双壁钢围堰施工.docx
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双壁钢围堰施工
双壁钢围堰施工
一、施工程序
加工钢围堰T同时拼组龙门船T在龙门船上拼组围堰底节T围堰接高T钢围堰浮运下沉就位T潜水员水下堵漏T在钢围堰上搭设封底工作平台T导管法灌注水下封底混凝土T钻孔灌注桩施工T拆除工作平台T围堰内抽水T破桩头T绑扎承台钢筋T承台立模T浇筑承台混凝土T墩身立模T浇筑墩身混凝土T围堰内注水T水下割除钢围堰T拆除龙门船。
双壁钢围堰的施工工艺流程图如下
1施工工艺
1.1钢围堰加工制作
钢围堰加工制作工艺流程：
设计钢围堰T下料T制作刃脚和水
平角钢桁架T按单元制作水平桁架T按单元拼装骨架T按节拼装骨架T检查、校正骨架T围堰内、外壁板焊接T检查焊缝质量T水密试验T焊制吊环、锚环、划高度标尺T成品检查验收T吊运接高。
钢围堰用钢材为Q235钢，水平加劲板（口12X160m）与竖向加劲角钢相交处，水平加劲板开孔板（口54x78mm处均对水平加劲板补偿焊接。
焊缝高度按设计尺寸焊够，竖向加劲角钢、水平加劲板与壳板之间为双壁间断焊缝75（150）mm即焊缝长150mm断开75mm两侧交错焊，焊缝高度6mm水平桁架的弦板（水平板）、竖向桁架的弦杆、隔舱板与钢围堰壳板之间以及水平桁架、竖向桁架各杆件之间均采用双面连续焊缝，焊缝高度8mm隔舱板与壁板要求水密，隔舱板加工时按水平板位置切出相应缺口，待安装水平板后电焊密封，各单元在胎架上制造，制造误差士3mm保证结构拼装尺寸及焊接质量。
水平板与壳板的焊缝，两端各留出250mm待各拼装单元之间拼组之后再焊接。
制作注意事项
a.水平桁架、竖向桁架及其它骨架在胎架上组拼，不符合精度要求的用顶杆校正，焊接时先点焊，再从一端向另一端推进，依次进行。
b.电焊前将焊缝处油污及锈蚀物清除干净，严格按照有关电焊操作工艺进行，为减少焊接应力及变形，除正确制定焊接顺序及工艺外，还要根据焊缝方向及部位，适当加设骑缝板或临时拉板，减少变形。
图6双壁钢围堰制作胎模
c.每节钢围堰的分节高度根据浮吊的吊重和吊高进行受力分析
和计算。
d.每节钢围堰制作完毕后检查制作精度，用油浸试验检查水密性能，不合格的进行补焊。
e.制作精度要求：
曲线部分半径差值不超过0.5%壁厚；围堰壁表面不向外突出或倾斜，每节倾斜度不大于2%o；围堰骨架构件必须保持设计位置，误差不超过3mm
图7双壁钢围堰制作单元
1.2钢围堰的拼装、下沉和封底
⑴龙门船的拼装
龙门船拼组所用的器材设备，都是利用汽车将单元构件运至现场，再用25t汽车吊和水上浮吊配合拼组而成。
首先是将浮箱吊放入水中，逐个用连接螺栓进行连接，形成两个浮墩。
在岸上拼装好连接梁，用水上浮吊将连接梁吊装到两浮墩端部与浮墩相连。
然后安装平台悬挂支撑梁，悬挂支撑梁与连接梁间采用型钢固定。
然后在悬挂支撑梁和浮墩空档上铺设工字钢，工字钢上满铺10mn钢板，形成作业平台。
利用汽车吊、浮吊在浮箱上拼组四个临时支墩，临时支墩采用拼装65式军用墩组成，在临时支墩上架设吊重桁梁，吊重桁梁采用64式军用梁拼装，在岸上预先拼好，采用浮吊安装，梁与墩间采用U
形卡连接。
在龙门船拼装的同时，在设计墩位上、下游按照要求抛设锚碇，待龙门船拼装完成就位后与龙门船上的电动锚机连接紧固精确定位。
具体见下图8、图9、图10、图11所示。
图8钢围堰拼装接高立面图
式军用梁
L
QS式军用墩
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4
—J
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11-11.F-I-|「
悬挂梁
—
中-浮箱
式军用梁
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\
65墩垫梁
、65式军用墩
电动锚机
图9钢围堰拼装接高平面图
图10龙门船浮箱拼装图图11龙门船拼
装图
⑵钢围堰拼装和接咼
钢围堰拼装和接高是在设计墩位处浮运龙门船上进行的，在浮运龙门船拼装平台上准确放出各单元体的轮廓位置，然后沿周边逐件拼装刃脚节（如图12），单元体用运输船运至设计墩位处（如图13）,用浮吊吊装，各单元拼装操作时要随拼装随调整，待全部点焊成型后，方可全面焊接。
底部拼装完成经全面检查合格后，利用浮运龙门船上的起重龙
门将底节钢围堰吊起，使之离开拼装平台5cm左右，仔细观察，无异常情况继续提升至能够拆除工作平台时为止。
经检查无误后，拆除拼装平台，操作起重龙门将钢围堰底节平衡地落入水中并注水使其下沉，然后将围堰底部和顶部所有拉揽收紧，使其保持垂直而不被水流冲斜。
在底节顶部定出一个测量基准面并准确进行结构尺寸的测量控制，然后由浮吊吊装上节钢围堰单元体拼装接高。
图12双壁钢围堰刃脚节第一节单元吊装图
图13双壁钢围堰单元体运输
图14双壁钢围堰单元及钢护筒
图15双壁钢围堰拼接
测量时，将高低刃脚的部位准确的用铅垂线引在钢围堰的侧壁，用油
漆或钢锯条画出刻痕，做出明显的标记，直至钢围堰的顶部，以便着床时控制高低刃脚的位置。
图16双壁钢围堰接高
⑶钢围堰定位、下沉、着床
a.机具准备：
钢围堰的着床是依靠向各舱内灌水压重下沉的，钢围堰在即将着落河床前快速地补水下沉，后期刃脚着床
后则采用灌水的方法使钢围堰稳定，因此必须要有足够数量的水泵向舱内加水。
采用8台每台30mVh的水泵向舱内灌水，水泵和舱室分别编号以便操作。
b.钢围堰定位：
钢围堰接高完毕并经检查无误后，通过浮运龙
门船四角的锚绳使钢围堰稳定垂直地浮运至墩位处，然后用全站仪进
行精确测量，控制方向和角度，利用龙门船的四角锚绳使钢围堰精确就位，使钢围堰稳定于墩位中心。
c.悬浮状态下的钢围堰接高下沉
底节钢围堰起吊下水后、迅速在围堰内对称注水使之保持垂直状
态下沉，然后按单元编号对称拼装接高，注水下沉，拼装接高交替作
业进行施工
围堰拼装注水下沉过程中，围堰内外水头差，相邻单元体水头差，空腹钢围堰水头差等必须满足设计要求规定。
随钢围堰接高和围堰内注水压重下沉交替作业，围堰上层拉缆亦需随之拆除、安装交替倒换上移，并随围堰入水深度增加随时调整拉缆受力状态，使围堰保持垂直。
围堰刃脚接近河床面附近时，必须加强对墩位处河床面的测量，及时掌握墩位河床面的冲刷及水位情况，以便选择围堰落河床的时机。
围堰入水定位时，不断测量测围堰平面位置和围堰各点的标高，以防围堰倾斜。
d.精确定位及钢围堰着床
钢围堰的定位、着床是施工中重要而关键的工序。
钢围堰定位与流速、水位、河床平整等因素有关，是一项细致的工作。
钢围堰的着床实际是钢围堰由悬浮状态变为相对的稳定状态。
采用高低刃脚配合插板技术，其着床的位置是固定的，对着床精度的要求更高，因此在设计高低刃脚时必须充分全面地对河床多次进行精确测量，掌握河床的实际情况，并对实测数据进行分析，才能做出正确设计，高低刃脚与河床面地形相吻合，能够使钢围堰顺利地着床到设计的位置。
由于河床地形复杂，呈凹凸不平状，双壁钢围堰刃脚节的设计，必须要有准确的河床地形测量作保证，根据四次测绳测量的数据和河床地形探测仪测量的结果，3#墩处河床地形（见图17）：
2号墩
图173号墩河床面实测标图
经对测量结果进行分析，承台底面的标高为168.05m,而沿钢围
堰内侧的部分标高已接近承台底面的标高，局部封底砼的厚度无法保证。
由于水下爆破费用很高，且周边环境不允许爆破，河床地形不做任何处理，在双壁钢围堰内承台外侧部分，因标高已接近承台底面的标高，灌注封底砼之前，将此处安装立起一块模板并与钢围堰内侧相连，模板与钢围堰内壁间隔一个隔舱，以保证此部分封底砼的厚度;
对于其他地方则采用高低刃脚配合插板的设计方案。
图18双壁钢围堰混凝土分隔舱图1图19双壁钢围
堰混凝土分隔舱图2
根据河床地形情况采用插板配合高低刃脚方案的要求是：
低刃脚
设在河床地形最高段，此处河床地形标高高于设计标准刃脚底标高，故采用低刃脚；高刃脚设在河床地形最低段，此处河床地形标低于设计标准刃脚底标高，故采用高刃脚。
根据实测河床地形，低刃脚设在3#墩下游方向河床地形最高段（见图17）。
插板高度根据河床地形标高距设计刃脚底标高进行设计，插板设竖向加劲肋，竖向加劲肋从刃脚底面延伸至插板底面。
当钢围堰插板部分高度大于1.26米时，竖
向加劲肋增设竖向桁架（见图20）。
插板材料为6mn钢板，与钢围堰内壁的刃脚底面焊接，搭接长度20cm钢围堰的插板展开后（见图
21按平面图的顺时针方向展开）。
图20竖向桁架示意图
:
ana
图开展分部板插段触接面岩与底堰围钢2图
图22双壁钢围堰底节高低刃脚及插板图1图23双壁钢
围堰底节高低刃脚及插板图2
图24双壁钢围堰底节高低刃脚及插板图3
钢围堰着床是通过向围堰双壁内快速大量的灌水压重的办法来实现的。
首先灌水调平钢围堰，使钢围堰处于设计位置上；其次向各舱内均匀注水，使围堰逐渐下沉，并且不断地测量钢围堰中心位置和高差，测刃脚插板标高，待刃脚插板距河床最小距离为0.3〜0.5m时,停止灌水，再用水头整平围堰，调整围堰的中心位置；当符合规范的要求后，在钢围堰双壁间隔舱内同时注水使其迅速下沉，同时测量，以确定钢围堰的着床位置，注水时要向先着床部位进行偏注水，调平后再整体注水，注水时要注意使钢围堰各舱内水头差及舱内外水头差不能超过设计允许值。
钢围堰着床工作尽量安排在水位低、流速小的时间段进行。
围堰下沉前对墩位处的河床再次进行全面的测量，根据测量情况，再一次确认岩面处的河床标高。
钢围堰到达岩面，经测量确认位置偏差在规范允许范围之内后，由潜水员下水对钢围堰刃脚四周及围堰底面进行触摸，做好记录。
而后根据触摸结果及测深记录确定护筒的下料长度。
钢围堰下沉完毕后，由潜水员用砂袋封堵钢围堰刃脚插板下的缝隙以免封底混凝土流出。
钢围堰刃脚插板与河床岩面的缝隙最大iicm钢围堰与河床接触面全环内外均采用砂袋堵塞，使钢围堰内部
密封，河床面基本无覆盖层，无须进行吸泥清基。
然后安装钢护筒，利用工字钢搭设封底混凝土施工平台。
定位完成后，对双壁钢围堰平面位置精度用全站仪进行检查，横向偏差9cm纵向偏差7cm垂直度偏差4cm,施工精度符合要求。
钢护筒必须设置钢护筒定位架，钢护筒定位架的作用是：
保证钢护筒位置准确、垂直。
钢护筒定位架设在钢围堰高度1/2处,定位架的净尺寸1540mn，按钢护筒尺寸1500mnd加40mm空隙考虑，为了保证钢护筒的刚度，钢护筒每隔1.5m用/50x50X6mm角钢加设一道箍圈。
钢护筒定位架结构（见图25）：
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16槽钢
护筒定位架
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图25钢护筒定位架结构图
图26双壁钢围堰钢护筒定位架
钻孔平台设在钢围堰上，钻孔平台上考虑设两台冲击钻同时钻
孔，钢护筒顺线路方向各焊一牛腿，牛腿顶面标高和钢围堰顶面标高
相同，钻孔平台布置示意图（见图27）:
I32a
L=12m
2艮了30a
2根I32
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■-rCLL
L=13.U8m
2根I32a
L=12m
2根I乜oa
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3
L=13.08m
图27钻孔平台布置示意图
⑷水下混凝土封底
封底混凝土的作用一是作平衡重的主体，二是抵抗水头差对钢围堰产生的上浮力，三是防水渗漏，四是承台的承重底模。
封底混凝土施工是钢围堰施工成败的一大关键。
主要难点是水下混凝土灌注面积大，而且水位深，钢围堰封底中，采用单根导管的灌注方式，无法达到设想的效果，而且混凝土随时可能被水冲刷稀释而解散，质量难以
保证。
为了克服上述难题，施工中我们采取了以下几点措施：
a.提高封底混凝土的坍落度及强度级别，将混凝土坍落度控制在18〜20cm并将原
设计C20混凝土按C25配制，另外掺加粉煤灰和高效缓凝减水剂，提高混凝土的流动性和延长混凝土的初凝时间。
b.封底采用泵送混凝土多点快速灌注，整个封底采用三套导管,
呈三角形布置，根据计算首盘混凝土方量，加工大型储料斗，按水下混凝土灌注方法进行封底施工，混凝土输送泵运输混凝土进行。
封底混凝土厚度为2.69m,共灌注246m3。
封底混凝土必须进行抗浮及强度验算。
①封底混凝土整体抗浮验算钢围堰封底完成抽干水后,内外水压力差形成的力将对围堰产生向上的浮力,浮力将由钢围堰自重、封底混凝土自重及封底混凝土与河床岩石面的摩阻力来平衡。
钢围堰理论重量:
118.71t封底混凝土的容重:
2.3t/m
封底混凝土与河床岩石面的摩阻力
:
15t/m
P总抗浮力=P钢围堰自重+P封底混凝土自重＋P摩阻力
2
=118710X9.8+2300X10.782/4XnX2.69X9.8+
2
10.7874XnX15000X9.8
=20114KN
P上浮力=p液Vg
=1000X13.182/4XnX（7.95+2.69）X9.8=14226KN
计算安全系数:
K=P总抗浮力/P上浮力
=20114/14226
〜1.41>1安全
②封底混凝土强度检算
承台底面标高168.05m,墩中心河床面标高165.36m,承台底面以上水深7.95m。
封底混凝土厚度2.69m,封底混凝土的容重2.3t/m3混凝土标号C20,封底混凝土顶面有浮浆，底面有泥土渗入，计算厚
度按2.0m考虑。
作用于封底混凝土底面的向上水压力：
2
q=（7.95+2.69）-2.3x2.0=6.04t/m2=0.604Kg/cm
a.按周边支承的圆板计算，圆板中心的弯矩：
M=1/16x0.604x（539+60）2x（3+1/6）=42892Kg•cm
W=1/16x2002=6667cm3
封底混凝土中的弯曲拉应力:
2
（Tmax=42892/6667=6.43Kg/cm>[（Tw]=4.0Kg/cm
b.钢护筒之间的封底混凝土按固结双向板计算：
a=560cm，b=380cm，a/b=1.47
封底混凝土中的弯曲拉应力：
22
（Tmax=0.4469x（380/200）x0.604=0.974Kg/cm2<[°w]=4.0Kg/cm2
封底混凝土强度满足要求。
⑸钻孔桩及承台混凝土施工
封底完成七天后，开始在3#墩双壁钢围堰钻孔平台上进行钻孔桩施工，钻孔桩施工与传统施工程序相同，钻孔桩施工完毕后，抽干钢围堰内积水，抽水时，每抽2小时停一小时，观察钢围堰的变形，慢慢抽干。
抽干后，稳定1天的时间，待稳定后，施工人员再进入钢围堰进行承台和墩身的施工。
抽干钢围堰内积水后，发现混凝土表面比较平整无渗漏现象效果很佳，然后割除钢护筒，清除高于承台底面的混凝土，然后按传统的方法安设钢筋（包括预埋墩身钢筋及其他预埋件），灌注承台混凝土。
图28钢围堰上钻孔桩施工
⑹割除钢围堰
墩身施工完后及时向围堰内注水，使钢围堰内外无水头差，潜水员在分隔舱内进行钢围堰切割。
钢围堰切割分单元进行。
切割好的单元用浮吊装上运输船，由运输船运至岸边，采用25t汽车吊吊装上岸整齐堆放。
具体作业如下图示：
图30双壁钢围堰切割后吊
图29双壁钢围堰安全渡洪
装运输上岸
二、资源配置
1.机具设备
编号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1「
浮吊
30t
:
艘
1
起重作业「
2
龙门船
艘
1
作业船
3
交、直流弧焊机
500A、600A
台
18
钢围堰加工、拼接
4「
卷板机
2000mrX6mm/5.5Kw
台
1
加工钢围堰:
5
自动气割机
台
4
加工钢围堰
6
柴油发电机
50Kw120Kw
台
2
紧急供电
7「
轮胎式装载机
柳工ZL5OC/3r3
台
1
拌合站装料—
8
混凝土输送泵
HBT600/75KW
台
2
泵送混凝土
91
混凝土拌合机
800L
台
2
搅拌混凝土
10
潜水设备
:
套
4
11
救生艇
8t
艘
1
12
运输船
:
艘
1
运输钢围堰单元「
13
水泵
30rrVh
台
8
14
电动卷扬机
10t
台
4
15:
汽车吊
25t
台
1
吊装围堰单元「
16
六四式军用梁
t
260
2劳动力组织
序号
工种
人数
备注
11
指挥
2
施工组织管理—
2
技术人贝
6
施工组织设计，现场技术指导
3
测量工
2
定位、下沉测量工作
4「
船员
15
P运输船、浮吊、龙门船管理、操作
安全员专职
1
日常监督检查
5
女全员兼职
2
:
现场、水上设备安全管理
6「
电工
4
供电
7
浮吊司机
2
操作浮吊
8:
机械司机
16
操作卷场机、拌合机等—
9
电焊工
34
钢围堰加工及接高
10
起重工
3
钢围堰吊装、接咼
11「
普工
30
配合施工
合计
117
3材料、资金略
三、关键控制点：
1、焊接质量的检查
每个单元完成后，全方位的检查钢围堰的焊接质量，发现有不合格的焊点和焊缝立即整改，特别是焊缝的长度和高度，以及有无假焊、漏焊现象，并对焊缝进行水密性检验，确保钢围堰的整体受力效果能够满足设计要求。
2、测量
钢围堰着床前，组织测量人员认真进行监控，确保钢围堰的平面位置符合设计；着床后，再次进行测量，检查钢围堰的堰顶、底面中心与设计中心在平面纵横向的位移量不大于规定要求。
3、堵漏工作
堵漏是由潜水员在水下进行的工作，也是封底混凝土成功的基础工作。
对潜水员的要求较高，作业时，潜水员要定时替换，保证潜水员的体能充沛。
现场技术人员不断与潜水员进行交流，了解河床面的走向，采取正确的封堵方法，以保证封堵材料在灌注混凝土时不发生移动。
4、封底。
封底混凝土施工是围堰施工成败的关键工作，施工前，由项目经理组织施工人员充分研讨，充分准备，制定紧急预案。
多点灌注混凝土时技术人员不断测量水下混凝土的标高，及时更换导管位置，确保水下混凝土流动性良好和保证混凝土作业的连续进行，不得中断。
5、封底后的检查。
封底混凝土完成后，由专人进行观察，记录围堰内的每小时水位升降情况，以判明围堰底是否有渗漏现象，以便采取相应的措施；对水位升降情况做好记录，及时对围堰内进行抽水和补水，防止封底混凝土未凝固时受水冲刷产生开裂。
6、抽水工作
升级会员 