钱江铁路新桥工程双壁钢围堰施工工艺正式版.docx

1、钱江铁路新桥工程双壁钢围堰施工工艺正式版中铁大桥工程局集团第二有限公司施工作业技术标准编号： Q / DQ 02S 369QJ122008新建杭州钱江铁路新桥工程双壁钢围堰施工作业指导书 项目总工程师： 工程技术部长： 复核： 编写： 发布时间：2008.8.24 实施时间：2008.8.24目 录一、工程概况 1二、编制依据 2三、主要机械设备 3四、围堰总体施工方案及工艺流程 3五、主要施工方法及工艺 5（一）、钢围堰制造 5（二）、钢围堰焊接工艺要求 7（三）、钢围堰拼装 11（四）、钢围堰下沉 13六、施工安全质量注意事项 18 一、工程概况1、工程简介杭州钱江铁路新桥位于钱塘江干流杭

2、州市河段，北岸为杭州市彭埠镇，南岸为杭州市萧山区。线路向北接改建后的杭州东站客专场，向南引入萧山站客专场，是沪杭甬客运专线杭甬段和杭长客运专线的重要组成部分。项目桥址位于杭州铁路枢纽既有钱江铁路二桥铁路桥上游，铁路新桥桥梁中心与既有钱江二桥铁路桥中心距为29.25m，两桥内侧线路中心距为20.2m。新建杭州钱江铁路新桥工程主桥桥跨布置为45m+65m+1480m+65m+45m预应力混凝土连续箱梁，主桥共17个主墩，其中44#和60#墩采用矩形承台，下部为15根2.0m钻孔桩，呈矩阵型布置。45#51#、53#59#墩为八边形承台，下部为17根2.0m钻孔桩，呈梅花型布置。制动墩52#墩为圆八

3、边形承台，下部为14根2.5m钻孔桩，呈梅花型布置。除52#制动墩承台5m厚外，其余主墩承台均4m厚。墩身、承台、桩基础混凝土标号均为C40。2、自然条件地质概况根据设计院勘察显示，场区表层多为第四系全新统冲海积(Q4al+m)形成的粉质黏土、淤泥质粉质黏土及粉土、粉砂，下部为第四系上更新统冲洪积(Q3al+pl)形成的粉质黏土、粉砂、中砂、细圆砾土等。下伏基岩为白垩系下统朝川组(K1c)泥质粉砂岩、含砾泥质粉砂岩和含砾砂岩。水文特征钱塘江河口为强潮河口，其潮汐为正规半日潮，一日两涨两落。潮汐除了随天文条件而变化外，还明显地受河床纵横向变形的影响。河床变形则受径流左右，丰水年水量充沛，河口段沙

4、坎刷低，江道主槽顺直，则闸口和七堡低潮位降低，潮差增大。枯水年沙坎高程高，主槽弯曲，低潮位抬高，潮差减小。本河段高低潮位年内变化较大，以梅汛后的710月大潮期高潮位最高，低潮位最低，潮差也最大。钱塘江是喇叭型河口，河口段内有庞大的沙坎使外海传入的潮波剧烈变形，致使涨潮历时缩短，落潮历时延长，其中七堡的涨、落潮历时分别为1小时25分钟和11小时。3、围堰结构主桥47#53#墩基础施工采用双壁钢套箱围堰法，钢围堰平面为八边形，46#51#、53#墩钢围堰平面尺寸21.426.9，壁厚1.2m；52#墩钢围堰平面尺寸24.626.3，壁厚1.2；围堰高13.117.0m，围堰重约362590吨，钢围

5、堰主要作为基础施工的挡水结构。钢围堰分底、中、顶三节制造安装，高度4.0m6.0m不等，每节分12块，每块重量为815吨。由内外侧板、隔舱板、吊杆、内支撑及导向装置组成。围堰主要参数如下表：4653墩双壁钢围堰设计参数表墩号承台底标高（m）承台高度（m）承台顶标高（m）承台入土最大深度（m）围堰高度（m）围堰总重（吨）施工水位（m）是否考虑潮涌备注47-4.5754-0.5750.47517.0590+7.85是48-4.5754-0.575-0.22513.1362+5.0否49-4.5754-0.5751.97513.1362+5.0否50-4.5754-0.5751.47513.1362

6、+5.0否51-4.5754-0.5752.37513.1362+5.0否52-5.5755-0.5754.57514.4385+5.0否53-4.5754-0.5754.77513.1362+5.0否二、编制依据本方案编制依据和采用标准：新建杭州钱江铁路新桥工程主墩4753墩双壁钢围堰施工图铁路混凝土工程施工技术指南(TZ210-2005)客运专线铁路桥涵工程施工技术指南(TZ213-2005)客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准(铁建设2005160号)铁路混凝土工程施工质量验收补充标准(铁建设2005160号)铁路桥涵施工规范(TB10203-2002)新建铁路工程测量规范(TB1010

7、1-99)实施性施工组织设计（杭州钱江铁路新桥工程）三、主要机械设备 封底施工主要机具设备见下表序号名称规格型号数量序号名称规格型号数量1汽车吊机35t/25t2台15万能材料试验机WE-600B1台2龙门吊20t2台16龙门吊机50t6台3埋弧自动焊机MZ-10003台17潜污泵100QW100-28-18.54台4自动切割机2台18高压水泵125D54台5数控切割机1台19水泵100m3/h8台6交直流电焊机BX2-50020台20潜水泵30m3/min16台7CO2保护焊机HBC-350K4台21空压机23m3/min10台8恒温干燥箱YHW-105A4个22泥浆泵6寸10台9电焊条保温

8、桶W-3J型4个23水准仪S32台10卷板机2台24经纬仪J22台11剪板机2台25砼工厂150m3/h2座12铣板机2台26砼泵/413气刨机ZGF-10001台27砼搅拌车8m31014运输汽车10t2台四、围堰总体施工方案及工艺流程1、围堰总体施工方案钢围堰在钢结构加工厂分片制作，在加工厂经试拼并验收合格后，通过运输船或运输汽车分块运输至工地。待钻孔桩施工完毕后，将钻孔平台改造为围堰拼装平台，利用龙门吊机在平台上逐块对称组拼底节钢围堰，底节钢围堰拼装完成并进行水密试验。利用挂两先提起围堰底节，拆除支撑围堰部分的组拼平台，安装导向装置，然后下方围堰，使围堰处于自浮状态。重复底节围堰的拼装步

9、骤，待中节与底节围堰整体拼装焊接完成后，浇筑隔仓混凝土2.0m，均匀下沉至钢围堰顶标高+8.8m，调整垂直度，复测平面位置。重复上一步骤接高围堰，完成顶节拼装，向井壁内对称加水，均匀下沉使围堰着床进入一定河床深度（以刃脚全部进入河床，钢围堰相对稳定为宜；对称水下灌注隔仓混凝土4.775m，围堰内吸泥、下沉，使围堰底到达设计标高-8.650m，封底、抽水，割除封底以上钢护筒，进行承台施工。2、施工工艺流程五、主要施工方法及工艺（一）钢围堰制造1、一般要求（1）全部钢料、焊条、焊丝、焊剂等主要材料均应符合设计文件和现行标准的要求并附有出厂合格证。否则应作力学、化学及可焊性试验。（2）所用钢材表面应

10、平整光洁，没有疤痕，分层、夹碴压入的氧化皮及其他影响强度的缺陷，发现上述缺陷要进行研究处理后再决定是否采用。（3）钢围堰开始制作前，施工人员应熟悉并校核全部图纸，绘制工艺分解图等,采用适当的焊接工艺和焊接参数。（4）制作场地的工作台尺寸、平整度等均应满足制作精度要求。（5）钢围堰分片在胎架上组拼及施焊，设置胎架的场地条件及胎架结构的刚度等应满足制作精度要求。（6）钢围堰分片制成一件后，应丈量单元产品全部尺寸，经检查无误，再制作第二件。两件单元产品经试拼装合格后，方可批量生产。（7）施工人员应对胎架定期进行检查，丈量主要尺寸，以确保产品质量。（8）钢围堰分片出厂前应严格保证各部位焊缝的焊接质量，

11、对于关键焊缝应做探伤检验，并对外侧板焊缝作煤油渗透性试验。2、钢材的矫正工艺围堰使用的钢板和型钢，由于在轧制时压延不均，轧制后冷却收缩不均，以及运输、储存过程中各种因素的影响，常常会变形。影响号料气割及其它加工工序的正常进行，降低加工精度；且在焊接时产生附加应力，影响构件的强度。因此，在号料前需对变形的钢板、型钢进行矫正处理，消除变形。（1）钢板的矫正板厚在4毫米以上的、较大面积的钢板在矫平机上矫正，钢板在矫平机上一次不能矫平时，往复数次，直到满足要求为止。对于小面积较厚钢板及钢板切割或剪切的零件，由于零件边缘在切割时受高温或机床剪切时受挤压而产生的变形，则采用液压机将板件压平。对于已矫正好的

12、钢板，根据下列技术标准进行检验。钢板厚度（毫米）6891112以上允许翘曲度（毫米/每米长）2.52.01.5（2）型材的矫正型材主要是用型钢桥直接进行矫正。小尺寸的型材则利用平台或圆墩手工敲击来矫正，极个别的型材用水火矫正法矫正。3、钢围堰分片加工（1）钢围堰分片内、外壁板允许接料，但接料焊缝位置与其它焊缝之间距离应不小于100mm。（2）放样和号料应严格按图纸和工艺要求进行，并按要求预留余量。（3）号料前应检查钢料的牌号、规格、质量。当发现钢料不平直、有锈蚀、油漆等污物影响号料质量时，应矫正、预处理后再号料。号料尺寸应符合图纸规定。（4）板材、型钢切割线与边缘垂直度允许偏差应小于2.0mm

13、。4、水平桁架组焊（1）钢围堰隔仓内设置的水平桁架系由水平板及水平斜撑组焊而成为水平桁架。（2）水平桁架应在专用平台上组装，专用平台应保持平整，且设有卡固内、外水平板的设施，以保证水平桁架之几何尺寸。（3）水平桁架允许误差如下：长：03mm； 宽：1mm。5、钢围堰分片组焊（1）钢围堰为大型钢结构，为便于制作、运输、拼装，钢围堰根据设计图纸要求、结合制作和接高场地的施工条件，钢围堰侧板在高度方向共分为三节段，水平分为12块，每片重量约815吨；钢围堰侧板单元件由内、外壁板、隔仓板及水平桁架及竖肋等部件组焊成型。（2）为保证外轮廓尺寸的准确性及控制焊接质量和变形，借助于胎架组拼及施焊，胎架应具有

14、足够刚度，以防止单元构件在组焊过程中变形，胎架数量根据制作周期及施工工期由现场自行确定。（3）胎架的精度应力求一致，以保证不同胎架组焊出来的产品其尺寸具有一致性。分片安装顺序：胎架平台制作拼板及框架制作铺设外围壁板安装外围壁纵骨安装水平结构安装内隔舱板安装内围壁纵骨铺设内围壁板焊接内部构件分片焊接顺序：内外围壁正反面焊缝焊接内结构焊接内结构与外围壁焊接翻身内结构与内壁焊接（4）钢围堰尺寸允许偏差应符合下表的规定。钢围堰分片组焊尺寸允许偏差（二）、钢围堰焊接工艺要求1、焊接材料及要求（1）焊接材料。 二氧化碳气体保护焊焊接材料；焊丝：H08Mn2SiA 1.0mm 1.2mm。气体：20%CO2

15、+80%Ar。 手工电弧焊焊接材料电焊条：结422（3级）结427（3H级）结506（3YH级）CCS认可。 碳弧气刨材料：SS-630碳棒：4mm 5mm 恒温自动埋弧焊材料焊丝：H08R4mm焊剂：HG431（2）焊接材料的要求。 埋弧焊、CO2气体保护焊材料焊丝要求表面干燥、无锈蚀、油渍。CO2气体纯度应达到99.9%以上。焊剂颗粒均匀，符合指标要求。 手弧焊焊接材料a.手弧焊电焊条应保证干燥，药皮涂药均匀，无脱落，焊芯无锈蚀。b.碱性焊条一般不烘烤，受潮严重的可进行70150焙烘。c.碱性焊条使用前须经300350焙烤，保温2小时方可使用。d.在施焊现场可配置自热式保温桶（100150

16、），存放焊条，以免受潮。2、焊接方法（1）平板结构，如内外壁板、隔舱板等采用埋弧自动焊。（2）凡能采取CO2气体保护焊进行焊接的部分，均采用CO2气体保护焊。（3）不能采取CO2气体保护焊的各部均采用手工电弧焊。3、焊接规范及工艺参数的选定（1）CO2气体保护焊：（见表）板厚mm接头型式层数焊丝直径mm焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度cm/min气体流量（1/mm）6平板对接11.2120140182140501518（2）手工电弧焊：（见表）板厚mm接头型式焊丝直径mm焊接电流（A）6拼板对接4180190816拼板对接4190200a.以上参数为拼板对接平焊缝。b.横焊、立焊之焊接电流

17、比平焊小1015%，仰焊电流比之小1015%。4、围堰钢体焊接总程序（1）焊接外壁板的拼板对接缝。（2）纵、横舱壁与水平板的角接缝。（3）纵、横构架的十字焊缝。（4）纵、横构架与外壁板的角接缝。5、焊接工艺要求（1）焊外壁板的对接焊缝，当板缝错开时，应先焊横向缝（端接），后焊纵向缝（边接缝）当采用平列对接时，先焊纵向缝，后焊横向缝。1-a 板缝错开对接缝 1-b 板缝平列对接缝（2）错开板缝对接缝，其焊接方法大多采用气体保护焊，其工艺参数的选定，具体工艺措施如下：a.拼板要求平整，板装配间隙要小，焊缝表面无锈蚀、油渍，以防止焊缝气孔产生。b.表面处理方法：钢丝刷清刷；角磨机配圆盘钢丝刷打磨；c

18、.平焊对接一般采用左向焊法，箱板平焊一般不作横向摆动。d.当进行厚板焊接其焊缝较宽时，可采用多道焊法，亦可作适当横向摆动。（3）构件中同时存在对接与角接焊缝时。应先焊对接缝，后焊角接缝。（4）纵横构架间的十字接头，必须待构架安装完毕后方可施焊。（5）横焊为保证施工进度，调节焊接工作量，在围堰未整体成型前，构架与壳板的焊接，一定要待壁板安装完毕后，方可焊接。（6）根据分片制作整体安装工艺的要求，其分片部分构架与板的焊接，其边缘应留300400mm暂不焊，待整体装配后再行焊接。（7）所有骨架的十字焊，构件的角焊缝采取逐格焊接法，遵循由中往左、右，由中往前、后，由下至上，由里及外的施焊程序。长焊缝采

19、取退焊法及分中逐步退焊法，具有对称轴的工作，应尽量采取双人对称焊，以控制焊件变形量。（8）对接焊缝，手工焊时，材料厚度4mm，半自动焊时材料厚度6mm，可不开坡口，超过上述规定，应根据不同焊接方法，结合实际，采取碳弧气刨刨槽封底，其刨槽尺寸符合气焊、手工电弧焊及气体保护焊坡口的基本形式与尺寸（GB/T985-88）要求。（9）围堰的各部位的焊接，其电流大、小应严格控制，不得使用同一种电流进行全位置焊接。6、焊接检验焊接检验是保证围堰建造质量的重要措施，对围堰检验实行自检、互检、专检及最后检验的三检一验制度，做到不合格的原材料不投产，不合格的焊缝必须返工，从而使焊接质量得到可靠保证。（1）焊前检

20、验：包括基本金属质量检验、焊丝及焊条的质量检验、气体检验、焊工考核、能源和设备检验等。（2）焊接过程中的检验：包括结构装配质量检验，焊接规范检验，焊缝尺寸及表面检验等。（3）焊缝外观要求：焊缝尺寸及表面检验根据焊缝质量管理规程（JB3223-83）焊缝表面质量检验标准执行。检验前，焊缝表面及两侧10mm内必须清除所有熔渣、飞溅及其它污物。检验主要根据肉眼及KL型焊缝检验尺进行，焊缝外形光顺均匀，焊道与焊道、焊道与基本金属之间应平缓过度，不得有截面突变。（4）焊后的检验：焊后的检验包括外观检查和测量、煤油渗透试验等。a.外观检查和测量。不但在焊接过程中应进行外观检查和测量，在焊接完工后同样要进行

21、检验，检验方法、施工设备如前所述。发现存在缺陷时，应在焊缝内部质量检查和密封试验之前修补完毕，并重新检验。b.煤油渗透试验煤油渗透试验是对围堰侧板焊缝水密性、抗渗性的检验，应在焊缝外部检查后进行。试验前，检验部分不允许油漆和搪水泥，需要试验的箱体表面和焊缝必须打扫清洁，并且对进行检视的一面除要求打扫清洁，对检视面刷一层石灰浆（凉干），然后在焊缝另一面刷涂煤油，经过一段时间，观察检视面石灰浆是否发现煤油渗透现象（石灰浆变色），如发现有渗油现象时，需进行修补，并在修补后须重新试验。（三）、钢围堰拼装（以47#墩为例）1、陆地试拼装为了检验各节钢围堰的拼缝是否吻合以及整体尺寸的正确性，每节钢围堰加工

22、完成后，均进行该节钢围堰陆地整体试拼工作。试拼工作在具有足够刚度和强度的试拼平台上进行，试拼同时进行围堰内壁和外壁缘线及各分块线放样，以利于进行分节试拼验收。每节钢围堰试拼成功后，按顺序编号，再由围堰拼装、下沉作业队及相关部门书面验收。2、拼装下沉前的准备工作 主墩钻孔桩施工完毕后，拆除钻孔平台顶面桥面板、贝雷梁、桩顶分配梁，利用50墩龙门吊机或履带吊机配合DZ90振动打拔桩锤拔除钻孔平台定位桩。 按照拼装及下放要求，接高4#、7#、11#、14#桩钢护筒，切除其余钢护筒至标高+7.0m。 设置钢护筒连接系及护筒顶分配梁，搭设围堰拼装平台，焊接拼装牛腿，铺设脚手板及安全防护设施。 拼装前，应在

23、拼装平台上放出双壁钢围堰纵横向中心线和钢围堰外轮廓线及检查线（每块围堰不少于三个点）。 应在平台的四角测定固定基准点，并以此四点定出理论基准面及中心线，以作钢围堰拼装过程中平面测量的依据。此基准点由测量组提供，值班人员要妥为保护。3、双壁钢围堰整体拼装、底节钢围堰拼装将陆地试拼平台上的分块钢围堰按编号顺序运输至墩位，利用50t龙门吊机先将围堰2#、3#块垂直、水平移位至组拼平台临时组拼位置上，水平放置将围堰2、3块焊接成整体。再利用50t龙门吊将围堰2、3块整体起吊至设计位置正上方，利用4、11钢护筒和平台定位，固定牢靠。将千斤顶及吊挂梁安装到位，利用千斤顶使各吊挂精扎螺纹钢筋受力为5t作为保

24、险。对称依次焊接余下围堰（1#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#）块，(同2#、3#块)将11#、12#块在组拼平台临时位置上焊接成整体后整体吊至设计位置上，相临分块间用点焊或部分焊接的方式临时连接，并设置临时支撑固定好，保证拼装过程的结构稳定。底节钢围堰全部分块拼完合拢，经测量复核位置符合设计要求后，按合理的顺序安排焊接，然后进行油密试验。安装围堰导向装置，利用8台60T千斤顶同时均匀起顶，将底节围堰提离平台面约10mm。拆除贝雷梁平台两侧各一节贝雷梁，切除钢护筒牛腿。利用8台千斤顶将底节围堰均匀下放，至围堰顶口标高约9.5位置。下放过程中过了强涌潮时，割除钢护筒间的钢管连接。围堰

25、具体分块编号详见47#墩钢围堰组拼平台布置图。、中节围堰拼装在底节钢围堰上逐块对称拼装焊接中节钢围堰，并根据围堰的进度及涨落潮、水位高度等情况，适当调整围堰标高，以精扎螺纹钢筋受力不超过30t为准。中节围堰拼装完后下放，直至围堰成自浮状态，围堰顶标高约为11.8m，然后把吊挂拆除，焊接中节围堰导向后将吊挂安装至中节围堰导向，然后在围堰隔仓内浇注约2米高C20混凝土，此时围堰顶标高约为8.8m。、顶节围堰拼装顶节围堰运送到位，重复中节钢围堰拼装步骤接高围堰，完成顶节拼装，并满足水密要求，随后安装内支撑。将围堰下放至自浮状态后，拆除吊挂设施，安装顶节导向装置，继续向围堰内注水，使围堰着床并进入一定

26、深度(以刃脚全部进入河床，钢围堰相对稳定为宜)。对称水下灌筑隔仓C20混凝土4.775m，使隔仓混凝土总高度达到设计高度6.775m。围堰内吸泥,并视下沉情况分次加水，使围堰底标高到达设计标高-8.650m。、围堰拼装时注意事项十二块围堰拼装合拢后，全面调整其垂直、水平度等，务使接头对准，所有误差均在允许范围之内。经检查认可后方可进行电焊。起吊围堰时，应按指定位置起吊，不得任意改动，以免扭曲变形，起吊时不得碰撞。拼装时如有钢板或型钢碍事，不利拼装，不得随意烧割，应及时反映，请示后再行处理。拼装时如发现接头不对，不准硬拉硬顶。调整钢围堰放置千斤顶或倒链滑车位置，应经值班技术人员检查同意后方可进行

27、。定位焊和全面焊的立焊缝应全部由下向上进行，电焊先后顺序应为：先内壁、后外壁对称进行。4、总体拼装的质量要求、所有焊缝除满足设计要求外，还应进行煤油渗透试验，观其渗透情况。若有渗至反面，则将该处焊缝铲除，重新按规定复焊。、相邻井箱内，外壁钢板相对接应对准，相互错开不应超过1mm，接缝缝隙为02mm，个别也不准大于3mm。、结构尺寸验收钢围堰底节组拼完成后，必须进行结构尺寸检验。钢围堰的结构尺寸须符合“钢围堰主要尺寸允许偏差”表的要求。钢围堰主要尺寸允许偏差编号项 目允许偏差（mm）1钢围堰外缘长度 A+8002钢围堰宽度 B+4003垂直度h/1000（h：节高）4钢围堰外壁板厚度+15，05

28、围堰相临分块顶面高差10（四）、钢围堰下沉1、围堰在水中下沉、底节钢围堰拼装完成并经验收合格后，利用8台60T千斤顶同时均匀起顶，拆除贝雷梁平台两侧各一节贝雷梁，切除钢护筒牛腿，均匀下放钢围堰，至围堰顶口标高约9.5位置。在底节钢围堰上逐块对称拼装焊接中节钢围堰，中节围堰拼装完后下放，直至围堰成自浮状态，围堰顶标高约为11.8m，然后把吊挂拆除，焊接中节围堰导向后将吊挂安装至中节围堰导向，然后在围堰隔仓内浇注约2米高混凝土，此时围堰顶标高约为8.8m。重复中节钢围堰拼装步骤接高围堰，完成顶节拼装，并满足水密要求，随后安装内支撑。将围堰下放至自浮状态后，拆除吊挂设施，安装顶节导向装置，继续向围堰内注水，使围堰着床。、为了使悬浮于水面的钢围堰能比较正直的下沉，并使摆动范围不致过大，在围堰内壁上安装导向结构，使之与钢护筒保持一定间隙，以便约束围堰的倾斜和位移。、围堰在悬浮状态下，继续接高，为了减小围堰的倾斜，能比较平稳的接高，次序上采用对称的方法进行拼装，壁板和支撑拼装完成后，经过调整，检查合格，进行焊接，验收合格后即可加载下沉。2、围堰着床、着床前的准备工作.顶节围堰接高后，每隔一定时间，应仔细测量围堰四周一定范围内及围堰井壁内外的河床标