1、钢吊(套)箱下水施工技术1.适用范围适用于处于深水中的大桥桥墩承台钢吊(套)箱施工时，采取气囊法断缆下水的施工作业。2.作业准备2.1施工组织及劳动力配备项目部全面负责组织、协调、管理钢吊箱下水的施工任务，组织专业的气囊下河施工队伍作业。建立质量、安全、工期的各项规章制度，利用网络技术，统一协调管理，确保安全、优质、按期完成。2.2 机械设备及测量设备配置组织钢吊箱下河与水上运输机械、水上起重吊船、交通船舶、临时定位、专用气囊及配套设备等机械设备参加本项目的施工。2.3施工用电采取变压器和柴油发电机相结合的方式，总计250KVA变压器1台， 630KVA变压器1台， 250KW柴油发电机2台。
2、3.技术要点钢吊箱在岸上制造，钢吊(套)箱在重力作用下沿坡道下滑，入水后即有浮力作用；入水后悬出部分的重力矩和浮力矩都同时在增加，在重力矩和浮力矩相等时钢吊(套)箱达到自浮平衡条件。具体施工内容包括：地垄施工、下水坡道处理、下水工况计算分析、气囊计算及布置、临时锚碇施工、气囊充气并清理支撑垛、断缆下水、下水稳定、临时定位、接高钢筒割除及托板打捞等内容。3.1 沉入水深度计算底节钢吊(套)箱全高14.5m，双壁可提供浮力面积为394m2，下水自浮稳定后自重约2800t（托板脱落），此时吃水深度为7.11m，加上底龙骨高度，入水深度为7.6m。钢吊(套)箱下水时间段内日最高、最低水位预测值详见图1
3、。图1 水位变化曲线图根据下水位置实测河床断面图和下水时间段水位变化，下水坡道末端22m以外即可达到7.6m的自浮水深，河床水深、坡度满足下水要求。下水坡道断面详见图2。图2 下水坡道示意图3.2坡道计算钢吊(套)箱总拼场至水中陡坎间的坡道距离约40m，根据气囊的承载特性及受力情况，要保证通过气囊的最大工作高度不小于0.3m，坡度调节必须分段进行，坡度由1：40逐渐调整为1：10。3.3下水工况3.3.1计算假定(1)钢吊(套)箱自重荷载近似按照长度方向上均布，且忽略坡度影响。(2)钢吊(套)箱箱体在下水至自浮状态倾斜角度不变。3.3.2下水过程详见图3。图3 钢吊(套)箱下水示意图3.4 计
4、算结果分析由下水工况计算分析可得，在钢吊(套)箱前端悬出50.5m前，钢吊(套)箱的浮力矩小于钢吊(套)箱自重的重力矩，在钢吊(套)箱前段悬出50.5m以后，钢吊(套)箱浮力矩大于重力矩，钢吊(套)箱需维持一定角度而利于下水，由于钢吊(套)箱动量巨大，冲滑时间短，钢吊(套)箱会保持初始角度冲入水中，不会因前端浮力增加过快而马上抬头，不致使尾部气囊局部受力过大。坡道水深满足安全下水要求。3.5下水布置3.5.1 总体布置见图4。3.5.2 气囊布置单个气囊的承载力详见表2。表2 1.2m15m气囊的承载技术参数表注：表中H（m）值为气囊的工作高度，亦为箱体托板离地面的高度。气囊用量计算气囊的工作
5、高度H取为0.5m，下水的整体重量G3100t，取气囊个数n=60，则：气囊的安全系数K为：K118nG1186031002.28K01.21.4（常规情况）考虑到箱体底部结构气囊受力不均匀，在计算时将单支气囊受力控制在150t以内。气囊放置、充气钢吊(套)箱拼装完成，办理完各项签证手续后，拆除钢管支撑，在混凝土支墩间布置气囊。在直线段及部分圆弧段按每2.0m间距布置，对于与支墩矛盾的气囊，待支墩拆除后布置。钢吊(套)箱下两侧气囊对称布置。在圆弧段最前端10m范围不考虑布置气囊。气囊在充气前，必须先布置好地锚及卷扬机等装置，将钢吊(套)箱锚固牢靠，使其在起顶后不向前滚动。气囊充气的顺序应尽量对
6、称、分散，相邻的气囊分成两批次充气，当气囊充气至钢吊(套)箱起顶0.9m时，钢吊(套)箱脱离支承点约10cm，拆除混凝土支垛及钢支撑。钢吊(套)箱下共有188个支承点。支承点需清理干净，并精心平整地面，以免影响气囊的滚动。3.6辅助设施布置3.6.1托板钢吊(套)箱托板采用20mm厚钢板，托板在钢吊(套)箱下滑过程中的作用是保证气囊工作平整及传力。为保证其工作性能须作如下处理：(1)钢管包边在气囊进出托板时，为不伤及气囊，不影响钢吊(套)箱下滑，需将外露边用建筑钢管包边并点焊牢靠。(2)临时限位托板在钢吊(套)箱下滑时须与钢吊(套)箱限位并固定，以避免钢吊(套)箱与托板间出现相对滑动。水平限位
7、采用在托板上焊接卡板的形式与底龙骨翼缘卡定，范围为托板两侧钢吊(套)箱前半部40m，在钢吊(套)箱入水自浮后后端托板因失去气囊的支承而下落，在自重作用下逐个拉掉卡板，最后脱落。此方式有效保证了钢吊(套)箱在整体入水自浮后，实现托板的自动脱落。图5 托板包边示意图3.6.2地锚及后拉缆(1)为控制钢吊(套)箱在气囊起顶后下滑运动，以及在滑道下滑的速度和大致方向，须设置后拉缆，后面控制拉缆下滑速度的拉缆设计拉力为2100t，大于钢吊(套)箱自重的最大下滑分力。当钢吊(套)箱入水后，钢吊(套)箱下的20mm托板需由地锚卷扬机拉起回收。(2)后拉缆控制采用地锚，地锚布置于钢吊(套)箱后侧，距钢吊(套)
8、箱后端约30m。地锚为埋置式钢筋混凝土锚，共设2个，每个地锚设计水平拉力为100t，尺寸为：长5m，宽4m，深4m，顶与地面平齐，预埋钢板锚环。拉缆通过100t滑车组（10t卷扬机、五个行走十字滑车组）与地锚相连。钢吊(套)箱底龙骨上设置牵引固定点。(3)地锚验算：地锚布置如图6所示，图6 地锚计算简图地锚倾覆稳定性验算KM=M稳/M倾=P*b/（T*L）=5442.42.5/（100/cos20* 2.73）=480/290=1.651.4上拔力安全系数KV=P/VT=P /（HT*tg20）=5442.4/（100 * 0.364）=192/36.4=5.272地锚因埋置较深，且该处地基为
9、较密实土层和钢结构平台处理地基，此处不验算地锚抗滑稳定，该地锚满足设计拉力要求。4.施工操作要点4.1操作要点4.1.1起滑(1)气囊下河的所有准备工作就绪，具体下河日期要综合考虑当时的天气、风力及潮水位情况，应在风力较小、无雨水的天气下进行，并尽量选择高潮位时段。(2)当气囊完全托起钢吊(套)箱，下滑道清理完成后，慢慢放松后拉缆，必要时在前端不断补充气囊，直至前面气囊到达水边。4.1.2 断缆、下滑入水钢吊(套)箱控制下滑至水边线，后拉缆断缆，让钢吊(套)箱自由加速下滑，利用其惯性入水并向江中滑行一段距离，使钢吊(套)箱后端水深满足自浮吃水深度要求。在此过程中，由于钢吊(套)箱底板的孔被托板
10、盖住，且后端8个圆孔已临时封闭，所以钢吊(套)箱内进水较慢，需要一定时间才能达到7.6m稳定吃水深度。4.1.3 稳定钢吊(套)箱整体入水后，会在惯性、风力、水流作用下继续漂浮，同时底板内进水，钢吊(套)箱入水深度增大，达到稳定入水深度，为控制钢吊(套)箱不至继续漂浮，待命的拖轮及时靠近并栓绑，控制钢吊(套)箱使其稳定。4.1.4 托板回收托板一端预留起吊钢丝绳和浮漂，在托板沉到河床后将其与地锚及卷扬机相连，托至近岸后，利用气囊拖拉上岸。5.质量控制及质量检测5.1 钢吊(套)箱开始不滑移控制措施钢吊(套)箱在2.5%的拼装坡度若开始不能下滑，可通过调节气囊压力，来调整气囊的工作高度，从而改变
11、钢吊(套)箱的下倾坡度，必要时，则准备采用装载机或拖轮挂钢丝绳牵引，直至钢吊(套)箱开始下滑。当钢吊(套)箱被气囊抬起后清理支承墩时，应必须完全清理，不得有遗漏，地表之上的砼、砖等全部清退，专人检查，同时不能有尖锐物遗留，以免戳穿气囊。在边坡换填及平整时，亦应注意类似情况。5.2 钢吊(套)箱下水速度过快，冲滑太远控制措施在钢吊(套)箱下水前，设置柔性保险长缆绳，系结在水边准备的铁锚上，保险缆绳长度按照钢吊(套)箱安全距离确定，蛇行盘在水边空地上，利用铁锚控制钢吊(套)箱。并配备大马力拖轮附近待命。5.3 钢吊(套)箱在下冲阶段搁浅处理措施搁浅的主要原因可能有江边地基松软，下滑阻力大，无法加速
12、下滑入水，以及江边处的水深不够,采取的处理措施如下：5.3.1当钢吊(套)箱因气囊滚动不便而停止在江边时，可通过江中的拖轮向江中拖拉，同时左右摇晃方式，使钢吊(套)箱入水并自浮。5.3.2若上述处理方法无效，则采用在钢吊(套)箱前端注水，使后端翘起，减轻钢吊(套)箱后端对边坡的压力，从而减小向江中下滑阻力的办法促使钢吊(套)箱入水。5.4 钢吊(套)箱侧板漏水处理措施钢吊(套)箱侧板密封焊接质量不合格，或者钢吊(套)箱在移动、下水过程中结构局部受力过大，造成局部焊缝裂开，导致侧板进水，应备用水泵及时抽水，并补焊小隔仓或采用专用堵漏材料进行堵水。6.安全6.1项目经理是安全生产第一责任人，全面负
13、责本项目的安全生产工作。为了确保安全管理目标的实现，项目部配备足够的安全管理人员，并建立如下安全管理机构，全面负责本项目的安全生产管理工作。6.2建立、健全各级安全岗位责任制，建立各项安全生产规章制度和安全操作规程，建立相应的内部考核制度，责任落实到人。充分发挥各级专职安检人员的监督作用，及时发现和排除安全隐患。6.3开工前要制订好安全生产保证计划，根据各施工阶段的特点，开列危险源清单，编制出针对性的安全技术措施。（包括施工用电、脚手架、起重吊装等专项方案）。安全技术措施要周密而有针对性，安全措施方案需经单位有关部门批准，并报安全监理审核。6.4施工前，工地负责人必须向全体施工人员进行安全生产
14、总交底，其内容应做到面广，突出重点。6.5施工现场要有醒目的安全标语，安全警告标示牌和指示牌，消防器材分布图。大中型机具设备包括船舶要有安全操作规程。6.6现场作业人员必须经过安全培训和岗前教育，合格后方可上岗，特殊工种人员（车辆及船舶驾驶、吊车船司机、电工、焊工、架子工、起重工、指挥等）必须持证上岗。6.7所有进入施工现场的人员必须戴好安全帽，作业人员必须穿戴与其工作相适应的个人防护用品。高处作业人员必须系好安全带，水上作业人员必须穿救生衣。6.8施工现场的电气设备必须符合建设部施工现场临时用电安全技术规范（JG46-88），输电线路必须采用三相五线制和“三级配电二级保护”。6.9所有施工机
15、具设备、施工用船舶、压力容器、机动车辆（包括外借设备）的进场，均要进行认真检查验收，填写验收记录。大型机械的保险、限位装置防护指示器等必须齐全可靠。6.10高处作业严格执行JGJ80-91建筑施工高处作业安全技术规范进行施工，搭设施工脚手架时必须持有经批准的专项施工方案，并已进行过安全技术交底。架子搭设完毕应有专人验收，合格签字，挂牌后方可正式启用。6.11脚手架操作平台等周边要按规定搭设防护栏杆和踢脚板，外侧和底面要挂设安全网。人行通道要满铺行走道板，并绑扎牢固。登高作业要走扶梯，严禁攀爬，严禁上下抛物。进行两层或多层上下交叉作业时，上下层之间应设置密孔阻燃型防护网罩加以保护。6.12禁止在
16、四级及以上大风天气抛锚定位。6.13抛锚船抛锚后，必须尽可能地直线驶向定位船，使锚链、锚绳尽量顺直并予拉，以便锚缆均匀受力。6.14抛锚时应注意锚绳走向及位置，不允许锚绳不顺直相互压接。6.15抛设水下高压电缆时，应避免锚绳被其压住或锚挂坏电缆。6.16抛锚前应测定锚位处水深，确定入水锚链长度，以防止锚链堆积在锚位处。6.17在用拖轮控制溜放定位船时，有关锚缆之滑车组均应带劲，由其逐步控制溜放，当发现过锚缆有死弯或其它异常情况时，由拖轮尽力控制溜放或其它方法处理。6.18浮运必须遵守航道、海事部门安排，在规定的封航时间内浮运，钢吊箱与前、后定位船系好后即可通知航道、海事，浮运完毕。6.19应在
17、抛锚处上、下游各510米处设巡逻示警船。6.20在拖轮航行中应采用安全航速，留有避让余地，充分保证底节钢吊箱的安全浮运，另外定位船、临时定位船上应配备救生圈，船旁有救生小船。6.21要有足够的通讯联络设备。6.22严明各工作小组的工作职责及纪律，由专人统一指挥。6.23严格检查锚绳、锚环、卡环、卡子、将军柱、滑车、绞关、卷扬机等所有受力构件机具的质量及工作情况，必须保证其能正常使用。6.24已锚定好的定位船应设示警灯，并派人24小时值班。6.25各工作拖轮及其它船只在锚区内行驶时应注意锚绳，防止缠绕事故发生。6.26钢吊箱和定位船上，白天有红色示警旗，夜间有红色示警灯。7.环保及文明施工7.1
18、文明施工措施（1）成立文明施工领导小组和检查小组，对文明施工进行检查指导。（2）建立奖罚制度，对文明施工保持好的作业队和个人奖励，对不好的作业队和个人进行处罚。（3）临时生产、生活房屋如办公室、员工宿舍、料库等房屋排列整齐，统一规划，生活区、生产区分区布置，按区设置围栏、配置门卫。（4）生产区、生活区各人行道路、运输便道两侧安装照明路灯，各交叉路口安装指示牌。各作业工点根据施工需要配足照明设施。（5）施工现场必须做到挂牌施工、管理人员佩卡上岗，各种材料堆码整齐，生活设施整洁文明；工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想教育工作。（6）在施工过程中，始终保持现场整齐干净，清除所有多余的材料、设备和垃圾，拆除不再需要的临时设施，做好文明施工。7.2环境保护（1）保持办公室和宿舍等室内环境卫生，做到地上无痰迹、烟头、纸屑等。（2）做好生活污水、垃圾的外运和排放工作，严禁直接弃入水中，影响环境。（3）严格现场管理,严禁将各种油污及废料直接倒入水中。
