mm和-8×200mm组合而成。
土锚中心高程▽2.0，间距2.4m，钢绞线采用无粘结型1×7标准-12.7-1860-Ⅱ（GB/T5224-2003），共4束。
钢导梁为槽钢［25a焊接件。
下游引航道钢板桩护岸结构断面图
老驳岸加固二结构断面图
二、地质情况
2.1场地位于高邮市城区东南，区属里下河平原区，项目区属第四纪以来的堆积侵蚀阶地，地貌类型属古泻湖堆积平原的水网平原地貌，场地地势较为平坦，局部稍有起伏，地层分布相对较稳定，近场区无深大活动性断裂，场地区域稳定性较好。
2.2场区全新统（Q4）地层厚度约4.2-13.2m，位于闸室、航道开挖深度影响范围内。
主要为素填土及硬塑～可塑状粘土组成，局部分布有1-2淤泥质粉质粘土层，软塑～流塑，总体浅部全新统土层工程地质条件一般。
2.3上更新统主要地层依次为3-1层硬塑～可塑粘土、3-3层稍密～中密粉土、3-4层可塑粉质粘土、4-1层硬塑～可塑粘土、4-2层可塑～软塑粘土、5-1层硬塑粘土、5-2层可塑粉质粘土、6-1层硬塑粘土，总体全新统土层工程地质条件较好。
2.4上下游航道地层结构简单，层位较稳定，局部地段分布lb素填土层及局部1-2层软土层，多位于航道基础高程之上，局部分布于航道基底之下；上下游靠船墩地层结构较简单，层位稳定，工程地质条件较好。
2.5下游引航道各土层物理力学参数表
岩土编号
岩土名称
高程
内摩擦角（固快）度
黏聚力（固快）
修正标贯击数N（击）
静探锥尖阻力（MPa）
容许承载力f（kpa）
2-1
粘土
-3.6~3.8
14.2
45.7
9.4
1.82
210
3-1
粘土
-6.77~-0.69
13.4
33.1
5.2
1.88
190
3-3
粉土
-10.57~-4.7
23.1
16.7
11.1
9.67
170
3-4
粉质粘土
-12.4~-6.4
15.1
37.1
3.71
2.07
160
4-1
粘土
-18.1~-10.2
0.17
63.2
16.1
3.71
260
三、编制依据
（1）通扬线运东船闸扩容工程《总图及水工图纸》
（2）通扬线运东船闸施工组织设计
（3）《冷弯钢板桩》JG/T196-2007
（4）《水运工程质量检验标准》JTS257-2008
四、施工总体安排
4.1施工安排
下游引航道护岸钢板桩为水上施打作业，施工作业面不受其他工程影响，施工顺序计划首先施工老驳岸加固段，其它自老驳岸加固段下游侧开始向下游引航道钢板桩护岸终点依次施工。
4.2施工工艺
因下游钢板桩护岸距离居民房屋较近，为防止扰民，项目部初步拟定采用静压植桩工艺，并于2017年7月组织试桩。
试桩时发现，因本工程地质原因，部分地段钢板桩在静压植桩机达到额定压力后仍无法下压，在桩位经引孔后可顺利完成钢板桩插打。
根据试桩结果，运东船闸下游引航道钢板桩施工采用引孔+静压植桩工艺。
4.3工期要求
下游老驳岸加固：
2014年10月～2014年1月
下游钢板桩护岸：
2015年1月～2015年8月
五、施工准备
5.1劳动组织准备
本项目配置主要技术管理人员：
分管领导1名，现场技术员2名，并根据工程进度适当调整增加。
下游钢板桩施工班组作业人员22人，施工班组长1人，现场负责人2人，履带吊操作人员1人，船舶4人，焊工3人，小工5人，引孔操作人员4人，起重指挥2人。
根据现场的实际工程进度进行调整增加。
施工劳动计划表
序号
姓名
性别
年龄
工种
备注
1
吴刚
男
36
现场负责人
2
尹衍彭
男
35
现场负责人
3
倪春国
男
49
焊工
4
任松
男
38
班组长
5
万洪刚
男
36
焊工
6
潘玉芝
男
56
普工
7
马宗喜
男
46
普工
8
杜广法
男
44
普工
9
王立军
男
41
普工
10
惠康喜
男
48
普工
11
包增辉
男
26
起重指挥
12
郑浩
男
40
起重指挥
13
陈永强
男
44
焊工
5.2主要设备安排
主要设备使用计划表
序号
设备名称
型号规格
数量
备注
1
静压植桩机
Sw150
1
2
浮吊船
1
3
引孔船
PH-5B
1
4
引孔机
1
5
运桩船
1
6
挖机
小松230
1
7
电焊机
长焊亡4.0
1
8
25吨
汽车吊
1
六、钢板桩施打方法
6.1总体施工流程图
扫床清理碎石
测量放线
引孔机械就位，引孔
钢板桩制作、检查
施工船只就位、静压打桩
合格桩
运输至施工现场、桩身检查
静压沉桩到设计高程
偏差值测量、纠偏桩制作
不合格桩退场
下段桩施工
6.2钢板桩施打工艺
6.2.1施工准备
锁扣检查：
用一块长约2m的同类型、同规格的钢板桩锁口作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。
检查采用人工拉动标准钢板桩锁口，从桩头至桩尾作锁口通过检查。
宽度检查：
对于每片钢板桩分为上中下三部分，用钢尺测量其宽度，宽度允许偏差-5～10mm。
对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。
对于超出偏差的钢板桩做异形钢板桩的加工。
施工区域：
根据现场施工情况，对钢板桩施工中轴线清理石块，钢桩临时堆放台座采用枕木支垫，堆放高度约80cm（10块）。
6.2.2测量放线
测量放样：
利用全站仪架设在附近的控制网点上，采用坐标法，根据施工图纸提供特征点坐标，计算出各桩位的坐标值，在钢板轴线上每隔5m测放一个控制点，在镭射仪控制架上标识出坐标点，确保轴线的准确；同时确定坐标点的标高，这个标高要根桩顶标高一致。
钢板桩施工，测量放线放样3次，引孔前测放一次挖泥船清理河底石头的轴线，清理完毕放一次引孔轴线，引孔完成后测放钢板桩插打控制轴线。
（测放点位详见下图）
6.2.3钢板桩施工
（1）清理轴线河底散落石块
首先测量班将施工轴线测量放线，挖泥船进行轴线清淤，确保轴线位置钢板桩施打区域没有块石等杂物。
（2）引孔
引孔前先对钢板桩轴线进行测量放点，每隔10m放一个点，在点位上插旗子形成一条轴线；
引孔机就位，钻杆垂直于中轴线下钻，钻头直径40cm，下钻10m左右。
第一个孔引完后，拔出钻杆，钻头沿轴线移动50cm引下一个孔。
引孔过程中往钻杆里泵送河水，有利于将水带到底层，将土彻底搅松。
引孔完成后重新测放钢板桩桩位。
（3）钢板桩打设
首先插打老驳岸加固二结构段12m钢板桩，在12m与14m钢板桩交接处填土筑岛，尺寸约为8m*8m，标高2.0m，作为静压机初期施打的工作平台。
由交叉处向上游方向插打12m钢板桩，然后再插打下游钢板桩护岸结构段14m、13m钢板桩。
①初期压桩
将静压植桩机水平设置于反作用力基座之上，根据土质条件，桩的长度，将配重放置于反作用力基座的两侧，利用其总重量作为反力压入第一根桩。
之后每次完成压入作用之后，使静压植桩机自走前移，依次抓住压入的完成桩，当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力配重与反作用力基座，完成初期压入。
第一根桩沉桩标高比设计标高高30cm，防止被后打入的桩带下。
∙
∙
∙
②压桩施工
1）利用浮吊将桩吊入静压植桩机夹头部位，使钢板桩进入夹头并夹紧，然后利用夹头前后左右移动的功能将钢板桩移至规定桩位对入锁扣开始压入。
在压入过程中利用水平尺测量桩身垂直度及倾斜度，保证垂直度。
2）将桩压入至可获得充分的支撑力以支撑静压植桩机重量的位置时，将夹住反力桩的固定夹打开，在夹头夹住压入桩的状态下，使机身上升前行至下一根桩的位置，然后下降至下一根已完成的压入桩上，并确认调整机身水平度后，关闭固定夹，将桩压入至规定的标高。
3）重复以上操作直至一条钢板桩施工线施工完毕。
③撤出
在完成压入作业后，利用吊车将静压植桩机从已完成的桩墙上调离，设置于反作用力基座上即可搬运离现场。
七、质量保证措施
7.1质量保证体系运行
（1）严格按照我公管理司体系中相应文件，质量手册和作业指导书要求的内容，来进行内业和现场的施工管理。
按照设计图纸和相关规范进行施工，确保工程质量。
（2）建立分部分项工程质量保证体系，并由项目经理总负责。
该体系由一名经验丰富的结构工程师负责日常的工作。
（项目部质保体系框图如下）
（3）建立：
“谁管理谁负责，谁操作谁保证”的质量管理原则，将质量管理职能分解到每一部门，每一个岗位。
施工过程中，严格执行“三检”制度即自检（互检）和专职质检员终检，终检合格后，再报请监理工程师，由监理工程师检验认可，签认后，方可进行下道工序施工。
（4）加强技术培训和教育制度，科学管理，促进创优。
施工中做到“五不”即：
一、施工图未复核，不施工；二、测量未复核，不施工；三、材料试验无合格证，不施工；四、技术方案未报审，不施工；五、隐蔽工程未签认，不施工。
“三教育”即工前培训；工中指导；工后讲评等。
提高和加强现场人员质量意识和管理工作。
（5）过程的质量控制：
工地质量保证体系正常运行，技术保证体系在各道工序中严格执行，一道工序完成后，首先是班组负责人自检，部门负责人复检，项目部专职质检员验收，满足标准后，也可请监理同步加强过程指导和控制，现场过程中及时纠偏，减少弯路，提高工效，同时资料尽量同步跟上。
这一过程不但是程序，而且是一种制度，来管理约束每一位技术人员的工作。
（6）为了保证所制定的方案能顺利实施，项目部进行三级交底制度，即项目总工对全体技术人员交底，技术人员对作业队（班组）交底，作业队（班组）对操作人员交底，交底内容要具有可操作性。
7.2钢板桩施工保证措施
7.2.1质量保证措施
（1）为保证钢板桩的进场质量,设专人进行检查.填写检查验收单.对超允差的拒绝使用。
（2）施工技术人员要熟悉施工图纸,有关规范和文件。
（3）参加操作的工人训练有素,关键工种如起重工,电焊工,电工,测量工等均需进行专门培训,考核合格后方可上岗操作，施工前对职工进行技术交底及技术指导。
（4）轴线及高程的测量控制标志,经测量工程师复核验收。
（5）各工序均须进行自检和复检,上一道工序不合格不进行下一道工序的施工。
（6）各种施工原始记录,质量检查记录完整无缺,与施工同步,有专人填写,收集,整理。
（7）建立质量检查网和质量检查责任制度:
①质检工作由工程质检处负责,会同施工处测量班进行。
②测量基线和主控制网点,由业主提供、由项目部、监理部联合检查验收,并办理书面手续。
③各施工工序的自检工作由施工的班组长会同班组内质检员进行,互检工作由施工技术员会同质检员、班组长进行。
加强质量教育,项目部定期召开施工技术员和班组质检员会议,学习有关规程,规范和文件；每月定期由主管施工的负责人,班组长向职工进行技术交底，强调保证质量的关键措施和具体施工办法。
7.2.2钢板桩施打时常见问题
钢板桩插打过程中存在着一些质量问题，如纵向倾斜、带桩、轴向倾斜等。
7.2.2.1纵向倾斜
（1）产生原因：
①地层软硬不均，造成桩下端扭转偏斜；
（2）控制措施：
①引孔保证垂直并且要及时回填土，使地层软硬均匀；
②打桩过程中经常上下活动钢板桩，避免快速一次插打到位致使钢板桩下部偏转；
7.2.2.2带桩
（1）产生原因：
在施工中可能发生先打入的钢板桩随后打入的钢板桩一起下沉的现象，这是因为相邻钢板桩的锁口没能完全对好，增加了相邻的桩的侧压力也增大了相邻钢板桩的摩擦力，当该阻力大于土层对桩的阻力时，先打入的桩就随后打入的桩一起下沉。
（2）解决对策：
①检查钢板桩的锁口，对锁口变形、扭曲的钢板桩不予使用；同时在钢板桩的锁口内涂抹黄油以减小摩擦；
②钢板桩下沉过程中如果发生带桩应当停止沉桩并向上拔出，拔出后重新对锁口，保证锁口垂直度减少锁口的摩擦阻力；
③发生带桩时，可以将先打入的两个桩锁口部分焊接起来，使两个桩成为一体，增加下沉的阻力，避免把先打入的桩带下；
7.2.2.3轴向倾斜
（1）产生原因：
①作用于钢板桩上的土压力随深度增加而增大，钢板桩受到推挤作用而向前进方向倾斜。
②对易产生偏斜的地层和部位，打入速度过快，造成倾斜趋势加快。
（2）解决对策：
①施工过程中用水平尺对每根桩进行检查，保证垂直度和倾斜度；
②在先插入的桩顶部割个方孔并用葫芦向反方向拉，这样可使钢板桩上部向后拉回一微小位移，同时可避免在打桩时带动前边已打入的桩一起向前进方向倾斜。
③适当放慢钢板桩的入土速度，钢板桩打入一定深度后向上提升一定高度再向下打，几次反复，以减小钢板桩下部的偏转和弯曲；
7.3钢板桩质量标准
钢板桩制作允许偏差
序号
项目（单位mm）
允许偏差（mm）
1
有效宽度（w>600）
-6.5，+13
2
有效高度
±10.8
3
腹板厚度
±1.2
钢板桩沉桩的允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
1
桩顶水平偏差
±50
2
桩的垂直度
垂直板桩墙纵轴线方向
1/100
沿板桩墙纵轴线方向
1/80
3
桩顶标高偏差
+100，-0
八、安全保证措施
8.1安全生产领导小组
为保证施工过程安全生产处于受控状态，项目部成立由项目经理、项目副经理、项目总工、专职的安全员、工班长等组成的现场安全生产领导小组。
项目经理为安全生产第一责任人，负责本项目的安全生产管理工作。
由项目经理、项目副经理、项目总工、专职的安全员、调度、工区负责人、施工队主办技术员、工段长等组成现场安全生产领导小组，实行安全生产责任制，贯彻“管生产必须管安全”和“谁主管、谁负责”的原则。
项目部设专职安全工程师和现场专职安全巡视员负责安全施工监督管理。
各工区负责人、班组组长为兼职安全员，施工主办技术员为兼职安全监察员。
8.2施工船舶安全规定
（1）严格执行部、局颁布的各类工程船舶施工安全技术措施，确保船舶设备和水上操作业人员的安全。
（2）参与施工的工程船舶必须持有经船舶检验和海事安全监督主管部门核发的各类有效证书，船舶操作人员应具有与岗位相适应的适任证书，并接受当地执法部门监督和检查。
（3）参与施工的船舶必须按有关规定在明显处昼夜显示规定的信号标志，保持通讯畅通，按安全技术操作规程谨慎操作。
（4）施工船舶应按相关安全要求，设置必要的安全作业区或警戒区并设置符合有关规定的标志。
（5）严禁非工程船舶在施工区域停留、抛锚，对临时进入施工区域的工作船作好安全宣传、警示。
（6）专人负责收听气象预报台发布的气象资料，并按紧急程度及时送至施工现场和作业船舶，及时告知施工人员，以便对灾害性天气预先或及时作出反应。
（7）工程船舶如遇大风，雾天，超过船舶抗风等级或能见度不良时，应停止作业。
（8）严禁工程船舶超负荷作业。
打桩船、起重船的主、副钩的高度限位、负荷、角度指示等仪器、安全控制装置等设施，必须定期进行检查，确保安全可靠。
8.3静压桩机安全作业要求
（1）进入施工现场带好安全帽，扣好帽带。
（2）各种电动机械设备必须有安全接地和防护装置，方能开动使用。
（3）凡是电机和机械设备，都应贯彻人定机负责制，操作人员必须持证上岗。
（4）桩机、吊机停靠船体倾斜度应小于1%，抛锚稳定。
（5）桩机安装或拆卸桩架各部件时，均应有专人负责，统一指挥，并按照顺序进行，注意下风不可站人。
（6）吊装时应有留缆配合，避免碰撞。
（7）吊桩“千斤”如发现丝绳拉断，应及时更换。
（8）遇六级以上大风天气时，要停止压桩施工。
（9）夜间施工配备足够的照明设备。
（10）对工人进行定期安全教育，以提高他们的安全、文明施工意识。
8.4安全用电措施
施工现场临时用电，严格按《施工现场临时用电安全技术规范》中的有关规定办理。
施工现场临时用电的安装、维护、拆除应由取得特殊工种上岗征得专职电工进行操作。
所有电路采用“三相五线制”，机电设备必须按“一机一闸一漏电”设保护装置。
场内禁止使用裸体导线，架设的电力线路符合有关规定要求。
检修电器设备时必须停电作业，电源箱或开关握柄上挂有“有人操作，严禁合闸”的警示牌或派人看管，严禁带电作业。
施工现场的手持照明灯使用24V以下的安全电压，在潮湿的基坑用的照明灯必须使用36V以下的安全电压。
生活照明用电，严禁个人私自拉接线路，私自安装插座和大功率电器。
漏天照明，采用防水灯头，残缺的灯头、灯泡及时更换，防止发生电击事故，严禁用金属丝代替保险丝。
8.5施工机械安全控制措施
（1）船舶驾驶员和各类机械操作员，必须持证上岗，严禁无证操作，对驾驶员、机械操作员定期进行安全管理规定的教育。
（2）严禁对运转中的机械设备机械检修、保养。
指挥机械作业的指挥人员，指挥信号必须准确，操作人员必须听从指挥，严禁蛮干作业。
（3）设专人对机械设备、船舶定期检查、维修和保养、对查出隐患要及时进行处理，并制定防范措施，防止发生机械伤害事故。
九、文明施工和环境保护措施
9.1文明施工
（1）全面贯彻落实文明工地标准精神，并结合项目部的具体情况积极推进项目部文明工地的创建工作。
（2）实施每月考评制度，坚持相关责任人自查和项目部考评小组考评相结合的原则，加大监督检查力度。
（3）项目部领导小组每月检查、考核，对发现的问题限期整改，相关责任人要做好自查，检查考核要有记录，相关资料妥善保存。
（4）做到文明施工、施工材料、机具存放整齐，场地要清洁，建筑垃圾、生活垃圾集中存放，用车运至指定地点，不得随意抛弃。
生活污水设污水池，经沉淀符合排放标准后排放。
工程完工后，及时拆除、清理临时设施和生活设施，做到工完料净场地清。
（5）建立环境保护规章制度，并设专人监督执行，做到责任明确，奖罚分明。
（6）现场建筑材料的堆放按照总平面布置指定的区域、范围分类堆放，材料堆场坚实平整，无积水，进出材料场地道路畅通，建筑材料按品种、等级、规格定量码放整齐，所有物资均实行明码挂牌，标志醒目。
材料转运堆放有专人管理，专人清扫、保持场内整洁。
（7）现场施工人员一律要佩戴安全帽施工，非施工人员一律不准擅自进入施工现场。
9.2保护环境措施
保护工程所在地区的环境是业主的政策，为确保环境得到保护，在施工前制定了环境保护实施计划，对大气、噪声、废料的处理等措施统筹安排。
施工期间遵守国家和地方的所有现行的环境保护条例、规章以及监理工程师制定的规定或规则，遵守政府有关条例的规定。
（1）施工现场严格按照防汛要求，设置连续、通畅的排水设施和其他应急设施，禁止将有毒、有害废弃物用作土方回填或排入下水道和水域中。
（2）施工废水、生活污水应排入指定地点。
防止任何污染物质直接或间接进入水源。
生活及生产的废水和废弃物，未经处理不得向河道中排放，更不得排入饮用水源。
（3）施工机械要防止严重漏油，禁止机械在运转中产生的油污未经处理就直接排放或维修施工机械时，油污水直接排放。
（4）为减少施工对环境的污染，施工中要尽量选用高性能、低噪音、少污染的设备，采用机械化程度高的施工方式，减少现场管理人员和施工人员，减少使用污染排放高的各类车辆。
（5）合理分布动力机械设备的工作场所，避免一个地方运行较多的动力机械设备。
（6）从遏制噪声源入手，改善机械维修保养工作以减低噪声，以噪声小的机械取代噪声大的机械。
控制高噪声污染。
（7）施工中尽可能减少夜间施工的噪音，因生产工序要求必须连续作业，或者有特殊情况确需在夜间进行施工的，会同建设单位，做好周边居民工作，加强对周围居民的宣传。
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