双壁钢围堰作业指导书.docx

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双壁钢围堰作业指导书

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双壁钢围堰作业指导书

1.0编制目的

明确双壁钢围堰施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范双壁钢围堰施工。

2.0编制依据

《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号

《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-2005

3.0适应范围

本作业指导书适用客运专线或高速铁路桥大型河流水深流急的深水基础，能承受较大水压，保证基础全年施工安全渡洪。

特别是覆盖层较薄（0.5～2m）的平坦岩石河床。

4.0工艺概述

钢围堰既是围水挡土的临时构造物，同时其顶部又是水中施工的平台。

它具有良好的刚度和水密性能，因此在深水施工中得到了应用。

在下卧层为密实的大漂石或岩层，不能采用钢板桩围堰，且因工程要求，在坑内爆破作业时不宜设立支撑，单壁钢套箱围堰不具备足够的构刚度时，更显出双壁钢围堰的优势。

此外在双壁钢围堰内还可进行钻孔灌注桩等施工。

5.0作业内容

双壁钢围堰桥基施工作业内容有双壁钢围堰在岸边或拼装船上拼装、浮运就位、起吊下沉、钢壁接高并在壳内灌水或混凝土、着床下沉至基岩面、清基封底、基础混凝土灌注、围堰拆除等。

6.0质量标准及检验方法

双壁钢围堰质量检验和质量标准

7.0施工机械及工艺装备

7.1双壁钢围堰

双壁钢围堰是一个带有斜面双刃脚的圆筒形双壁水密钢结构。

在基础施工过程中起防水挡土作用，不参与主体结构的受力，围堰内部没有隔墙。

根据施工条件围堰全高可分数节制造，每节又对称分数个单元制成单元体。

施工时，将已拼就的底节围堰浮运至桥墩位，起吊下水，然后接高并在围堰内灌水下沉，围堰落入河床后，视需要在围堰内灌注混凝土（或灌水）以增加围堰重量并在围堰内吸泥使其渐渐均匀地下沉至设计高程。

双壁钢围堰具有重量轻、浮力大特点，在钢围堰浮运就位起吊下水后能象船体一样稳定垂直地自浮于墩位处水面上。

围堰整个下沉过程中不需钢气筒和供气系统、充气机械等。

双壁钢围堰制造、拼装、接高的所有焊缝，质量要求很高，所有焊缝除满足施工图要求外，还必须经水密试验确保不漏水。

双壁钢围堰平面为一圆形钢环结构，刚度好，施工方便，是刚劲可靠的防水结构。

通常钢围堰有单壁和双壁两种，双壁钢围堰具有更大的刚度和更大的作业空间，所以它更方便施工并能适应更大的水深。

双壁钢围堰常为圆形，也有为适应基础形状而做成异形的，其堰壁钢壳由有加劲肋的内外壁板和多层水平桁架所组成。

堰壁底端设刃脚，以利于切土下沉。

在堰壁内腔，用隔舱板将其对称地分为若干个密封的隔舱，以便利于不平衡的灌水来控制其在下沉时的倾斜。

制造双壁钢围堰时立面分若干层，平面分若干块，其大小可根据制造设备、运输条件和安装起吊能力而定。

当条件许可时，块件宜大，以减少工地焊接，提高质量，加快进度。

双壁钢围堰可由[16～[20槽钢、∠70×70～∠100×100角钢以及扁钢焊接或部分螺栓连接，构成平面为矩形或圆形的双层骨架，底部设刃脚；用角钢、扁钢和钢板制成内外壁基本板块和隔舱板，然后拼成能满足水深和受力要求的双壁钢围堰。

7.2主要施工机械装备

拖轮2艘、浮吊l艘、平头铁驳10艘、救生艇1艘、桅杆吊机3台、电动空压机3台、柴油发电机2台、高压水泵2台、混凝土搅拌机2台、电动卷扬机12台、交、直流电焊机18台、减压舱1个、卷板机1台、剪板机1台、自动电焊机2台、吸泥机4台、全站仪2台、流速仪1台、测深仪1台、万能杆件（N型）325t等等。

8.0施工准备

8.1围堰大小和高度的确定

根据河道水文地质和工程需要确定其大小和高度。

8.2制定好围堰组装和吊装方案

对一般大中型围堰，若墩位处水流条件允许，可在墩位处、拼装船上组拼；整体吊装上下对接，每节高度一般不超过5m，总重不大于100t。

对特大型双壁钢围堰，必须合理确定分节高度，分节分块组拼接高下沉。

9.0工艺及质量控制流程

双壁钢围堰施工工艺及质量控制流程见下图。

双壁钢围堰施工工艺及质量控制流程

10.0工艺步序说明

10.1双壁钢围堰施工

⑴双壁钢围堰应进行专门设计，围堰的尺寸、强度、刚度及结构稳定性、锚碇方法等应满足施工图及施工要求，围堰高度应按下沉深度和施工期间可能出现的最高水面高程及浪高等因素确定。

当围堰需下沉到岩面时，可按岩面及风化层情况做成等高或与岩面倾斜度相同的不等高刃脚，围堰顶面可作为承台施工平台。

⑵双壁钢围堰宜分节、分块在工厂制造，块件大小可按制造设备、运输条件、工地安装起吊及移动能力决定。

出厂前，应按施工图检查复核块件结构尺寸，应采用适当方法对块件焊接质量进行检验，必要时应做水压试验，发现焊缝渗漏处铲除烘干重焊。

⑶双壁钢围堰落至基岩面或不被冲刷的地层中修建低承台的钻孔桩基础时，围堰浮运、定位、接高、水中下沉、落底、土中下沉和清基等，除应符合相关施工技术标准的有关规定外，且应使预埋在水中及封底混凝土中的钻孔钢护筒位置满足施工图要求，钢围堰顶面满足施工平台设置需要。

10.2围堰制作和加工

双壁钢围堰的制作，宜在工厂中按互换件或对号入座的办法制成块件。

各节、块之间必须安设防水胶条。

围堰分块应该在工厂或工地车间的胎架上以平卧的形式制造，并且在组装后翻身，尽量避免立焊或仰焊，以保证焊接质量。

围堰内外壁应满缝施焊，无伤痕、无漏焊、无砂眼。

对钢板与角钢水平杆的焊缝长度，宜大于100mm，间距≤80mm。

角钢骨架间的焊接应满焊，在骨架块的外壁板上，焊接吊环。

组装成型后，应对围堰尺寸、高度、倾斜角以及焊接质量进行检查验收。

确定好分块大小和分节高度后，为保证块件制作精度，提高功效，应事先制成高精度的定型模具，尤其是弧形模板。

块件制作是先在施工平板上加工成件，然后置于立式模具中，移动活动模，用手拉葫芦合模，强制块（板）件定型拼接，然后松开活动模，将块件起吊出模，按拼装顺序编号，并依次先后运至现场或墩位组拼。

钢围堰底节拼装工作，在岸边拼装船上进行，将各基本单元体拼装、焊成一个圆形薄壁钢结构浮体。

底节钢围堰拼装前，应事先将两艘400t铁驳连成一个整体，连接强度应在可能达到的荷载作用下能保持其基准面不致变动。

在铁驳面上准确放出各单元轮廓位置，然后沿周边逐件拼装，操作时要随拼装，随调整，待全部点焊成型后，方可全面焊接。

底节钢围堰在岸边拼装船上拼装的同时，墩位处和上、下游定位船锚碇设施应按照施工图要求基本抛设完成。

按施工图在岸边组拼导向船并把导向船与围堰底节拼装船连成一牢固的整体。

图10－1双臂钢围堰浮运船组

图10－2围堰与导向船的拉缆

10.3浮运就位及起吊下水

在选定制作底节地点时，应考虑下水方案：

涨水自浮还是滑道下水。

采用滑道下水应修筑好临时轨道和滑道，在墩位处布设定位船、导向船组和锚定系统，敷设高压水下电缆，准备好水上供电系统。

底节下水浮运应选择好气候和水位。

底节就位后向围堰各隔舱对称均匀加水，使底节平稳下沉，至下沉到一定高度随即拼装接高，此后继续加水，边下沉边接高，直至各节拼接完毕。

底节围堰拼装完毕经检查合格后，将拼装船与导向船组用拖轮拖运至上游定位船侧处，连好锚绳及拉缆，导向船组顺流至墩位初步定位。

系好钢围堰上层拉缆、临时下层拉缆和下层拉缆。

绞紧锚绳和收紧上、下定位船与导向船之间拉缆。

安装水上供电设施和通信设施。

利用导向船上起吊设备将底节钢围堰吊起，使之离开拼装船船面上0.10m左右，观察10min，如无反常情况则继续提升直至其高度能使拼装船退出，即停止提升。

迅速将拼装船向下游方向退出。

拼装船退出后，底节围堰徐徐平稳地落入水中，然后将围堰底部和顶部所有拉缆收紧，使其保持垂直而不被水流冲斜。

底节围堰起吊下水后，通过导向船四角的导向架和锚绳、拉缆共同作用，底节双壁钢围堰象船体一样稳定垂直地自浮于墩位处.如图10－1～图10－3。

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，注水下沉和拼装接高作业交替进行施工。

围堰拼装注水下沉过程中，围堰内外水头差，以及相邻单元体水头差，空腹钢围堰水头差等必须满足施工图要求的规定。

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，应加强对墩位处河床面的测量，及时掌握墩位处河床冲刷及水位情况，以便选择

围堰落河床的时机。

图10－3起吊围堰图10－4围堰着床沉入河床

精确定位及围堰落河床：

围堰落河床工作应尽量安排在水位低、流速小时进行。

围堰落河床前对墩位处河床进行一次全面的测量。

若与预计不相符，不能满足围堰落河床后使围堰进入稳定深度及围堰露出水面的高度时，则应根据实际情况，调整围堰落河床时高度，以满足围堰落河床的各项要求。

围堰落河床前，应对所有锚碇设备进行一次全面检查和调整，用调整锚绳和拉缆的办法使围堰精确定位。

纵、横向精确定位的位置与施工图标示位置的偏差应视河床情况而定。

落河床时墩位处河床由于冲刷而高差较大时，应视情况抛小片石进行河床调平，使围堰刃脚尽可能平稳着床。

10.4着床下沉

着床前围堰刃脚下河床如因水流冲刷呈现高低不平时，可从围堰内偏上游一定范围抛填一定数量大小均匀的碎石（或卵石），以减少局部冲刷，使河床面较为平整，以利于围堰顺利着床。

围堰精确定位后，应加速对称在围堰内灌水，使围堰尽快落入河床。

围堰入河床进入稳定深度后解除下层拉缆，如图10－4。

吸泥下沉：

围堰落床后，应继续接高并在围堰内灌水或在围堰内填充混凝土，增加围堰重量，辅以在围堰内吸泥，使围堰迅速下沉。

如此接高、灌水（填充混凝土）、吸泥作业交替进行，直至围堰刃脚达到施工图标示基底高程。

在覆盖层中围堰下沉的主要手段是用空气吸泥机吸泥，如遇有黏土层还应配合高压射水。

吸泥时要经常观察围堰内、外水头差、注意随时补水，避免大的翻砂。

采用吸泥下沉时，应向堰内补水，保持堰内水位不低于堰外，当下沉效果不好时，可在离围堰内壁一定距离处对称吸泥。

吸泥时应防止吸泥机直接伸到刃脚下吸泥或在刃脚附近吸泥过深。

10.5清基封底

在围堰着床后，首先在围堰四周外侧堆砌一圈土袋，在刃脚内侧灌注水下混凝土堵漏。

然后用吸泥机等机械按基底方格网坐标划分区域逐块清挖，由潜水员下水逐块、逐片检查，量测坐标点高程。

10.6围堰拆除

设计、制作时宜考虑好围堰拆除方案。

拆除围堰的一般步骤：

（1）将各隔舱内的水抽干使围堰浮起；

（2）用平台或机船上的吊车将围堰下游片吊起，使围堰处于倾斜状态，人进入下游侧交角的隔舱内拆除螺栓；（3）打开下游片，用机船将围堰拖离墩位；（4）合拢下游片恢复原状，拖至岸边整修后重复使用。

10.7围堰施工注意事项

（1）钢壳在水中靠灌水压重下沉，而在覆盖层中靠填充混凝土压重和堰内抽水取土下沉。

（2）下沉到位的钢围堰，其钢壳的刃脚应全部稳妥地支立于基岩上，以保证清基和顺利钻孔。

（3）当封底混凝土灌注完后，由潜水员在水下拆除连接螺栓，将固定支架吊出水面。

（4）在不能排水开挖基坑时，围堰起到围水和支承坑壁作用，使堰内形成静水环境，使水下开挖和水下混凝土灌注成为可能。

11.0作业组织

双壁钢围堰法桥基施工人员应包括：

双壁钢围堰拼装、浮运定位、下沉、施工平台搭架、抽水堵漏、水下混凝土灌注等班组共180人左右。

12.0生产效率及材料消耗

12.1生产效率

生产效率主要取决于双壁钢围堰拼装速度和定位下沉效率。

双壁钢围堰加工拼装时间一般需要30d左右，围堰下沉定位10d左右，基坑开挖时间20d左右。

12.2材料消耗

双壁钢围堰法桥基施工的材料消耗主要有槽钢、角铡、扁钢等型钢、混凝土等．材料消耗的数量取决于基础的尺寸。

13.0安全生产与环境保护

双壁钢围堰法施工属大型水上联合作业，吊装作业多。

钢围堰是施工中挡水结构物，在设计时应进行钢围堰的安全可靠性论证，在施工过程中，应加强钢围堰的变形等观测，一旦发现不安全因素应及时采取果断处理措施。

施工中，必须制定切实可行的水上作业和吊装作操作细则及安全规定，确保施工安全。

钢围堰中的施工垃圾，应采取妥善处理措施，不得随意丢弃在河道中。