1、双壁钢围堰施工方案钢围堰为空间箱体结构,结构主受力体系为竖向钢箱和水平框架系统,双壁设置为钢板,箱内辅以桁架支撑体系。单墩钢围堰外壁尺寸为 14.5(横桥向)11.7m(纵桥向),壁厚 1.0m,围堰底标高-5.5m,顶标高+8.0m,围堰高 13.5m。钢围堰高度方向上分为两层,第一层 6m,第二层 7.5m,平面上分为 8 块,具体见图 4-1 所示。图 1-1 双壁钢围堰结构图1.2 钢围堰加工1.2.1 加工要求原材料要求原材料必须符合设计图纸及技术文件所规定的材质和规格。原材料必须具有原材料生产厂家的材质化验单和合格证,否则不允许投料。原材料的代用必须由加工单位提出变更设计方案,经设
2、计人员做变更设计、设计组负责人(或设计人)签字同意后方可实施。钢材的材质应符合下列国标或部标:GB699-88、GB700-88、GB1591-88、GB3077-88。采用型钢应符合下列标准:GB702、GB9787、GB9788、GB707、GB706。采用焊条应符合下列标准:GB5117、GB5118。材料在使用前必须进行除锈和清理,以保证焊接质量。加工技术要求焊接件的加工应符合下列标准:GBJ205、JB/ZQ3011;如二者发生矛盾,按精度要求高的标准执行。机械加工零件应符合部标 JBZQ3013。焊接坡口不允许用手工气割,应采用机械切割。检验规则钢结构件按 GBJ205 规定执行且
3、符合本标准规定。焊接件按 JB/ZQ3011 规定执行且符合本标准规定。结构焊缝必须进行密封性检测。1.2.2 钢围堰分块加工下料加工厂必须编制分块加工和分节试拼施工工艺及质量保证措施。加工厂根据结构构造和材料性质进行工艺评定试验,以确定合适的工艺焊接参数。围堰分块以尺寸和最大重量限制,以便于安装和运输。下料平台半成品钢板或半成品型钢加工前应制作下料平台,半成品均应在下料平台下料。模具下料平台上应设置钢板或型钢下料模具,用模具确保下料半成品符合图纸尺寸要求(含允许误差)。分块加工平台及其定位、限位装置各分块钢围堰必须在事先制作好的加工平台上加工。加工平台必须具有足够的刚度和强度,其上设置定位、
4、限位装置,以确保半成品组拼成分块钢围堰时各细部和整体结构尺寸符合该分块钢围堰设计尺寸要求(含允许误差)。半成品数量表加工前必须认真复核图纸,按块分类统计各类半成品钢板或半成品型钢数量,并制作一一对应的标识。标识半成品必须分类堆放,并悬挂、张贴、涂写标识。堆放时应采取防止半成品变形的有利措施。焊缝质量检查钢围堰壁板上的所有焊缝加工厂必须使用煤油 100%检查有无漏焊孔洞。焊缝厚度和长度必须达到图纸要求,否则不予验收。钢围堰吊装运输钢围堰在加工厂内翻转及汽车运输至现场时,设置临时吊环,利用 50 吨吊车四点平稳起吊各块钢围堰。装车用方木垫平钢围堰,确保钢围堰与平板汽车各接触点牢固而又不变形。1.3
5、 钢围堰施工1.3.1 钻孔工作平台拆除将钻孔平台靠近钢围堰与钢护筒范围内型钢和钢板拆除。型钢拆除时,尽量保持每根型钢的完整,以便于后续型钢再次利用。当平台边缘型钢拆除后,通过两侧的钢护筒及中间未拆除的钢管桩形成新的平台,以满足平台上过吊车等承重施工需要。1.3.2 设置钢围堰悬吊下沉系统在外围钢护筒上按照图 4-2 所示位置安装钢围堰吊装支架,并布设卷扬机和滑车组。图 1-2 钢围堰下沉吊架布置图吊装支架采用双肢 25a 工字钢进行焊接而成,各接触面均需满焊,吊装支架尽量采用拆除平台的型钢加工。卷扬机选用 5 吨卷扬机,滑车组采用 6 门滑车,绕 12 线,每个吊点最大承受重量约 60吨,4
6、 个吊点最大能起吊约 240 吨。而钢围堰总重约 160 吨,满足施工需要。吊架结构见图 4-3。图 1-3 吊架结构示意图卷扬机布置在吊装架后面适当距离,将卷扬机后锚固点设置在钢护筒上,卷扬机的布设不能影响 50 吨吊车起吊和安装各节钢围堰。1.3.3 清换护筒内泥浆、沉渣并整平围堰范围内河床拆除平台以前,清换护筒内泥浆,清除钻渣等桩顶残余物。由测量组和现场技术员测量每个导向架对应位置的护筒倾斜度,以便确定导向架的加工尺寸。在钢围堰落床前采用抓斗将围堰位置河床进行抓挖处理,一方面清理围堰下沉位置的杂物,另一方面通过抓挖降低床面标高,减小围堰的下沉深度。抓挖的河床必须保证整个承台周围标高均衡,
7、否则应进行清理。潜水员下水,摸清围堰壁范围内河床情况,整平河床,清除河床上的钻孔残留物等,防止围堰着床时刃脚受力不均。1.3.4 导向架的安装导向架的设计导向架由 25a 工字钢及 12mm 厚钢板加工而成,首先在拼装平台上和保留的钻孔平台顶面,由测量组放出承台边线,作为导向架外侧的控制边线,然后将 25a 工字钢利用型钢支撑每隔 1.5m 焊接在钢护筒上,同时护筒内对应位置也采用 25a 工字钢设内支撑。导向架设置在标高+0.0+8.0m 位置。导向架尺寸及布置如图 4-4 所示。图 1-4 导向架布置示意图导向架的加工由现场技术员配合测量组检查出相应主护筒的垂直度,根据垂直度计算出导向架内
8、支撑的精确距离,再由加工组根据此技术员提供尺寸进行下料加工。导向架的安装由测量组配合现场技术员对主护筒垂直于钢围堰面板方向放样,安装导向架。导向架安装完毕后对各接触面焊缝以及导向架尺寸进行详细检查验收,对焊接变形较大的部位进行矫正或者割掉重新焊接。1.3.5 围堰拼接平台搭设平台放样钢围堰拼装平台搭设在标高+5.0 位置(施工时可根据当时水位适当下降),首先由测量组对平台钢护筒和周围辅桩统一在+5.0 位置放出标高,作明标记,作为平台型钢、牛腿标高的控制点。按设计标高在钢护筒及外围临时钢管桩上焊接牛腿,然后将双肢 45a 型钢搭接在钢护筒和临时钢管桩牛腿上,再焊接牢固。型钢铺设时,技术员检查型
9、钢顶面标高,进行局部调整,确保标高一致。平台检测检测平台的焊接是否牢固;平台顶面标高是否一致,若不一致则进行局部调平;在平台面铺设木板,方便工人操作。在拼装平台上放样出钢围堰的内外面板边缘线,尤其是转角点位置必须正确。放样完成后立即焊接限位槽钢。在悬吊系型钢顶设一边线控制放样点,用以校核钢围堰垂直度和平面位置。1.3.6 钢围堰拼装下放第一节钢围堰拼接首先将加工好的底层钢围堰按顺序运输到桥墩位置,利用 50吨履带吊,手拉葫芦等配合调整垂直度后下放至安装平台上,并用型钢或钢板将该块钢围堰固定在平台上,注意对钢围堰韧脚部位进行限位和支撑。按照从下游向上游顺序安装,并及时将相邻分块间临时焊接固定好。
10、第一节钢围堰全部分块拼完合拢,重新调整位置符合设计要求后,方可进行焊接,即焊接相邻分块竖向拼接缝(挂梯焊接或用单人吊兰),焊缝的厚度要求必须满足设计图纸的要求。第一节钢围堰整体焊接完成,且检查验收合格之后,即可开始整体下沉,四个吊点同步起吊,将钢围堰稍微吊离安装平台,然后割除安装平台,四个吊点同步缓慢下放。第一节钢围堰整体着床且保证各点受力均匀,钢围堰顶端高出水面一定距离时(约 1m)即可停止下沉,各吊点不松钩,保持在受力与不受力的临界状态。第二节钢围堰拼接按照与第一节同样的顺序分块拼接第二节钢围堰,分块安装时,先临时焊接固定,调整垂直度,复测平面位置。第二节钢围堰全部安装完成,再进行焊接。待
11、全部钢围堰焊接完成且检查合格后,继续下沉,若因为浮力较大,下沉困难时,采用边下沉边往仓内对称浇筑刃脚砼和压仓混凝土的办法助沉。采用空压机吸泥助沉使钢围堰继续均匀下沉至设计标高。堰顶防浪板拼接钢围堰下沉到位后,视具体水文情况于封底砼达到强度抽水前安装 1.0m 高防浪板,保证承台、墩身施工。钢围堰范围内吸泥下沉及基底处理套箱内吸泥除土应由中间向刃脚处均匀对称除土,随时注意垂直钢围堰正位下沉,一般每下沉 1.0m 应检查一次,及时纠偏校正。合理安排堰外弃土,为防潮冲刷应向下游弃土为主。围堰在下沉过程中要做好气象和涌潮的检测和预报工作,合理掌控利用涌潮的间隙时间抓紧组织施工。围堰下沉时如遇较大涌潮应
12、停止施工,以保证设备和人员安全。套箱范围内吸泥除土时应随时注意河床土层标高变化情况并做好记录。安排专人观察套箱内、外水头变化,防止水头差导致刃脚底套箱内、外水贯穿或者发生翻砂。防止超深,在下沉接近设计标高约 2.0m 左右时,应适当放慢下沉速度,控制堰内除土量和位置,以使钢围堰平稳下沉、正确就位。钢围堰内吸泥下沉至设计标高后,由潜水员清除封底厚度范围的泥污,抛填片石及碎石并由潜水员对片石和碎石整平。1.3.7 基底处理钢围堰到位后,先用抓斗清河床到封底砼的标高 1 米左右,回填不小于 100cm 厚片石,潜水员对片石整平,然后抛填碎石并整平碎石顶面,顶面标高以封底砼底面标高控制。然后由潜水员清
13、除封底厚度范围的钢护筒壁、钢围堰壁的泥污。1.3.8 施工监控与小偏位纠偏技术措施第一节围堰各分块位置和垂直度是确保围堰整体的正确就位关键部分,故采用平台及平台顶定位措施确保底口刃脚平面位置及标高,采用吊杆和导向确保各分块围堰垂直度,采用顶平面封闭框限定顶口内、外壁间距和平面位置。第二节围堰各分块垂直度原则上服从于第一节围堰各分块垂直度,以利于整体入土下沉。每节钢围堰下沉过程中测量始终监测桥轴线和墩轴线及围堰四个角点平面位置(允许偏位为 5cm),监测整体垂直度(小于0.3%),如平偏位或倾斜度超出规定要求时,应采取措施进行纠偏。1.4 钢围堰封底水中墩承台封底砼厚度均为 2.5m,钢围堰内净面积约119m2,封底砼总计约 298 m3。1.4.1 封底前准备工作在临时桩顶和护筒顶视导管布点位置搭设横桥向首批砼料斗分配梁,并铺设临时操作平台。测量堰内、外河床标高。潜水员使用高压水枪清洗堰内壁及护筒外壁,封底砼底以上必须都要清洗干净,防止浇封底砼时落入砼内影响砼质量。从-5.5-4.5m 范围回填片石,潜水员整平片石。用碎石填片石缝隙,顶标高为-4.5m。承台封底混凝土浇筑导管采用基桩混凝土灌注用的导管,测绳也采用基桩混凝土灌注用的测绳。1.4.2 砼生产、运输、灌注方法