钢围堰下放封底专项方案.docx
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钢围堰下放封底专项方案
一、工程概况2
1、项目概况2
2、地形地貌4
3、地质4
4、水文及水位5
5、气象6
6、本工程主要工作项目6
二、主要施工方法7
三、施工准备7
1、围堰检查7
2、技术准备7
3、人员设备准备7
四、围堰下放8
1、下放吊机安装10
2、围堰下放10
五、围堰吸泥、定位11
1、围堰下放前吸泥12
2、围堰定位12
3、平台转换13
4、围堰隔仓砼灌注14
5、围堰吸泥下沉15
6、围堰刃脚封堵17
六、水下封底砼施工17
1、围堰封底砼施工方法17
2、围堰封底砼灌注顺序20
3、围堰封底砼灌注测量20
4、最后一次清渣22
七、下沉过程中出现异常情况处理方法如下：
22
1、下沉过程中钢围堰偏斜22
2、下沉过程中钢围堰漏水22
八、安全注意事项23
一、工程概况
1、项目概况
大桥总体上由东岸接线、西岸接线和跨越赣江的主桥组成。
主桥部分全长约1.6km，分为通航孔桥和非通航孔桥。
其航孔桥跨径布置为（79+5x150+79m），非通航孔桥跨径为49、50m，桥型布置采用六塔单索面斜拉桥，15～20#墩为斜拉桥的主塔墩，其下部结构基础为18根φ2.2m钻孔灌注桩，钻孔桩采用梅花形布置，桩长28～34m；承台截面为六边形，顺桥向尺寸18.4m，横桥向尺寸31m，其六个角上设置半径R=2m圆弧，承台顶标高+11.5m，底标高+5m。
双壁钢套箱围堰轮廓尺寸为34×21.4×17m，采用两段圆弧中间矩形结构，围堰侧尺寸比承台边外放10cm（每边），以抵消围堰偏位影响，围堰由上到底分为：
4m高的单壁+13.0m双壁部分（包含1.5m刃脚）+竖向主梁。
其中，双壁围堰壁间距1.6m，刃脚壁板和焊接段采用10mm厚钢板，其它部位壁板厚6mm钢板,竖肋为L63×6角钢，水平环板为100×12mm2和220×16mm2两种环板，外壁水平环板间的斜撑为L75×8、L100×8及L100×12角钢，围堰设置3道支撑。
钢围堰平面布置
2、地形地貌
大桥地处赣抚冲积平原之西部，地貌单元为赣江冲积平原一级阶地与河漫滩交接地段、河漫滩及赣江河床。
赣江两岸原为河漫滩，后经修建防洪堤改造成现状。
河流左岸防洪堤顶面高程约24.00m，堤外侧红谷滩红角洲新区，地势较平缓，地面高程在21~23.00m。
河流右岸为新城，防洪堤顶面高程约25.00~26.00m，堤顶宽约35.0m，堤底宽50m，防洪堤迎水面为块石护坡，坡度30°，块石最大直径可达100cm以上，堤高约5m。
堤防外侧地势较为平缓，地面高程在19.00~21.00m。
桥位河道围地面高程在1.70～14.50m之间，局部因采砂高低不平，高差约8.00m，地势变化较大。
河床底总体呈西低东高，西侧为主要通航通道，丰水期可通1000吨以上的船只。
拟建桥位赣江水面赣江南大道现状
3、地质
据钻探揭露的勘探深度，场地地层上部为人工填土（Qml）、第四系全新统冲积层（Q4al）、下部为第三系新余群（Exn）基岩。
按其岩性及其工程特性，自上而下依次划分为①素填土、②粉质粘土、③细砂、④淤泥质粉土、⑤中砂、⑥粗砂、⑦砾砂、⑧圆砾、⑨粉泥岩。
4、水文及水位
赣江是长江水系的第二大支流，总长827公里，流域面积8.3万平方公里，水量充沛。
根据桥址附近赣江外洲水文站河川径流分析，连续最大4个月径流量一般出现在3～7月，年径流量在一年中随季节变化，其多年平均各月径流量占全年径流量的百分比，从1月的3.2%开始逐月上升至6月达全年最高，6月占全年的18.7%，然后自7月开始又逐月下降至12月为最小。
水量主要集中在4～6月，径流量占全年的49.6%。
外洲水文站多年平均径流量逐月分配表
月份
平均流量（m3/s）
径流量（亿m3）
逐月分配（%）
1
828
22.17
3.2
2
1219
29.5
4.3
3
2226
59.63
8.7
4
3721
96.44
14.1
5
4296
115.06
16.8
6
4955
128.43
18.7
7
2660
71.24
10.4
8
1771
47.43
6.9
9
1538
39.87
5.8
10
1108
29.68
4.3
11
971
25.16
3.7
12
808
21.65
3.2
全年
2175
686
100
4～6月为丰水期（据外洲水文站资料，该三个月的迳流量占全年迳流量的53.4%，6月份最大，占全年的21%），11月～次年2月为枯水期。
勘察水面宽阔，水流较急，水深大，汛期可通4000吨左右船只，有记录的历年最大流量21400米3/秒（2010.6.22），还原流量24200米3/秒，百年一遇最大流量28510米3/秒，历年实测最大流速为2.53米/秒。
设计警戒水位为23.0m。
据下游八一桥水文站观测资料，一般水位标高14.5～17.5m，有记录的历史最高水位黄海高程为25.6m（2010.6.22），历史最低水位为11.88m（2011.12.23）。
据水文长观资料，赣江主流百年一遇水位24.01m，50年一遇水位23.76m，20年一遇水位23.25m，10年一遇水位22.68m，5年一遇水位22.12m，3年一遇水位21.57m。
本桥址处1992～2004年水位特征如下表：
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
全年
平均
14.74
15.15
15.9
16.82
17.32
17.71
17.07
17.33
15.91
14.87
14.72
15.99
最高
18.6
18.94
21.65
21.49
21.28
26.49
21.91
20.92
21.04
17.71
18.26
22.49
最低
13.09
13.04
13.37
14.41
14.43
14.32
14.06
14.15
13.98
13.77
13.57
13.08
5、气象
市属亚热带湿润气候，温暖湿润，四季分明，温差较大，夏季酷热，冬季寒冷，春季雨量较多。
历史最高温度43.2℃，最热七月平均气温29.7℃。
历史最低温度-9.9℃，最低一月平均气温4.9℃，日平均温度17.8℃。
大风时平均风速4.6～5.4m／s，历史最大风力为11级。
6、本工程主要工作项目
钢围堰主要工程数量表
序号
项目
单位
数量
备注
1
钢围堰整体起吊下放
t
2259
2
钢围堰下放吸泥
m3
41000
3
围堰封底混凝土施工
m3
7500
4
围堰刃脚混凝土施工
m3
2100
二、主要施工方法
钢围堰总重400t，高度17m，采用在桩基施工平台上拼装，整体起吊下放的方法。
围堰下放方法：
采用在1#、3#、12#、14#钢护筒作为支承立柱，在围堰侧壁设置4个下放吊点，通过下放吊机同时同步下放。
围堰下放至河床后，吸泥下沉至设计位置进行围堰堵漏封底，抽水进行主塔承台施工。
三、施工准备
1、围堰检查
钢围堰在施工平台上拼装完成后，对围堰进行全面检查，外壁板及隔仓板不得有渗漏现象；对整体围堰结构进行复查，不得有漏焊和焊缝高度、长度不符合设计要求处。
并记录各层吃水深度，反算目前壁板承受的压差是否符合设计要求。
2、技术准备
编制专项安全、技术方案，进行技术交底。
3、人员设备准备
专门成立围堰下放封底专业施工分队，由队长、质量技术安全负责人、下放小组、清淤吸泥小组、堵漏小组、砼封底小组等组成。
名称
负责人
作业人数
备注
队长
磊
质量技术安全负责人
易朋
下放小组
高毕珍
20
清淤吸泥小组
学良，喜
45
堵漏小组
喜
6
砼封底施工小组
高毕珍
20
主要设备清单如下：
吸泥施工平台船：
2艘
水上操作排：
4个
18KW吸砂泵：
4台
75KW吸泥机：
2台
13m3空压机：
2台
400t/500t穿心顶：
各2台
油泵：
2台
深水潜水设备：
2套。
四、围堰下放
本次采用围堰施工采用桩基水上施工平台上进行分层分块安装，安装完成后整体下放的方法。
围堰安装完成后，接高1#、3#、12#、14#钢护筒至设计标高作为支承立柱，安装下放吊，与围堰侧壁4个下放吊点连接，通过下放吊机四点同步下放。
如下图所示：
1、下放吊机安装
①下放吊机结构组成：
下放吊机结构包括钢护筒立柱，钢护筒上下分配梁，贝雷架纵梁，下放分配梁，倒顶架，φ50（PSB830）精轧螺纹钢，400t穿心千斤顶。
②下放吊机工作原理：
围堰壁侧均匀设置4个吊点，通过精轧螺纹钢与分配，贝雷架纵梁及穿心千斤顶相连，拧紧分配梁上螺母，穿心千斤顶先空载顶出油缸，四点固定同一行程，拧紧穿心千斤顶上螺母，松开分配梁上螺母，穿心千斤顶回油，钢围堰下放。
③下放吊机安装
钢围堰在平台上拼装完成后，根据设计要求接高1#、3#、12#、14#钢护筒至设计标高作为支承立柱，安装下分配梁，架设贝雷架纵梁，上面安装下放分配梁，安装倒顶架，穿φ50精轧螺纹钢，安装400t穿心千斤顶，1#、3#点穿心千斤顶串联，12#、14#点穿心千斤顶串联。
④下放吊机试吊
吊机安装完成后，进行试吊，消除各点连接间隙和塑性变形，确保各吊点起步后位移相同，同时检查穿心千斤顶的工作稳定性及结构安全性。
吊机试吊取围堰作为吊重物，穿心千斤顶同步起吊持力。
消除各点连接间隙和塑性变形；
检查设备及结构的安全性；
检查两组穿心千斤顶串联同步效果。
试吊完成后立即调整各吊点至同一标高，进行正式吊装。
2、围堰下放
下放吊机安装试吊合格后立即进行围堰下放。
桩基施工平台标高为+23.6m，围堰下放定位至河床标高后，再进行吸泥下沉。
直至+2.0m刃脚标高，吸泥清底，进行围堰封底。
具体步骤如下：
①在平台上设置围堰下放指挥台，负责各施工步骤术信息收集、分析，并下达操作指令。
②围堰下放前，先按设计要求将河床找平。
③穿心千斤顶顶面精轧螺纹钢螺帽拧紧，穿心千斤顶起顶，将围堰吊起0.5m，持力30min后，去除围堰底抄垫块，空出围堰下放空间。
④将分配梁上精轧螺纹钢螺帽拧紧松开至穿心千斤顶行程处，本次设置20cm高，定位。
⑤穿心千斤顶收回油缸，围堰下放。
此时注意两组穿心千斤顶的同步性，每1cm下放位置报一次数，确保四点下放的同步性。
每完成一次行程，以同一下放高度为停止下放的标准，确保四个点下放的高度相同。
围堰在下放过程中，若出现不同步下放时，采用单点配重的方法保持同步。
围堰下放时，出现5级大风应立即停止下放，并对现有的结构稳定性进行加固处理，确保安全。
⑥重复第“⑤”步骤，直到围堰下放至河床。
⑦围堰定位。
五、围堰吸泥、定位
本工程共有6套钢围堰，自然河床标高分别如下表：
墩台号
15#
16#
17#
18#
19#
20#
最高标高
7.6
7.12
7.34
8.73
10.46
11.26
最低标高
3.8
4.64
6.02
6.63
6.67
8.67
根据以上数据统计，河床标高起伏较大，且吸泥量大，目前赣江平均水位为16.82m，针对吸泥过程中的水深不同，采用空气吸泥和吸砂泵两种吸泥方法进行施工。
为节约施工时间，围堰吸泥分两个时间段进行，第一次吸泥为围堰拼装下放前，测量定位，采用吸砂船进行层放坡吸泥，第一次吸泥为围堰下放到河床后，进行侧吸泥下放至设计位置。
1、围堰下放前吸泥
根据吸泥过程中的水深不同，采用空气吸泥和吸砂泵两种吸泥方法进行施工。
本次围堰吸泥采用2台吸泥船进行吸泥，水深小于9m时，采用4台吸砂泵同时进行抽砂，水深大于9m时，采用2台空气吸泥机同时进行吸泥。
吸泥采用分层放坡的方法进行。
如下图所示：
围堰第一次吸泥至+3.0m左右标高，并测量河床标高，确保吸泥后河床高差小于0.5m，由潜水员下水找平，以保证围堰下水着床平移，不发生偏斜。
具体做法见围堰吸泥。
2、围堰定位
围堰第一次分层放坡吸泥至标高+3.0m左右，进行围堰下放定位，灌注隔仓砼。
①围堰定位着床
围堰下放前在围堰壁设置4组（上下各一个，共8个）定位滚轴装置，分别对应于1#、3#、12#、14#桩位护筒，上层定位滚轴位于+13.0m处，下层定位滚轴位于+9.0m处，其中迎水面设置15cm间距，背水面设置5cm间距，确保围堰下放位置准确。
围堰下放安装完成后，测量定位，采用手动葫芦在钢护筒拉围堰，将围堰调整到设计位置，再在定位轮上焊牛腿支撑定位，注意牛腿与钢护筒间距控制在3cm以，确保围堰能准确着床，且又不至于卡住。
围堰定位过程中定时测量围堰的平面尺寸和顶面高差，控制在设计要求围。
围堰顶面高差采用注水和压重的方法调平。
继续均匀注水下沉。
每注水1m注意观察井壁结构变形和渗漏情况，符合要求后继续注水，直到下放至设计标高，着床，此时围堰下放吊杆承受小于5t左右拉力，以防围堰刃出现突然沉降而导致围堰倾斜。
3、平台转换
围堰下放到河床后，立即拆除原桩基施工平台，搭设围堰吸泥封底操作平台，采用贝雷架纵梁直接搭设于围堰上，上面铺设脚手板，操作平台根据围堰封底砼施工时导管布置和测点布置而定。
4、围堰隔仓砼灌注
围堰定位下放至河床面后，立即灌注隔仓砼，继续加重下沉。
隔仓砼采用水下砼施工方法，砼标号为C25水下砼。
采用垂直导管法,导管径为260mm的钢管，水下混凝土靠自身流动性向四周摊开。
施工过程中，采用两根导管、两台砼汽车泵同时分别在围堰两端灌注砼。
灌注砼时，对称均匀进行施工。
隔仓砼灌注顺序如下图所示。
5、围堰吸泥下沉
围堰隔仓砼灌注完成后，继续进行围堰进行射水吸泥。
围堰射水吸泥采用两台空气压缩机。
围堰射水吸泥分两个步骤，先是在钢护筒周边吸，因在桩基施工过程中，护筒周边有部分造浆粘土，且此时桩基还未完成，不能进行大面积吸泥，吸泥管也不能大围拖动。
待桩基施工完成后，转换平台，从上游向下游开始纵桥向大面积吸泥，拆除上游吸泥部位的平台桥面，吸泥设备从上游往下游移动，拖动导管和吸盘纵桥向吸泥。
先测河床标高再吸，同时吸泥时边吸边用测绳测量河床标高，经确定吸泥效果并及时拖动导管及吸盘。
当河床标高达到设计要求，并且无影响水下砼施工的稀泥时认为吸泥符合要求。
符合要求后按拖动导管至邻近点继续吸，直到全部完成。
在吸泥过程中，为防止围堰外水头差过大，通过井壁上4个连通管及时向围堰注水，保持围外壁水头差小于5m。
吸泥导管口设一个大漏斗，加大吸泥面积，吸泥如下图所示。
根据施工过程对河床地质情况进行复核，各墩位强风化粉砂质泥岩标高约+3.35~+1.07m围，围堰刃脚标高为+2.0m，围堰吸泥过程中，由潜水员下水探明河床强风化粉砂质泥的实际标高，水下钻孔进行浅爆破至设计标高+2.0m，再吸泥清理干净。
6、围堰刃脚封堵
围堰吸泥完成，河床标高达到设计标高，并且无稀泥时，可以对该部分刃脚进行封堵。
派潜水员下水对围堰刃脚及整个底平面进行摸排，检查刃脚有无漏洞，底平面有无凸凹不平和大的突石。
刃脚处为防止混凝土灌注时出现外翻，将拌有干水泥的小砂袋从侧堆码围堰刃脚。
对于底平面凸凹不平处由潜水员扒平。
为了保证封底混凝土与钢护筒、围堰壁的良好结合,达到止水效果,需由潜水员用高压水枪将桩身和箱壁上的附着粘土冲洗干净。
在以上工作完成后在底平面上铺设50cm碎石垫层，以防止混凝土灌注时将底部泥沙挤起夹杂在封底混凝土中，造成围堰漏水。
六、水下封底砼施工
待围堰定位着床后，吸泥完成，刃脚封堵好后，进行围堰封底砼施工。
1、围堰封底砼施工方法
封底混凝土的施工采用垂直导管法,水下混凝土靠自身流动性向四周摊开。
砼灌注仅进行一次砍球，其余导管则采用单向堵头的方法进行灌注，即导管进入水中及插入砼中时，导管不进水，当导管灌入砼时，则砼将堵头冲开，进行砼灌注。
砼土导管单向堵头如下图所示。
水下封底面积较大，须布置多根导管。
导管间距布置如图所示，导管作用半径按10米考虑。
导管径为260mm的钢管，具有足够的抗拉强度和密水性，能安全地承受自重力和装满混凝土的重力。
导管组拼后要做水密试验，试验压力不小于入水深度水压的1.5倍。
导管组拼后要从下向上做长度和节数的标志，并用钢尺丈量出准确的长度。
灌注水下混凝土前用空气压缩机向导管充气，将岩面上的淤泥吹起悬浮于水中，起到二次清底的作用。
水下混凝土灌注前要精确探明基底各部位的标高，首先用尖锤测量导管底处基底标高，待首批混凝土灌入后再用平底锤测量埋管深度，其灌注顺序从上游向下游逐段进行灌注。
围堰水下施工完成，在施工平台上设计位置布设水封导管，导管一次布设完成，灌注开始后采用交替灌注前进，当1#~4#管灌注到一定程度后，根据需要插入5#、6#导管。
导管采用直径φ260mm钢管,导管顶部漏斗容量3m3左右（第一根导管贮料斗10m3），混凝土坍落度控制在20～22cm。
每根导管灌筑半径10m,流动度1∶8。
混凝土在拌和站拌制,由混凝土运输车运至现场,经混凝土泵输送到料斗中。
混凝土适量掺入粉煤灰和高效缓和剂，以提高砼的流动性，延长砼的初凝时间，本次采用JX-RSF型砼水下不分散剂，20小时初凝，采用微膨胀砼。
封底混凝土的浇筑由圆孤段开始，从一端向另一端灌注混凝土。
在浇灌过程中,要随时测量灌筑高度,以防超灌或欠灌。
为确保砼灌注时及砼强度到达前外水压平衡，应将围堰外连通门从围堰开始灌注到围堰抽水前一直开启。
围堰底面积极大，导管不能同时进行水封。
砼灌注仅进行一次砍球，其余导管则采用单向堵头的方法进行灌注，即导管进入水中及插入砼中时，导管不进水，当导管灌入砼时，则砼将堵头冲开，进行砼灌注。
提拔导管时,为防止混凝土由于出现假凝或凝固以至导管拔不动,一定要控制好导管的埋深。
水下砼封底导管插入顺序如下图所示。
2、围堰封底砼灌注顺序
首批封底混凝土，因本次采用高流动性水下不分散砼，砼流动度过1：
8，首封砼量太大，v=πR2h/3=53.6m3,R为扩散半径，h为导管底口处混凝土埋高，h=0.8m，因此，首封砼采用0.7m高φ2.0m钢护围护，确保首封导管封底成功。
本次封底预设置11个灌注点，配备6套导管，11个单向堵头。
第一根导管首封成功后，继续灌注水下砼，并定时测量砼面标高。
约灌注砼量为150m3时，测量3#导管处标高，达到0.8m后，立即进行3#导管灌注，两根导管同时灌注。
1#、3#导管灌注，至2#点达到0.8m后，插入2#导管，1#、2#、3#导管同时灌注，1#、2#点达到2.5m标高后，插入4#、5#、6#导管，6根导管同时轮流灌注，，测量标高，当1#、2#到达设计标高后，拔除1#、2#导管，插入7#、8#导管，轮流进行灌注。
砼灌注到一定时候，对围堰前半部分面积进行全面测量，用已拔出3#导管进行局部补灌，直至前半部分面积均达到设计标高。
继续灌注4#、5#、6#、7#、8#导管，根据实际砼面标高情况，插入10#导管，6根导管同时灌注。
待4#、5#、6#点到达设计标高后，拔出4#、5#导管，插入9#、11#导管，6#、7#、8#、9#、10#、11#导管同时灌注。
全面测量砼标高，确定各处补灌砼点并补灌达到设计标高，完成封底砼施工。
3、围堰封底砼灌注测量
封底施工时，根据要求对砼面进行测量。
1测量点布置
根据需要，在围堰平面设置测量点，具体布置如下图所示：
2断面分布
全平面分五个测量断面：
第一个断面测点：
3、4、5、6、7
第二个断面测点：
2、28、29、30、31、32、8
第三个断面测点：
1、27、26、25、24、23、22、9
第四个断面测点：
16、17、18、19、20、21、10
第五个断面测点：
15、14、13、12、11
3根据各测点，施工过程中，700m3砼灌注前，每一小时测量一次，各灌注点根据需要测量。
严格按测量标高进行砼补灌。
4封底砼施工时，注意测量围堰周边砼标高，当周边测点有突然变低时，应分析原因，防止围堰刃脚处砼处流的现象。
4、最后一次清渣
围堰吸泥完成后，围堰还会有部分沉淀浮渣，水下砼灌注时，浮渣随砼挤压推至围堰的另一端，浮渣积聚过多会影响封底砼施工质量，形成封底砼薄弱点，可能造成漏水现象，因此，在封底砼施工过程中，再进行一次吸泥，清除浮渣。
根据测量情况，当砼浇注至围堰面积2/3时，在围堰另一端进行吸泥，直至吸出水泥浆为止。
七、围堰验收
围堰验收分三个阶段，制造验收，下放定位验收，封底砼验收。
围堰平台上总拼完成后，进行外形轮廓及渗透验收。
双壁钢围堰允许偏差：
拼装偏差：
平面纵桥向偏差±27mm，平面横桥向偏差±42mm
顶面高差20mm
就位偏差：
倾斜度1%
中心位置顶面±100mm
平面扭角2°
封底砼高差：
+300mm，-200mm
围堰在下水前全面做煤油渗透试验，要求100%合格。
八、下沉过程中出现异常情况处理
1、下沉过程中钢围堰偏斜
利用分室隔仓,通过调整各隔仓中的注水量达到调整钢围堰偏斜的目的。
2、下沉过程中钢围堰漏水
利用水下焊接技术对漏水处进行补焊。
八、安全注意事项
1、灌注支架及所有工作平台一定要坚固可靠；上下通道及平台周围应加拉杆防护，平台间及通道外的空间应设安全网防护。
2、对机械设备在运转中应勤加检查，及时维修，保证正常运转。
3、严格交接班制度，防止因交接混乱而发生错误，造成安全及质量
事故。
4、对运输线路、平交道及水上来往船只，应作好交通安全工作。
5、对于水上船只及锚碇设备应有专人检查，出现问题应及时处理。
6、从围堰抽水后，一直到主塔施工出水面，设专人对围堰结构进行监控，以防施工不当或水位变化对围堰造成不安全因素。
7、发现异常情况立即进行紧急撤离，待消除安全隐患后后方可继续施工。
大桥钢围堰下放清淤水封专项方案
编制：
审核：
中铁九桥工程
2013年3月22日
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