双壁钢围堰施工方案(DOC 18页)

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1、双壁钢围堰施工方案目 录1、结构概述22、总体施工工艺23、平面布置34、围堰设计简介35、具体工艺41、结构概述根据施工图纸显示，水中承台主要位于蓟运河中，以及桥梁东岸芦苇湿地内。其中蓟运河中为6#12#墩位置处为水中承台，岸芦苇湿地内潜水处为13#15#墩台处。水中承台为长方形、H形设计，高度有2m、2.5m两种形式，混凝土采用C45、S6抗渗混凝土，属于大体积混凝土施工，具体如下表所示：表1 水中承台统计表序号墩台号承台高度（m）混凝方量（m3）承台底距常水位距离（m）备注16#2133.786.95浅水区27#2167.66.89浅水区38#2167.66.95浅水区49#2.5133

2、.7811.26深水区510#2.5265.2313.02深水区611#2.5265.2311.71深水区712#2.5265.2311.73深水区813#2133.786.24浅水区914#2167.66.38浅水区1015#2133.786.17浅水区因此为确保施工安全、质量，深水处部分（9#-12#）承台采用双壁钢围堰施工，浅水处部分（6#-8#、13-15#）采用钢板桩围堰，进行承台施工。7#、8#承台尺寸为15.5m6.4m2m（哑铃型），14#承台为15.5m6.4m2m（哑铃型），6#、9#、13#、15#承台为14.8m5.3m2m（哑铃型），10#、11#、12#为10.3m

3、10.3m2.5m（正方形）。2、总体施工工艺深水处承台采用无底双壁钢围堰进行施工，钢围堰在专业制作厂家分块制造并验收合格后，陆运至施工位置，采用履带吊进行围堰节段拼装，连续千斤顶进行下放。1）首先利用桩基钢护筒及钻孔平台设围堰拼装平台。在拼装平台上拼装首节钢围堰，拼装完成后，利用同步连续千斤顶将围堰下放至水中，然后对称浇筑刃脚混凝土。2） 然后对称拼装第二节围堰，拼装完成后，注水下沉；继续拼装下一节围堰，直至围堰着床。3）围堰着床以后，派潜水员对围堰刃角四周进行探摸，对存在漏洞的地方抛填碎石进行堵漏。4）利用钢护筒搭设封底施工平台，分两次进行封底施工，第 1 次水下浇筑3m厚 C30 混凝土

4、，待围堰内水抽干水以后再在其上浇筑 20cm 厚调平层。封底混凝土浇筑完成并达到设计及规范要求后，进行大体积承台钢筋及混凝土施工，封底混凝土施工过程中保证围堰内外的水位平衡。5）主墩承台、加台各为一次性浇筑，采取优化配合比、控制混凝土入模温度等降温措施确保大体积承台混凝土的施工质量。3、平面布置围堰四周设置6m宽施工栈桥，考虑到栈桥场地较小，大块钢围堰材料仅在栈桥上卸车后临时存放，围堰安装期间平台上两台吊车拼装钢围堰，栈桥平台上仅存放小型施工机具及临时材料。图1 双壁钢围堰平面布置示意图4、围堰设计简介钢围堰采用无底双钢壳隔仓式结构钢围堰，围堰设计轮廓尺寸比承台尺寸宽出1m，钢板厚度6mm，围

5、堰厚度为 1m，高度方向分为 3节，每一节分为12个块段，设置4道内支撑，围堰高设计最高水位0.5m，最深10#墩围堰高度为18.5m，确保围堰底入土深度4-5m范围。围堰在承台顶高程以下段的夹壁内填充素砼（C20）。围堰内设置4层内部支撑梁系，第12层不设斜向支撑，在围堰下沉前内部支撑梁的中间横梁必须设置，第3、4层支撑的斜向支撑梁可在围堰抽水时随水位的下降从上到下依次加设。封底砼采用C30号水下砼，厚2米。钢围堰由外壁板、内壁板，内外壁板竖向加劲肋，内外壁板之间水平加劲肋（环板）、内外壁之间水平桁架、水平内撑等组成。其中壁板、环板采用 Q235B 钢板，壁板竖向加劲肋、水平桁架采用Q235

6、B角钢，内支撑609X16钢管采用 Q235B钢材。图2双壁钢围堰结构图5、具体工艺5.1钢围堰加工制作钢围堰加工制作由有资质的厂家负责，采用工厂化加工，现场拼装。整个围堰分3节，每节12块。各块件在胎具中施焊成型，经检查块件结构尺寸、焊缝合格后方可出厂。钢围堰制作工艺流程图如下：样板胎架准备材料准备放样划线下料及预加工原材料检查、矫正水平框架制作壁板制作围堰立体分段组拼围堰焊接检查设计图纸围堰验收图3双壁钢围堰制作工艺流程图（1）放样及划线放样在胎架上进行，其主要作用是确定各构件的实际形状尺寸及相互间的相关关系。根据设计图放样绘制施工工艺图作为板材、型材下料的依据和制作胎架的样板。（2）下料

7、及预加工1）板材下料采用半自动切割机下料。2）无论采用何种形式下料，其边缘应平整光洁无氧化物、缺棱等现象。3）下料时需进行构件编号，并用记号笔书写清楚。（3）壁板制作壁体的内、外壁板由若干张钢板组成，需预先拼制。拼板在平台上进行，先拼端接缝，后拼纵接缝，拼好后采用双面焊接。焊缝质量须达到钢结构工程施工及验收规范中规定的二级焊缝标准。图4 壁板加工示意图（4）水平框架制作水平框架：包括水平环板、水平角钢桁架等构件组成。拼装前在平台上按 1:1 放出框架的地样，然后按地样进行组装、焊接。图5 水平框架制作示意图（5）立体分段组装壁板立体分段组装包括内、外壁板、竖向角钢、水平桁架及钢箱。立体分段组装

8、应在专用胎架上进行，组装时先将外壁板吊在胎架上定位，安装竖向角钢、吊装水平桁架、钢箱，最后吊装内壁板，组装程序：外壁板外壁竖向角钢水平桁架钢箱内壁竖向角钢内壁板吊耳。装配完毕后进行外壁板与水平框架的焊接，然后吊离胎架，翻身进行内壁板与水平框架的焊接。图6立体分段组装示意图（1）图7立体分段组装示意图（2）5.2钢围堰现场安装施工钢围堰竖向均分为 4层，每层分 12 块段，在厂内分块加工制作后，通过陆运运至施工现场，然后用履带吊逐块逐层拼装下放到位。5.2.1围堰现场安装流程双壁钢围堰拼装流程如下：（1）钻孔平台拆除和河床清理钻孔平台拆除范围：拆除围堰区域内的钻孔平台上部结构（面板、 分配梁、工

9、字钢纵梁）。撤离包括泥浆箱、泥浆循环系统在内的所有成孔设备，以及其他需拆除的设备器材等。施工前实测各点河床标高，掌握各区域的清淤厚度，围堰内河床及围堰刃脚处河床清理深度不超过2m。 施工准备首节围堰拼装首节围堰下放入水浇筑刃脚砼并下放第二节围堰拼装钢围堰注水下沉钢围堰着床、精确定位浇筑隔舱混凝土等强、抽水封底砼找平层施工承台施工围堰拼装平台搭设下放系统安装围堰清基、堵漏其他节循环质量检测质量检测测量观测测量观测砼质量检查图8 双壁钢围堰安装流程图（2）接长钢护筒选取承台四角的4个钢护筒作为双壁钢围堰提升下方系统的支撑结构。钢护筒外露水面3.7m左右，截取承台内部8个钢护筒各2.3m作为接长钢护

10、筒，利用吊车吊装焊接牢固。确保四角钢护筒接长后高于钻孔平台4.5m。图9 接长钢护筒（2）搭设首节围堰拼装平台利用钢管柱上的工字钢作为支撑，搭设拼装平台。采用36b双拼工字钢制作，间距3m，均坐落于钢管柱上，作为平台。材料由钻孔平台周转材料提供。保证每个钢围堰节段至少有 2 根承重梁支承。在36b双拼工字钢承重梁上铺设3根垂直方向的的16b工字钢型钢，其上铺设压花钢板或木跳板作为施工通道和操作平台，设置防护栏杆。拼装平台搭设时测量人员必须保证平台标高一致，误差不得超过 5mm，以免围堰拼装时错缝对接困难，须控制好拼装平台的标高；平台搭设后测量放样出围堰的内外边线以及各块段安装位置。（3）首节围

11、堰拼装1）围堰的运输钢围堰在加工厂分块加工，利用专用平板车分块运输，在运输过程中围堰节块外壁板平躺，防止围堰因受力不均变形。2）首节围堰的拼装拼装顺序首节围堰拼装原则为对称拼装，先拼装长边部分，再拼装短边部分。拼装完成后对拼接焊缝进行检查并渗水试验。首节拼装施工流程围堰首节拼装流程：首先在拼装平台承重梁上放样出围堰的具体位置焊接围堰限位挡块按既定顺序进行吊装拼接组焊。拼装前，在拼装平台承重梁上放样出壁板拼装轮廓线及每相邻块件间的拼装接线，并在外侧轮廓边线上焊制定位挡块，以此控制钢围堰下口线的平面位置。图10 围堰拼装节段示意图首节拼装时，围堰底部为刃脚段，根据需要焊接临时支撑，保证围堰拼装的稳

12、定性。先安装1#块，定位完成后，按照顺时针及逆时针同时拼装，合拢的时候避免在拐角处，以8#块为合拢块。拼装顺序为1#块2、12#块3、11#块4、10#块5、9#块6#块7#块8#块。钢围堰上口固定及控制采用在钢护筒外侧焊接的临时导向装置，导向装置既起到对钢围堰壁体拼装时的临时支撑作用，同时也对钢围堰垂直度进行控制。 块段吊装方法在工厂制造时已经设置好吊耳，吊耳采用18mm 厚钢板或槽钢。底板运输时可直接起吊安装，其吊装示意见下图9块段起吊示意。图11块段起吊示意图5.2.2首节围堰下放（1）围堰下放系统安装 围堰起吊系统包括：液压千斤顶、固定在钢管桩上的承重架、承重钢管桩、围堰上吊点。 1）

13、液压千斤顶及钢绞线的选择围堰共采用 4 个吊点。设置8台150t 同步连续液压千斤顶，8 台油泵（即每个吊点采用 8 个油泵）。总的提升能力为 8150t=1200t。围堰仅仅在底节提升过程中使用，最大载荷为106.5t,满足提升要求。每台千斤顶配置1根 PSB830级直径40mm精轧螺纹钢，单根精轧螺纹管能承受120t拉力。满足安全要求。（2）围堰吊点结构围堰吊点为钢板阻焊而成的牛腿结构，牛腿底部设置锚具，主要有锚板、工具夹片、P 锚和压板组成。钢绞线穿过工具夹片后在末端增加一个 P 锚，再通过压板压紧在锚板上通过锚梁和钢围堰吊耳，将下放结构重量传递至液压油缸。图12围堰下放系统图（2）首节

14、围堰起吊下放1）首节围堰下放步骤 围堰拼装完成后，检查无问题后，启动控制系统，收紧所有钢绞线，使其受力均匀一致。 控制8个千斤顶，同时均匀增加提升力，将围堰吊起5cm，进行试吊，检查各个起吊构件有误异常，试吊至少悬停 10 分钟。 经检查，试吊无问题后，在继续起吊围堰，使围堰脱离拼装平台 20cm。 然后拆除拼装平台及有碍下沉的构件。 操纵千斤顶，使钢围堰平稳下落，直至千斤顶行程走完，精轧螺纹钢自锁。 顶升千斤顶（此时钢绞线已自锁、钢围堰不随之上升），顶升到位后，精轧螺纹钢开锁。 重复前面的操作，直至钢围堰入水 1.0m，测量钢围堰的顶面高程（在四角及纵横轴处 4 个点测量），各点高差控制在

15、1cm 以内。图13 围堰下放图2）拼装初定位围堰拼装前检查平台的标高和平整度，然后在拼装平台上放样出钢围堰的具体位置，并做好标记。拼装完成后，测量人员复测围堰位置和高差。围堰下沉入水后受水流影响，围堰会随水流产生一定漂移，因此需采取定位措施来确保围堰下沉符合施工要求，围堰下放前在围堰上焊接限位架，围堰通过限位架和钢护筒进行定位。限位架固定在围堰上，由型钢焊接而成，围堰限位架设置 2 层。为了围堰准确定位，拟定限位架与钢护筒之间的间隙控制在5cm。由于钢护筒实际位置与理论位置有偏差，且会有一定的倾斜，所以限位架实际长度根据护筒的实际位置和限位架方向的倾斜度而定。施工前测量出钢护筒的实际位置和倾

16、斜度，据此计算出每个限位架允许的最大长度。限位架可在后场加工，长度比理论值长些，现场安装时再根据实际需要的长度进行调整。图14围堰提升下放系统、限位架平面布置图3）试吊钢围堰下放由连续千斤顶、液压油泵、高强度钢绞线作为柔性吊杆，构成完整的下放系统。该下放系统的特点在于其工作的连续性与同步性，多台穿心千斤顶在油泵的控制下，将钢围堰平稳地下放到预定位置。在钢围堰下放前，对提升系统进行调试，以确定每台千斤顶的工作状态处于良好状态，并检测各台千斤顶伸缩行程是否一致。在开始下放前先根据各千斤顶在围堰平衡下放时的荷载进行逐一预拉。所有的千斤顶按照计算的荷载值完成预拉后，锁紧下锚，将主顶活塞向下缩回到统一的

17、高度位置，作为整个系统的下放起点。下放系统安装完毕之后，质检和安全人员及专业厂家检查各构件和设备。在围堰下放时控制好每个吊点同步，并且在每根吊杆上做好刻度记号。一切准备就绪之后，均匀缓慢提升围堰 35cm，然后测量平面位置、轴线位置、垂直度及高程，为后续的下放做好基础准备工作；待围堰稳定后检查千斤顶下放系统、吊点牛腿变形情况，如果没有问题则准备进入下一道工序。4）拆除拼装平台试吊完成后再将围堰继续提升，使围堰脱离拼装平台 20cm,然后保持钢围堰的悬空状态，安排作业人员尽快拆除拼装平台，围堰起吊后，利用履带吊从围堰外抽出承重梁。5）正式起吊下放在试吊时检查各构件的运行情况，如果运行情况良好，立

18、即准备拆除拼装平台。通过自动同步控制系统保证各个吊点下沉量相同，确保各个吊点的受力均匀性。要求每次逐步分级下放钢围堰，设置为 50cm 为一级。测量人员每一级都要复测围堰的平面位置、轴线、垂直度、高程。钢围堰入水之后应缓慢下放，直到围堰入水处于自浮状态。图15 首节围堰下放图5.2.3刃脚混凝土浇筑及下放浇注刃脚混凝土0.8m高，边浇注边下沉，直至底节钢围堰顶浮出水面高度达到设计要求。拆除提升下放系统。图16围堰刃角混凝土浇筑图5.2.4第24节围堰拼装、下放第 24 节围堰的拼装、下放流程与首节类似，即：单元节段拼装、检查验收注水下放到指定深度下一节段拼装。利用履带吊按照与首节相同的块段顺序

19、进行拼装，然后进行焊缝检测。内、外侧板的对接焊缝，内外壁板与钢箱的对接焊缝等按照设计图纸要求进行质量检查。每节围堰安装后均进行渗透试验，内、外壁板与钢箱的焊缝采用渗油法进行水密试验检验焊缝质量。逐块对称安装围堰第二节，并将底节与第二节按设计要求焊接成整体，面板与面板焊缝要求做煤油渗透试验。灌水下沉，不采用直接浇舱内混凝土。围堰倾斜度调整、平面位置调整时可抽水是围堰自浮，围堰内外水头差1.6m左右。围堰平面位置和倾斜度调整完毕后，第三节接高。浇筑舱内水下混凝土，射水吸泥下沉。图17第四节围堰下放图围堰射水吸泥下沉到位，内部达到满水状态。下放封底混凝土隔仓。图18围堰满水图5.2.5封底混凝土隔仓

20、平台本工程将封底混凝土按照均匀布置的原则，分成12个隔仓。隔仓采用9015钢模板，设置L10槽钢（间距10cm）肋板作为肋板，保证每块9015模板设置两道。双壁钢围堰制作过程中在内壁上提前焊接双L10角钢（其间距10cm）,作为隔仓下放滑道。隔仓拼装平台先割齐钢护筒，其上搭设I16工字钢，顺桥向搭设四根作为行走通道及混凝土封底平台，中间两排钢护筒搭设的4排I16工字钢在隔仓下沉时撤出，横桥向搭设一道作为隔仓支撑架。先在平面是拼装将隔仓板连接成3*4.5块，然后汽车吊吊装至拼装平台上进行拼装。每个隔仓之间设置一道C16槽钢剪刀撑作为加固措施。图19封底隔仓拼装平台图5.2.6钢支撑安装封底混凝土

21、达到设计强度后进行堰内抽水；围堰内抽水至第一道支撑以下50cm，安装第一道支撑；围堰内抽水至第二道支撑以下50cm，安装第二道支撑。每层内支撑，先安装顺桥向整体支撑构件，后安装连接单件。整体构件安装前在侧板上焊接临时牛腿，便于构件搁置，内支撑钢管与壁板钢箱上的支撑钢板焊接。内支撑在场内提前根据设计图纸下好料，现场拼装固定。内支撑所在节段成环后，采用履带吊进行内支撑吊装图20内支撑安装图5.2.7灌注隔舱混凝土围堰下放到位后进行第二次隔舱混凝土的灌注。隔舱混凝土采用水下灌注，工艺原理与水下灌注桩相同，要求导管底口悬空不大于0.2m，首批料不小于3m，保证水下灌注混凝土的质量。为避免围堰因不平衡重量偏移和产生计算工况外的局部应力，拟采用 2 台泵车对称浇筑。每个隔舱混凝土灌注时，需配备抽水泵抽水，当隔舱水位与围堰内、外标高一致后开始抽水，注意抽水速度与混凝土灌注速度保持一致。5.2.8围堰封底混凝土施工围堰封底混凝总高度为3.2m，分两次进行施工，第 1 次水下浇筑3m 厚 C30 混凝土，待围堰内水抽干水以后再在其上浇筑20cm厚调平层。23