水中墩基础双壁钢围堰施工方案文档格式.docx

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最大断面平均含沙量为1.23kg./s3；

最大测点流速为2.86m/s；

100年一遇洪水水位44.20m；

50年一遇洪水水位43.52m；

20年一遇洪水水位42.41m。

近十年的月平均水位见下页：

株洲西湘江特大桥水位趋势图。

通航资料：

根据湖南省航务管理局文件，湘江为Ⅲ级

（2）等航道，通航净高为10m，侧高为6m，净宽为70m，上底宽55m。

桥址处最高通航水位：

H10％=41.67m。

二、总体施工方案

主桥墩7号墩、8号墩为深水施工，采取用钢围堰加钻孔桩施工方案；

其他浅水墩施工采用筑岛施工，利用一个枯水期时间内完成基础、承台、墩身的施工。

为了施工方便，在6号～7号墩、9号～8号墩之间设临时浮桥，用于施工人员的行走及混凝土泵管的铺设。

临时浮桥由浮箱组拼而成，运至指定位置进行抛锚固定。

临时浮桥主要用于7号、8号墩的桩基、承台和墩身施工。

钢围堰在钢结构加工场（委外）分块加工制造，然后经水运运至主墩旁，由50t吊船逐块吊起在墩位基础处的钢围堰组拼平台上组拼，电焊成型；

再由吊挂结构吊起围堰脱离组拼平台，拆除围堰下沉相碰的平台杆件，然后下放围堰至自浮水面；

往围堰隔舱内灌混凝土，使其刃脚落入河床覆盖层，继续灌混凝土并配合围堰内吸泥使围堰下沉至设计标高。

根据水文资料及工期安排，钢围堰施工主要在10月～12月，施工水位初步定为30m，围堰顶比施工水位高1m，标高为31m，围堰底落入河床面以下约1.5m，标高为20.5m。

围堰总高度为10.5m。

钢围堰立面布置为：

底节（第一节）7m高，为双壁型，第二节3.5m高，为单壁。

根据受力情况，围堰内设置支撑框梁，形成密闭的防水结构。

7号墩围堰外形尺寸约为Φ22.8m，8号墩围堰外形尺寸约为Φ24.5m。

施工步骤：

施工准备（筑岛修便道至6号墩、9号墩，建下河码头，钢围堰加工）→组拼导向船与导向架→定位导向船→插打定位钢护筒（6根）→安装定位钢护筒之间的联结系与施工平台分配梁→将导向架下落到施工平台分配梁上，退出导向船→延伸导向架→插打其他钢护筒并连成整体→以导向架为施工平台，安装钻机钻孔→浇筑桩基水下混凝土→以施工平台作为围堰组拼平台拼装钢围堰→接高支撑钢护筒→在支撑钢护筒上安装围堰起吊支架及起吊系统→起吊围堰，拆除与围堰下沉相碰的组拼平台构件；

→下沉钢围堰→封底→抽水施工承台

三、钢围堰加工

1、钢围堰结构形式及分块情况：

7号～8号主墩施工采用圆形钢围堰，7号墩围堰外径22.8m，内径20.8m，壁厚0.6m，高10.5m，围堰总重约120t（未包括刃脚填充混凝土的重量），每墩有1个，合计有2个圆形钢围堰。

钢围堰由竖向角钢为加劲肋的内、外壁板及数层环形水平桁架组合成一个整体，在内外壁板间设有垂直状的隔舱板，把围堰等分成互不连通八个舱。

钢围堰分块加工制造，分块单重控制在8吨，分块时按在平面内分块、立面内分段的办法进行。

钢围堰整个结构用电焊焊接，要求密不透水。

所以分块制造时应尽量减少焊接变形。

2、钢围堰加工方案：

钢围堰拟委托株洲市具有相应钢结构加工资质的厂家在工厂内分块加工，然后经水运运至主墩旁，由50t吊船逐块吊起在墩位基础处的钢围堰组拼平台上组拼，电焊成型。

3、加工工艺：

1）钢围堰分块加工制造，胎模加工应精确，保证加工分块的圆度及尺寸；

加劲肋角钢和环形水平桁架与内外壁板间应密贴后焊牢。

2）分块加工时应避开隔舱板一定距离的位置切分,要求隔舱板与壁板、角钢间焊接密实，舱间不漏水；

同时为确保力的传递，围堰小横肋与竖肋、竖肋与大横肋之间应焊接牢固。

3）围堰内壁间连接桁梁安装应保证设计位置，尤其是中间有桩位的桁梁对位拼焊要精确；

下沉时应留意桁架位置处。

4）所有焊缝都应铲除药皮检查外观，对内外壁和隔舱板在下水前要作渗漏试验；

有渗漏者，必须铲除原焊缝认真修补。

所有焊缝不允许出现“+”交叉状，且相邻两焊缝间隔不小于150mm，否则需采取措施处理。

5）加工完成的单块围堰均应作竣工检查，记录竣工尺寸，根据每节竣工尺寸进行纸上组合配套和编号排队。

使拼装后的整体尺寸误差凑到最小。

4、加工工期及保证措施：

7号墩钢围堰组拼开始时间为2006年11月15日，8号墩钢围堰组拼开始时间为2006年12月15日，钢围堰加工总工期按60天考虑，按工期倒排，钢围堰加工开始时间为2006年9月17日，为保证总体施工工期，可提前进行钢围堰加工，并在加工合同中以经济手段对工期进行控制。

四、水中钢围堰施工

1、水上机械设备：

见下表

主要施工机械设备表

序号

机械名称

规格或型号

单位

数量

备注

1

吊船

50吨

台

2

拖轮

500匹（暂定）

艘

3

运输船

4

交通船

370匹

5

浮箱

DF型（5m×

2.5m×

1.5m）

个

40

6

泥浆船

7

电焊机

BX1-500

16

8

吸泥机

Ф250型

9

柴油发电机

250KW

10

变压器

315KW

11

千斤顶

60吨

12

水泵

6寸

13

压风机

40m3/分

14

振动打桩机

中-250型

15

泥浆分离器

250

回旋钻机

TS-20HA

2、桩基础施工：

1）施工准备工作：

完成南岸筑岛至9号墩、北岸筑岛至6号墩、下河码头、便道等先期工作；

2）组拼导向船与导向架：

利用50吨吊船将导向船与导向架先组拼成整体；

3）定位导向船：

用拖轮将导向船、导向架整体托至设计位置，抛锚固定；

4）插打定位钢护筒：

钢护筒按设计图在钢结构场加工制造，经下河码头船运至墩位，利用50t吊船配合中-250型振动打桩机先插打6根钢护筒作，并连接为整体作为定位钢护筒；

5）将导向架下落到施工平台分配梁上，退出导向船，延伸导向架，插打其他钢护筒并连成整体，以导向架平台作为钻孔施工平台及围堰组拼平台；

6）钻孔、浇筑桩基水下混凝土：

在施工平台上安装钻机，用旋转钻机钻孔，用导管法浇注桩基水下混凝土。

3、钢围堰施工：

1）钢围堰制造：

按围堰组成，分段分节在钢结构加工场加工制作、预拼；

用汽车运至码头；

2）钢围堰拼装：

将围堰散件船运至墩位，在已有施工平台处利用50吨浮吊组拼成整体；

3）接高支撑钢护筒，在支撑钢护筒上安装围堰起吊支架及起吊系统；

4）起吊围堰，拆除与围堰下沉相碰的组拼平台构件，利用桩基钢护筒作定位导向，放松吊挂逐步下放围堰，围堰着河床后，通过在围堰内吸泥、加压等办法使围堰到达设计标高；

5）封底：

围堰下沉到位，经清基检查合格后，进行围堰封底，封底采取垂直导管法灌注水下C20混凝土封底。

6）钢护筒割除、清淤：

围堰内水抽干后，对漏水部位进行堵漏处理，测量放出桩顶高程，放出钢护筒的切割线，混凝土顶面以上割除钢护筒；

钢护筒割除过程中，同时人工清除封底砼表面浮渣；

高于设计顶标高部分用风镐凿除，低于设计顶面标高部分，用砼找平；

钢护筒割除完毕，桩头高于设计标高的混凝土用风镐凿除，桩头处理好后，进行桩基混凝土质量检测，合格后，安装承台钢筋；

7）钢筋、混凝土工程：

按常规及大体积混凝土施工方法施工。

水中墩承台施工工艺框图

4、水上抛锚布置及计算：

附后。

五、施工工期安排及保证措施

7号、8号主墩基础及下部构造施工从2006年8月1日起至2007年4月13日完成墩身施工结束，共计176天，工期安排详见“株洲西湘江特大桥施工进度计划横道图”。

主要控制工期的工序为桩基础钻孔及钢围堰组拼下沉，为保证工期按时完成，制定如下措施：

1）细化施工工序，制定重点工序的施工细则，对参与施工的所有人员进行技术与安全交底，工作落实到人；

2）加强对机械设备的检查，确保机械设备工作状态良好，必要时可增加重点工序设备数量，如旋转钻机等；

3）加强与海事、航道等部门的协调工作，确保在不影响通航的情况下，水上施工不受外界干扰；

4）保证足够的材料储备，不发生停工待料现象。

六、施工安全注意事项

1、按照最不利荷载情况，对围堰进行设计，各项指标达到要求。

2、对已沉钢护筒和平台，要做好防护措施，加强管理。

3、大型施工设施如钢围堰、起吊钢围堰吊架须经检查合格办理签证后方可使用。

4、钢围堰内外侧设置脚手架、梯子、脚手板、搭设应牢固可靠。

5、在围堰四周上设置必要的临时措施；

使用信号灯、旗以明示，设若干浮标，配置限航标志设施，发布限航通告。

6、大型构件的起吊、拖运、安装施工前，要掌握当天的天气预报，选择在风浪较小的天气状态下进行作业。

7、加强个人劳动保护工作，上甲板作业必须穿好救生衣，人行通道，施工平台设置栏杆，外挂安全网。

8、用电规范化，临时线路均架空、稳固，配电箱加盖锁盖。

9、配置足够的水上救生设施和消防设施。

七、附施工方案图

1、7号墩钢围堰施工方案图

（一）

2、7号墩钢围堰施工方案图

（二）

3、7号墩钢围堰施工方案图（三）

抛锚计算

一、概况

导向船按浮箱布置，每边布置8个浮箱（浮箱尺寸5×

2.5×

1.5m），共用16个。

整体长L＝20m，每边宽B＝5m，吃水深度T＝1m，φ＝10，f＝0.17，流速v＝3m/s，按六级风考虑W0＝20㎏/m2。

二、计算

1、作用于浮箱上的水力

A＝L（2T+0.85B）=125㎡

F=T×

B=5㎡

R/1=（FA+φf）v2=641.25㎏R1=2R/1=1283㎏＝1.283t

2、作用于浮箱上的风力

a、顺水流向

K=1.0

K1＝0.9K2＝1.0K3＝1.2

Ω＝5×

0.5＋2.2×

12×

2＝55.3㎡

P＝K1K2K3W0=0.9×

1.0×

1.2×

20=21.6㎏/㎡

R/2-1=KPΩ=1×

21.6×

55.3=1194.48㎏R2-1=2R/2-1=2389㎏=2.389t

b、垂直水流向

K1=1.3K2=1.0K3=1.2

Ω＝20×

2=62.8㎡

P＝K1K2K3W0=1.3×

20=31.2㎏/㎡

R/2-2=KPΩ=1×

31.2×

62.8=1960㎏R2-2=2R/2-2=3920㎏=3.92t

3、钢护筒下水时，作用于钢护筒的流水压力

C=0.04v＝3m/sA=2.2×

10.9=23.98㎡

R3=CV2A=8633㎏=8.633t

顺水流方向受力：

R1+R2-1+R3=12.305t（由两条锚绳共同受力）

垂直水流向受力:

R2-2=3.92t

R=√（12.305/2）2+3.922=7.295t

与水流方向的夹角α=17.7○

1选用铁锚G=R/5=7.295/5=1.459t

选用1.5t霍尔锚

②选用砼锚G=1.1R=1.1×

7.295=8.025t

选用8.5t砼锚

4、锚绳计算

锚绳选择：

Tb≥6G＝6×

8.025＝48.15t

选用φ32钢丝绳Tb=53.3t＞48.15t

锚绳长度按长锚绳计算：

φ32钢丝绳q=3.59㎏/mh=10mL0=5h=50m

单根锚绳长度：

L=Sm+L0=√h2+2hG/0.7q+L0=260m（钢丝绳）+50m（锚链）

示意图如下：

单位：

厘米