桥梁工程水中主墩钢板桩围堰施工专项方案

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1、新建杭州至长沙铁路客运专线HCZJ-2标萧山浦阳江特大桥水中主墩施工专项方案编制： 审核： 批准： 中铁十七局集团公司杭长铁路客运专线浙江段项目经理部二分部二一年六月二十日目 录一 概况 21 工程概况 22 工程地质 23 水文 2二 铁四院提供的水位资料 4三 萧山浦阳江水中墩施工安排 51 栈桥与平台 52钢板桩围堰 53 平台栈桥材料 5四 钢板桩围堰施工工艺 6五 主墩围堰施工组织 71施工方案 72 组织机构 73 施工人员、设备、机械 7六 主墩围堰设计与施工 914#墩钢板桩围堰设计与施工 91 钢板桩围堰设计情况 92 钢板桩围堰施工工序、工艺及注意事项 9七 工期安排及保证

2、措施 131 总体工期安排 132 钢板桩围堰施工工序工期计划安排 133 工期保证措施 144 水中墩施工质量保证 155 安全施工保证措施 166 环境保护及文明施工措施 16浦阳江特大桥水中墩施工方案一、概况1、工程概况浦阳江特大桥位于浙江省杭州市萧山区境内，起讫里程DK039+895.245DK043+768.670，总长3873.425米。其中浦阳江水中主墩（14#）位于河道内，墩中心里程DK040+391.225，距岸边约22.8米。桩基：10根2.00m，桩长24m；承台尺寸：长2000cm宽1220cm高400cm。2、工程地质桥位场区工程地质特点，上层为淤泥、粉砂、强风化凝灰

3、岩，呈肉红色，凝灰质结构，块状构造，节理裂隙发育，岩体完整性差；下层为弱风化凝灰岩，凝灰质结构，块状构造，节理裂隙稍发育，裂面规整，闭合状为主，倾角多见4560，岩质坚硬。根据初步设计桩基长度判断，14#墩地质较好。3水文浦阳江属钱塘江主要支流之一，连接杭甬运河、钱塘江，为浙江省内河道网的主要航道之一。浦阳江是诸暨地区的水上运输动脉，为诸暨地区与浙江省内其它地区、江苏省及上海等地区的物质交流服务。拟建萧山浦阳江特大桥项目位于萧山境内浦阳镇至兰头角段航道，该航道目前为内河六级标准，最大可通航船舶为100吨级。根据萧山港航处的统计资料，2008年通过浦阳江（萧山段）的运量超过150万吨，主要货类为

4、煤炭、矿建材料、钢铁、水泥及其它货物。通航船舶有：煤船、油船、液化气船、杂货船等。由于受航道条件的限制，船舶载重量较小，最大的为200吨级，最小的仅有几十吨，100吨级船舶占到50%左右。船流密度为165艘/日。浦阳江桥位所在河段两侧防洪堤已修建，两堤坝间距约为120m，整个河道深槽集中在河中央位置，桥区航道顺直，桥位上游直线段距离约400m，桥位下游直线段距离约280m。根据2009年8月30日实测水下地形资料，在最低通航水位2.66m，沿桥轴线方向，水面宽度约85m，最大水深约5.7m。萧山浦阳江特大桥跨越浦阳江桥位河道断面图根据浙江省水利电力勘测设计院提供的数据，桥地处10年一遇洪水位为

5、9.69m，设计最高通航水位取9.69m。桥位处多年历时保证率95%的水位为2.66m，设计最低通航水位取2.66m。拟建桥位处受潮汐影响不明显，受径流控制，水流平缓。根据近期的观察，常水位在3.5m4.5m之间。桥区自然条件萧山区属亚热带型气候，四季分明，气候适中，降水丰富，雨量充足。根据萧山气象站多年实测资料统计，气象特征值如下：气温多年平均气温 16.1摄氏度极端最高气温 39.0摄氏度极端最低气温 -15.0摄氏度多年（7月）平均气温 28.6摄氏度多年（1月）平均气温 3.8摄氏度降水多年平均降水量 1391.7mm极端最高降水量 1929.8mm（1973年）极端最低降水量 837

6、.6mm（1967年）日最大降水量 183.7mm（1990年8月31日）年降水量10.0mm的日数44.6天，最长连续降水日数14天多年平均年降雪天数9天，多年平均积雪深度190mm。二、铁四院提供的水位资料设计水位：HI% =10.21m，流量Q1%=2330m3/s，流速V1%=3.8m/s；设计最高通航水位H10%=6.12m级航道，航道净空90mx8m；测时水位：3.73m（2009年7月12日）；流向：左右，线路法线与水流方向夹角15度。三、萧山浦阳江水中墩施工安排浦阳江水中主墩（14#）位于河道内，墩中心里程DK040+391.225，距岸边约22.8m；河堤由抛石、填筑土方及砌

7、石护岸组成；承台尺寸：20.0mx12.2mx4.0m；桩基：102.0m；承台底标高：-3.037m（14#墩）；1钢栈桥与钢平台：（详见附件1、2）栈桥长48m，宽6m，栈桥中心线距桥中心线18m；平台27.8mx27.8m=772.84m2；栈桥、平台顶面标高7.5m。2钢板桩围堰：围堰内壁长22.4m， 宽14.6m；承台边缘至平台边1.8m；围堰顶标高6.000m，底标高-12.000m，钢板桩长18m；3平台栈桥材料：桩基：630x8mm螺旋钢管60根x20m；平台纵梁：2I56a，24x12m根；48根平台、栈桥横梁：2I45a，80根12m；160根；纵梁：H型钢488x300

8、，36根x12m；平台栈桥分配梁：平台I22a，81根27.8m；栈桥I18，138根x6m；平台、栈桥面板：厚度8mm花纹钢1200m2；槽钢18a：16吨；。四钢板桩围堰施工工艺采用长度18m的钢板桩，桩底标高-12.0，桩顶标高6.0m，封底厚度2.0m：1先清理河道内抛石，将河堤坡脚打入钢管桩防护（边清边打）；2打设平台钢管桩、搭设钻孔平台（平台顶面标高7.5m）；3打设钢护筒（钢护筒长15m）；4钻孔直至成桩完成；5拆除平台；6打设钢板桩形成围堰；7灌注封底混凝土；8抽水、安装内支撑；9抽水、凿桩头、清基；10绑扎承台钢筋；11安装承台模板；12灌注承台混凝土（采用一次浇注工艺）。本

9、方案优点：1工艺成熟；2充分利用旧材料，快速形成钻孔场面；3成孔期间水位涨落不影响钻孔；4施工完成后河道不需清理。本方案缺点：1河道抛石清理及河堤防护有难度；2水上设备投入多；3钢护筒容易偏位、漏浆。五、主墩围堰施工组织1、施工方案根据水文、地质、地形地貌及总体工期安排情况，项目部研究决定：14#墩采用钢板桩围堰。14#墩为水中墩，采用打设长度为18m的钢板桩围堰，长臂挖机挖泥，配合吸泥吸泥、水下灌注封底混凝土，边抽水边安装支撑。2、组织机构按照项目法施工原则组建中铁十七局集团杭长客运专线HCZJ-2合同段项目经理部，项目部下设二分部，分部设安全质量室、工程技术室、检测试验室、计划财务室、设备

10、物资室、环保协调室、综合办公室及征迁办共8个职能部门，分部下辖架子四队、架子五队、架子六队、架子七队及梁场，各队部（梁场）直接负责现场施工及质量控制。施工组织机构见下图5-1。3、施工人员、设备、机械施工人员：1个施工班组：班组长2人、围堰施工人员40人、潜水工2人，杂工6人；合计50人。设备：200片18米钢板桩； 4套降水设备，1套吸泥设备、1套封底设备。1台长臂挖机，电焊机6台，氧气、乙炔2套。机械：1套DZ90振动锤、1台50t履带吊，1台25t汽车吊，六、主墩围堰施工方法及工艺14#墩钢板桩围堰施工方法、钢板桩围堰设计情况承台尺寸：20.012.24m；承台底标高：-3.037m；河

11、床面标高（平均）：+2.200m围堰设计水位：+5.0m钢板桩围堰尺寸为14.922.7m，围堰高度为18m钢板桩围堰顶面标高：+6.00；底面标高：-12.00m钢板桩采用拉森IV型钢板桩，围堰一周需钢板桩（22.7+14.9）2/0.4+8=196片，按18m钢板桩200片备料，单件重1.35t，总重270t；内支撑：设2道支撑，（具体见施工图），围檩采用焊接H型钢H488300mm，支撑钢管采用60916mm地铁专用管，支撑布置形式根据承台尺寸及桩基位置布置成菱形框架外加中间布置直撑形式。封底混凝土：厚度为2.0m；标号：C30 ；性能要求：流动性强、和易性好、初凝时间在12小时以上。钢

12、板桩围堰施工图及安全检算-见附件3、钢板桩围堰施工工序、工艺及注意事项总体施工方案：桩基施工完毕， 拆除钻孔区平台，留下作业区平台，利用钢护筒焊牛腿，安装导向框后，履带吊配合DZ90振动锤进行钢板桩围堰施工；采用水中吸泥及水下灌注封底混凝土方法施工；最后在钢板桩围堰内进行无水作业施工承台；承台一次浇筑完成；最后进行墩身施工及拔出钢板桩。钢板桩围堰施工工艺流程拆除平台及河床清理设置导桩框架清理及焊接钢板桩插打钢板桩安装第一道内支撑挖泥或水中吸泥至设计标高水下混凝土封底及养生围堰内抽水并安装第二道支撑抽水清基、割钢护筒、凿桩头承台和墩身施工拔除钢板桩。钢板桩围堰工序及注意事项平台拆除：根据设计拆除

13、钻孔区平台，拔除平台钢管桩；进行河床清理，主要清理河床面上是否有漂石、型钢及障碍物，影响钢板桩打设。导向框设置：在钢护筒上焊接牛腿，在牛腿上设置导向框；导向框材料直接利用第一道围檩材料；导向框设置只设一层，上下层支撑间距2.669m，控制好钢板桩的垂直度。上层设置在平台面下+4.200m；下层于标高+1.531m处设置第一道支撑处。钢板桩施工在设置好的导向框选择在上游处插打第一片钢板桩，插打时钢板桩背紧靠导向框，边插打边将吊钩缓慢下放。这时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测及吊锤等工具观测钢板的垂直度，以确保钢板桩插正、插直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。在整个钢板桩围堰施打

14、过程中，开始时插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计标高位置，到剩下最后5片时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度，合拢后安装第一道支撑。安装第一道支撑钢板桩围堰打设完成后，安装第一道内支撑。支撑安装需保证焊接质量。水中吸泥保持围堰内外水位相同情况下，采用水中吸泥的办法将围堰内的河床吸至封底混凝土底面，底面标高采用测绳测量控制。水下混凝土封底封底前，需派潜水员下水进行钢护筒及钢板桩四周的淤泥清洗，保证清洗质量，保证封底混凝土与钢护筒及钢板桩有较好的粘结力。利用导管法进行水下混凝土封底，根据设计水下混凝土封底厚度及方量设置合理的导管布置，设计好第一斗混

15、凝土方量进行水下混凝土封底，封底完成养生。封底导管布置：按每根导管作用半径4-5m计算，需布置6根导管，（见布置图），封底浇筑采用横向2点同步推进浇筑，浇筑过程注意加强对封底混凝土顶面标高测量，以便控制浇筑高度。钢板桩围堰封底混凝土按平面尺寸14.7522.55m，封底高度按2.0m计算，则共需约700方混凝土，混凝土灌注采用273mm垂直导管水下灌注，混凝土由3#拌合站集中拌合，混凝土输送车送至现场，汽车泵泵送，拌合站每小时生产量按120m3考虑,共需要6个小时左右，考虑工序衔接及其它外在因素,按照7小时计算。封底混凝土浇注面积大，且水位较深，为保证封底质量，采用多管两点同时灌注砼。混凝土的

16、坍落度控制在2022cm，掺加粉煤灰和高效缓凝剂，以提高混凝土的流动性，延长混凝土的初凝时间。为排出围堰内封底混凝土置换出的水量，采用在水泵抽水的方式。抽水及安装内支撑待封底混凝土养生达到设计强度后进行围堰内抽水，降水位至设计一定标高之后开始施工第二道内支撑，最后抽干围堰内水进行无水施工。在抽水过程中，若发现钢板桩有漏水，则控制抽水速度，先对漏水处由潜水员水下封堵后再继续抽水。抽水清基抽水至围堰内无水状态，割钢护筒、凿桩头及凿平封底混凝土顶面。在此过程中严禁碰撞内支撑，也不准在内支撑上搁置重物。承台施工承台混凝土采用一次浇注工艺：立承台模板、绑扎承台钢筋、布置冷却管、浇筑承台砼。：养生至强度6

17、0%后，拆除模板，并凿毛墩身范围的承台顶面；围堰与承台之间回填中砂并灌水密实至浇筑的承台面下10cm处。拆除第一道及第二道内支撑的中间直钢管。墩身施工：浇筑墩身。拆除其余内支撑及支撑梁、拔除钢板桩。3 、栈桥防船撞设计3.1、船撞方向根据主河床位置及水位标高，14#墩位置栈桥较容易发生船撞事故，因此，栈桥设计时进行了充分的考虑：在栈桥终点处即14#墩中心线上下游各30m处，采用等边三角形钢管桩联结成桁架结构（中中1.5m）；防撞桩之间采用2736mm钢管自上而下焊接成桁架结构，防撞墩用反光漆涂成红白相间的标志，且设置航标防撞灯，使其在不同水位情况下均起到防撞的作用。根据海事部门的要求在水上施工

18、作业区域上下游各150米，设置禁止船舶通航的安全作业区，确保栈桥在施工全过程不受通航船舶的撞击。3.2、防撞设计为了减少船撞的损失及涌潮的影响，栈桥上部采取一联。栈桥在桥梁墩位处与钻孔“起吊平台”连成一体，以增加栈桥防撞能力及方便车辆会车。另外，与海事部门联系，按海事部门的要求设置禁航、导航标志，以预防船撞。七、工期安排及保证措施1、总体工期安排主墩围堰施工计划安排序号墩号桩基施工完成时间承台施工开始墩身施工开始114#2010-8-182010-8-202010-10-12、钢板桩围堰施工工序工期计划安排焊接导向框。3天插打钢板桩直至合拢。3天抽水、安装第一层内支撑。3天水中开挖或吸泥至封底

19、混凝土底面标高（包括清洗钢护筒、钢板桩。7天灌注封底混凝土至标高。1天混凝土养生。4天抽水、安装第一层内支撑。5天割钢护筒、凿除桩头、清基。5天立模.绑扎钢筋.浇注混凝土。8天养护.拆模.回填砂砾。2天拆除第一、二层支撑钢管。1天墩身施工开始。合计42天(均为两班倒施工时间)3、工期保证措施3.1 施工班组人员必须配备齐全，水中围堰施工作业必须保证24小时作业。3.2 围堰材料包括钢板桩1套及相应内支撑2套及时保证加工质量。3.3 施工围堰所需设备及机械需配备齐全，能满足24小时作业需要。3.4 围堰施工前对施工班组做好技术交底、施工过程加强技术指导，避免因技术不到位，造成施工返工。3.5 施

20、工期间保证施工现场用电、避免因电力不足或断电等因素造成停工。3.6 夜间施工照明要充足、夜间施工加强值班。3.7 每道施工工序衔接做到流畅、前道工序施工时就要考虑下道工序施工所需材料、设备及机械准备情况。3.8 水中封底混凝土施工及承台施工，所需混凝土方量均较大，施工前提早备好料；施工时保证混凝土供应连续及混凝土质量。3.9 水中围堰施工采取对进度和质量、安全进行奖罚制度，保证施工班组施工积极性。4、水中墩施工质量保证4.1 建立质量保证体系遵循全面质量管理的基本观点和方法，开展全员、全过程的质量管理活动，建立施工质量保证体系，并在本体系的运行过程中不断完善。4.2 质量控制措施质量控制注重施

21、工前和施工中的过程控制，以预防为主，加强对工作质量、工序质量和中间产品质量的检查，以良好的工作质量来保证工序质量促进工程质量。4.2.1 推行全面的质量管理，广泛开展群众性的QC小组活动。重点部位和关键工序均设质量控制点。4.2.2 钢板桩围堰施工需保证钢板桩打设质量，控制好垂直度和平整度。4.2.3 单壁锁口围堰加工需加强加工需加强加工过程质量控制，加工完成后需验收合格后方可进场施工。4.2.4 围堰施工严格按施工步骤进行，不可超步骤施工。4.2.5 围堰内支撑施工需保证安装及焊接质量，支撑钢管与围檩焊接均采用满焊，焊缝高度不小于6mm。4.2.6 封底混凝土施工，需保证混凝土的连续供应及混

22、凝土质量；同时保证封底的厚度及顶面标高控制。4.2.7 进场材料及设备等及时通知监理报检，报检合格后方可使用。4.2.8 钢板桩、支撑及围檩焊接质量要严格把关。4.3 加强分部对架子队及施工班组的技术交底和交流4.3.1 班组进场前，需做好技术交底。4.3.2 施工过程加强技术指导，定期举行技术交流会。5 安全施工保证措施5.1 栈桥、平台作业车辆行驶严禁超重、超速；避免酒后驾驶、疲劳驾驶；5.2 各种机械设备的操作人员必须经过相应部门组织的安全技术操作规程培训，考试合格后，持有效证件上岗。机械操作人员工作前，应对所使用的机械设备进行安全检查，严禁带病使用，严禁酒后作业；5.3 施工用电必须符

23、合用电安全规程。各种电动机械设备，必须有可靠有效的安全接地和防雷装置，严禁非作业人员操作机电设备。施工用电采用“三相五线制”，按照“一机一闸一漏保”设置防护；5.4 施工现场防火，现场配备灭火工具、器材，确保现场电气设备及其他设备的安全。焊割作业点与氧气瓶、乙炔瓶等危险品的距离不少于10m，乙炔瓶与氧气瓶的距离不少于5m；现场按规定配备灭火器等器材并保持其有效性，安全标牌齐全且符合规定。5.5 栈桥、平台设置配备救生圈和救生绳，设置明显的通航标识和导向；5.6 水中围堰施工人员必须佩戴安全帽、救生衣及防滑鞋方可施工；5.7 施工队伍进场后，及时进行安全技术交底；5.8 定期进行安全检查、尽可能

24、将安全隐患消除；防止意外发生；5.9 钢板桩围堰施工严格按设计图施工，支撑及围檩焊接质量要严格把关。6 环境保护及文明施工措施6.1 施工期减轻水域环境污染的措施：6.1.1 严禁将桩基施工的泥浆直接排放到浦阳江中，泥浆注意做到循环利用，多余泥浆必须用泥浆车外运处理；6.1.2 施工现场禁止将杂物和垃圾等物直接丢入浦阳江中，定期及时清理杂物，不随地大小便和丢弃生活垃圾，避免造成水体污染；6.1.3 14#墩开挖出来的土必须及时清理并外运处置，避免造成污染；6.1.4 施工期噪音污染防治措施。施工过程中，各种机械作业、施工运输车辆是主要噪声源，必须采取以下控制措施，减少噪声的环境影响：（1） 根

25、据国家和地方有关环保法规，严格控制施工期噪声排放量，施工场噪声执行GB1252390建筑施工场界噪声限值，并遵照地方环境噪声管制办法执行。（2） 施工期间，注意控制施工车鸣笛，经过居民区的重型运输或施工机械，应注意限速；（3） 注意选用高效低噪声的施工机械，并加强机械设备的日常维护，保证施工机械设备在良好的状态下运行；（4） 施工单位应加强施工期环境管理，合理安排施工工序，做到文明施工，减少噪声影响。6.2 文明施工措施：6.2.1 认真贯彻国家关于文明施工的要求，做好施工现场的各项管理工作。文明施工由分部党工委书记专项负责，各架子队设文明施工专职监督员落实具体事宜；6.2.2 按施工总平面布置图设置各项临时设施。堆放大宗材料、成品、半成品和机具设备，不得侵占栈桥通行及安全防护等设施；施工现场设置明显的标牌，标明工程项目名称、建设单位、设计单位、施工单位、分部经理和施工现场负责人的姓名，工程开、竣工日期；6.2.3 保持栈桥及平台的场容场貌整洁，随时清理建筑垃圾；在施工平台上设置各种施工标志。2010年6月26日