钢围堰施工方案及施工工艺.docx

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钢围堰施工方案及施工工艺

XXX大桥

水中基础钢围堰施工方案

20XX年X月

钢围堰施工方案

一、编制依据

1、《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708—2000。

2、《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709—2000。

3、《钢制压力容器产品试板力学等性能检验》JB4744—2000。

4、《焊缝及熔敷金属拉伸试验法》GB2652—89。

5、《金属拉伸试验方法》GB/T228。

6、《金属夏比缺口冲击试验方法》GB/T229—1994。

7、《金属弯曲试验方法》GB/T232—1988。

8、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2005。

9、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923—88。

10、《气焊和电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985—88。

11、《埋弧自动焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB986—88。

12、《碳钢焊条》GB/T5117—1995。

13、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293—1999。

14、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110—1995。

15、《普通碳素结构钢》GB700—88。

16、《低合金钢》GB1591—94。

17、《钢焊缝和超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345—89。

18、《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323—87。

19、《压力容器无损检测》GB4730—2005。

20、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81—2002J218—2002。

21、《锻轧钢棒超声波检验方法》GB/T4162—91。

22、《T型角焊接头弯曲试验方法》GB—7032。

23、《焊接接头冲击试验方法》GB—2650。

24、《钢的低倍组织及酸蚀检验方法》GB—226。

25、《焊接接头弯曲及压扁试验方法》GB—2653。

26、《焊接接头拉伸试验方法》GB—2651。

二、工程概况

XXX安照图纸简介介绍，起点桩号K0+805，止点桩号为K3+460，全长约2655m。

主桥孔跨布置为（65+5*120+65）=730m，主桥支承体系采用刚构连续梁体系，即Z3、Z4号主墩采用墩梁固结，在其他主墩和边墩处仅约束横向、竖向线位移，释放其他方向位移。

Z1～Z6号主墩采用花瓶墩结构形式，底宽12m，顶宽19m，壁厚3.5m。

基础采用钻孔灌注桩，每墩设12根桩，纵桥向布置3排，横桥向布置4排，桩间距为5.2m，桩径为2.0m。

Z0号边墩采用花瓶式墩身，底宽12m，顶宽19m，壁厚2.5m，基础采用12根A1.5m钻孔灌注桩，Z7号边墩采用花瓶式墩身，底宽12m，顶宽19m，壁厚2.5m，基础采用8根A1.5m钻孔灌注桩。

水中基础为Z1~Z5号墩，本次施工组织针对Z1~Z5号墩河床地形的具体情况，对钢围堰的加工、安装做了详细的组织设计。

三、对本工程重点、特点的分析

钢围堰制作是一个关键和复杂的过程，既要保证制作时几何尺寸符合设计及规范的要求，也要保证相邻节段间衔接的准确，钢肋及钢板制作时，在大样上量取各杆件的尺寸和倒角；先组拼为单块，再组拼为单节，然后按设计要求将上下节段弦杆定位后，再套样制作倒角并与加强肋焊接。

为保钢围堰能证吊装时的准确和可靠性，制作各节段钢围堰时，单块高度按2.75m~3.75m加工并在平地上预拼装但单块可不进行焊接，待吊装到位后再现场进行焊接、下沉。

钢围堰肋板的焊接是一道关键工序，要求为等强度焊接，焊缝必须符合《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）Ⅰ级焊缝要求，为保证质量，凡能采用自动焊或半自动的部位应尽量采用自动和半自动焊接，人工焊缝必须聘用考试合格的焊工带证上岗焊接，并抽取5%的焊缝用作X射线探伤，对不合格的焊缝要求返工并将抽检频率加大至10%，以达到设计要求。

四、施工总体布置

根据水中基础实际情况，结合Z1~Z5号墩河床实际地形断面，施工布置本着科学合理、实用可行的原则进行布置，钢围堰施工分为制造和安装两部份。

1.加工场地建设

Z1~Z5号墩钢围堰加工场设在湘江东岸河滩上，首先对河滩基础进行推平碾压，再采用C20砼对场地进行硬化处理，建设面积约为1200m2。

2.临时生活及生产用房

临时生活用房采用现场现场安装集装箱供生产工人居住，并提供临时搭建2个20m2材料库房，存放焊材和安装工具。

3.供电系统

电源由业主在工地现场提供工作电源接口，其接口距工作场地10~30m范围内。

4.施工通讯

现场采用移动电话联络，形成有效完整的通讯指挥调度网络。

5.现场制作

现场加工制作平面布置图

五、现场施工管理

1.现场组织机构

根据本项工程实际施工作业内容，结合现场施工环境、条件，为实施本项工程，确保工程顺利进行，达到优良工程标准，按照项目部施工要求，我部将组建本项工程项目施工处，施工处设施工处长1名，施工处技术负责人1名，质检负责人1名，下设物资设备组、切割组、焊接组、试拼组、安装组、电工组等六个小组。

现场组织机构图

2.岗位职责

2.1施工处长岗位职责

主要负责处理与业主和监理工程师及第三方关系；并负责按照技术规范、图纸、施工程序实施维护工程，正确管理所有劳动力资源；确保关于进度、费用和质量的现场控制。

2.2技术负责人岗位职责

负责组织工程技术部进行施工方案设计及总进度计划编制，负责质量控制，确保施工所需的各项技术资料的及时供应，负责协调检验和试验活动的实施和登记、不合格品和相应的解决措施的登记。

负责为施工过程和工作控制准备的技术文档的类型和内容；负责组织相关部门收集、整理竣工资料。

2.3质检负责人岗位职责

主要负责对本项工程生产出的产品进行检验，使其成品能满足设计及规范要求。

3.规章制度

为了确保工程质量，本承包人在开工之前，根据工程建设的需要，建立起系统、完善的质量管理制度，并在施工过程中严格执行。

这些制度概括起来分为两类：

一类是根据质量管理的需要针对某些施工环节和问题直接建立管理制度；另一类是由于某些施工和工作程序对确保工程质量具有重要影响，必须将它们“制度化”。

这两类制度的具体内容为：

3.1开工前的技术交底制度

单项工程开工前，必须由技术负责人向全体施工人员进行技术交底，讲清该项工程的设计要求、技术标准、定位方法、几何尺寸、功能作用及与其他工程的关系、施工方法和注意事项等，使全体人员在彻底明了施工对象的情况下投入施工。

3.2建立“四不施工”、“三不交接”制度

坚持“四不施工”、“三不交接”制度。

“五不施工”即：

未进行技术交底不施工；图纸和技术要求不清楚不施工；材料无合格证或试验不合格者不施工；工程不经检查不施工。

“三不交接”即：

无自检记录不交接；未经专业人员验收合格不交接；施工记录不全不交接。

3.3工序实行严格的“三检”制（包括内、外三检）

内“三检”即：

班组自检、施工队复检、项目部终检。

上道工序不合格，不准进入下道工序，确保各道工序的工程质量。

外“三检”即：

施工企业自检、监理单位复检、质检站终检。

3.4建立严格的原材料进场验收制度

对采购进场的原材料要由质检工程师组织进行验收。

参加验收的人员包括质量、技术、物资部门及施工队的有关人员验收。

验收的内容包括：

进场货物的品种、规格、数量是否是否符合采购计划：

供应厂家的产品合格证或检验报告是否齐全；产品现场质量检查，并填写检查验收记录；取样进行试验，并填写试验报告。

按验收程序收货后分类保管，做好标记并保管好样品。

质量检查记录和试验报告要随样品一起保存备查。

对检查验收不合格的原材料要马上清除出场，不得在场内存放。

六、施工总进度计划

1.施工计划

拟定X年X月X日开工，于X年X月X日前最后一批完成，以为水下承台施工争取作业时间，开工后主要抓住几个关键工序。

2.工期控制

2.1现场加工在X年X月X日全面结束；

2.2安装在X年X月X日前完成。

3.施工进度计划

施工进度计划安排情况详见《施工进度计划横道图》。

七、钢围堰的制造和安装

1.概述

钢围堰的平面布置：

钢围堰为22m×16.8m的四个角带圆弧形的双壁全钢结构，壁厚1.5m。

内外壁板均为δ=6mm的钢板，内外壁板上都设有垂直竖肋和水平环肋。

两壁板之间用隔舱板和水平桁架连接。

立面布置：

钢围堰高度ΔH=15.4-19m不等,分成三层制作（具体加工高度可根据施工水位及实际岩面标高可作适当的变动），每层平均分成10块，通过隔舱板将围堰平均分成16个互不相通的隔舱，以便注水下沉钢围堰时调整钢围堰的重心及竖直状态。

下部设有刃脚，以利于入土下沉，并可根据开挖后的岩面起伏情况设置为异形刃脚。

2.钢围堰的材料选择

表1围堰分层

分节

对应结构物

每节的层数

层高

相应的标高

第一节

封底混凝土

2

1.0m

16.0～18.0m

第二节

承台

5

0.9m

18.0m～22.5m

第三节

墩

10

1.0m

22.5m～32.5m

第四节

墩

2

1.25m

32.5m～35.0m

表2各层的材料表

层标高

环板

斜支撑

贴在面板上的竖杆

备注

16.0m

□250×10

L100*100*10

L75*75*8

封底砼底

17.0m

□250×10

L100*100*10

18.0m

□250×10

L100*100*10

承台底

18.9m

□250×10

L100*100*10

19.8m

□250×10

L100*100*10

20.7m

□250×10

L100*100*10

21.6m

□250×10

L100*100*10

22.5m

□250×10

L125*125*14

承台顶

23.5m

□300×14

L125*125*14

第一层支撑

24.5m

□300×14

L125*125*14

25.5m

□300×14

L125*125*14

第二层支撑

26.5m

□300×14

L125*125*14

27.5m

□300×14

L125*125*14

28.5m

□250×10

L125*125*14

第三层支撑

29.5m

□180×10

L100*100*10

30.5m

□180×10

L100*100*10

31.5m

□180×10

L100*100*10

第四层支撑

32.5m

□180×10

L100*100*10

33.75m

□180×10

L100*100*10

35.0m

□180×10

L100*100*10

围堰顶

对于承台位置的围堰，其内设置隔舱板。

主要目的有二个：

一个是浇筑压舱混凝土时有一定的分隔，其二是增加结构抗侧移变形，改善贴在面板上的角钢（即本文所指竖杆）的受力.其设置高度为每个钢围堰的刃脚底至相应承台顶标高以上3M的位置,具体详见相关设计图，钢板材料厚度14mm。

其它位置的隔仓板材料厚度均为6mm钢板。

3.钢围堰的制作施工工艺

围堰分层划分主要是根据其结构特点、施工设备的能力、现场的实际情况以及有关技术要求制定的，围堰沿高度方向分成三至五层，沿环向分为10块，其最大分块重量为10t。

钢围堰施工前，应做好材料、场地、设备及人员等各方面的准备工作。

原材料应按规定的场地堆码，并应根据设计图纸的技术要求进行尺度、材质及力学性能检验。

对于所用的各种机械设备开工前都应进行检查调试，以确保生产正常进行和产品质量及安全，对所有参加钢围堰制作的工人、管理人员进行技术交底，使其熟悉图纸及相关技术规范。

钢围堰主要受力焊缝应作超声波探伤检测，以确保其受力性能，并对相关焊缝作煤油渗透试验，以确保其密水性能。

4.钢围堰加工

4.1钢材和焊接材料定货及进场检验

根据钢围堰设计图纸规定的材料牌号、规格、重量与钢材供货商、焊接材料供货商签定供货合同，提出相关质量标准（Q345D材料符合GB/T1591-94；Q235B材料符合GB700-88标准）。

钢材和焊接材料进场入库检验时，应对照产品质量证明书检查钢材及焊接材料规格、批号、牌号及数量，并与产品质量证明书相符合，方可入库。

同一牌号，同一质量等级，同一批号，同一品种，同一尺寸，同一热处理制成的钢板和焊接材料可列为一批按相关规定抽样检查其化学成份、力学性能。

检验合格方可使用。

检查项目：

（1）钢板厚度及允许偏差应符合其产品标准的要求。

检查数量：

每一品种、规格的钢板抽查5处。

检验方法：

用游标卡尺量测或超声波测厚仪。

（2）钢材的表面外观质量除符合国家有关标准的规定外，尚应符合下列规定。

当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕时，其深度不大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2。

钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的C级及C级以上。

钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。

检查数量：

全数检查。

检查方法：

观察检查。

4.2焊接工艺评定方案

为保证本工程钢围堰的焊接质量，按照JB4708—2000《钢制压力容器焊接艺评定》和JGJ81—2002《建筑钢结构焊接技术规程》及《TB12212-98铁路钢桥规范》的要求，特制定钢围堰焊接工艺评定实施方案。

4.2.1工艺评定项目及所用材料

（1）对接接头手工电弧焊全熔透焊缝

钢材采用Q345D，钢板规格为200×6002件δ=6mm，对接接头形式见图1。

焊接材料采用四川自贡焊条厂生产的大西洋牌5015（牌号J507）电焊条。

（2）对接接头手工CO2全熔透焊缝

钢材采用Q345D，钢板规格为200×6002件δ=6mm，对接接头形式见图2。

焊接材料采用四川自贡焊条厂生产的CHT711药芯焊丝。

（3）T型接头手工电弧焊全熔透型焊缝

钢材采用Q345D，钢板规格为200×3002件δ=6mm。

T型接头结构形式见图焊接材料采用四川自贡焊条厂生产的大西洋牌5015（牌号J507），电焊条。

（4）T型接头CO2保护焊全熔透型焊缝

钢材采用Q345D，钢板规格为200×3002件δ=6mm。

T型接头结构形式见图焊接材料采用XX焊条厂生产的大西洋牌CO2气体保护药芯焊焊丝CHT711。

（5）以上各种材料均要求在检验入库后选用。

4.2.2本工艺评定项目覆盖范围

（1）根据JB4708—2000表6和JGJ81—2002表5.2.4之规定，采用Q345C，钢板δ=6mm，能覆盖本工程Q345C厚度10～24的手工电弧焊对接接头。

（2）根据JB4708—2000表6、表7和JGJ81—2002表5.2.4之规定，采用Q345C钢板δ=6mm与钢板δ=6mm钢板组成T型接头，能覆盖本工程10～16的手工电弧焊和CO2气体保护焊T型接头和带垫板及不带垫板。

（3）以上各种材料均要求在入库后材料中选用。

4.2.3焊接方法和焊接设备

（1）手工电弧焊采用ZX7—400型逆变式直流弧焊机。

（2）CO2气体保护焊采用ERC—350CO2气体保护焊机。

4.2.4焊接试件尺寸按图1，图2，图3，中标定尺寸。

4.2.5焊缝试件外观质量和焊缝内部质量检验。

（1）对接接头全焊透型焊缝，外观检查，按照《GB50205—2005》文件规定不允许有气孔、裂纹、未熔合，未填满弧坑和焊瘤等缺陷；焊缝余高按焊缝宽度b为5＜b≤8，咬边深度≤0.5时为合格。

内部质量：

焊缝全长按GB11345—89标准进行超声波探伤，质量等级为I级；并在对接焊焊缝全长为按《GB3323—87》标准射线照相2张，长度为300的X光底片，焊缝质量等级为Ⅱ级。

（2）T型接头全焊透型焊缝外观检查，焊脚尺寸参照GB50205—2005厚度的1/2，公差为0～4mm；焊波在任意25范围内高低差≤0～2mm；内部质量：

全焊透型焊缝沿焊缝全长按GB11345—89标准进行超声波探伤，质量等级为Ⅱ级。

4.2.6焊缝和机械性能试验和验收

4.2.6.1拉伸试验按GB/T228和GB—2651之规定的试验方法测定焊接接头的抗拉强度。

4.2.6.2弯曲试验按GB/T232和GB4708—2000表12和GB—2653之规定的试验方法测定焊接接头的完好性和塑性。

4.2.6.3冲击试验按JB4708—20007．2．2．6和GB—2650之规定执行。

4.2.7T型接头全熔透型焊缝试样检验。

T型接头全熔透型焊缝按JB4708—20007．3条和JGJ81—2002之规定进行取样和检验。

4.2.8工艺评定试验完成后，应编写工艺评定报告，报告内容如下：

（1）母材和焊接材料地编号、规格、化学成份和物理、机械性能等；

（2）试板图；

（3）试件焊接条件及施焊工艺参数（即工艺指导书）；

（4）焊接检验结果；

（5）工艺评定合格后，才能正式进行结构的拼装和施焊，否则应调整工艺参数，重新进行工艺评定试验。

4.3工艺流程

钢围堰生产工艺流程图

4.4钢板划线，切割和坡口加工

4.4.1放样施工要点

（1）实际放样座标应交叉审核，绝对保证其精确性。

（2）为保证倒角弧形准确圆滑，放样时尽可能增加辅助座标。

各节点用样冲打上样冲眼用油漆圈好，并标明节点号，以便日后查对。

（3）放样完毕后,量取各构件尺寸,制作构件样板,并注明编号、尺寸等，同时作好原始记录。

（4）放样检查：

放样量具、仪器检查。

放样激光红外仪及钢尺必须经国家二级计量单位核验合格后方可使用。

放样完毕后,必须进行交叉检验、复核节点间及分段点的相互尺寸，其检验结果必须满足以下要求：

宽度偏差

±1㎜

基线不直度

±1㎜

曲线样板上任意点偏差

±1㎜

样板长度、宽度偏差

±1㎜

4.4.2划线下料必须做到“五不下料”：

图样不清楚不下料；工艺文件不清楚不下料；材料上没有标记不下料；材质不清楚不下料；代用材料不符合规定不下料。

4.4.3钢板划线应满足下列要求

4.4.3.1同一（钢板）上相邻纵缝间距不应小于400mm。

4.4.3.2钢板划线后的标记应符合相关标准。

4.4.3.3钢板采用半自动切割下料。

切割面的熔渣，毛刺和缺口，采用砂轮磨光机磨光，所有钢材加工后的边缘不得有裂纹、夹层和夹渣等缺陷。

4.4.3.4钢板加工后坡口尺寸的极限偏差，在施工图纸未规定时，应符合JGJ81-2002表4.2.2～表4.2.7的规定。

4.5钢围堰拼装

4.5.1制作工作平台，根据制作钢围堰工艺技术要求，做好工装胎模定位，胎模平整度≤3mm（见胎模图）。

4.5.2把已下好料的工件，按图样和工艺进行拼装，拼装前坡口表面及热影响区30mm之内必须打磨光洁，坡口表面不得有裂纹，分层、夹渣等缺陷。

4.5.3钢围堰按图纸要求和GB50205—2001规定拼装，同一截面不允许有二条拼接焊缝，拼接缝至少错开300mm。

4.5.4引弧板收弧板的组装：

组装前应将引弧、收弧板加工成与纵缝坡口型式相似的凹槽，长度15-30mm。

4.5.5引弧收弧板去除时，不得用硬锤击的方法，去除后相应部位应打磨。

4.5.6为了控制变形,减少应力集中,严禁强行组装。

4.5.7临时构件的材料，应选用与壳体母材力学性能和焊接性能相似的材料并用相适应的焊材及焊接工艺。

对需要预热焊接的钢材，焊接工卡具等构件时，应以焊接处为中心，至少应在150mm范围内进行预热，预热温度较主焊缝预热温度高出20-30℃。

4.5.8临时工卡具等构件定位焊接时，严禁在母材上引弧和熄弧。

定位焊缝不得有裂纹，否则必须清除重焊，如存在气孔、夹渣时，亦应去除。

熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否则应予以修整。

定位焊焊接参照下表

定位焊尺寸参数表

焊件厚度（㎜）

定位焊缝高度（㎜）

焊缝长度（㎜）

间距（㎜）

10～12

3～6

15～30

200～300

4.5.9临时工卡具等构件拆除时，严禁使用“硬锤击法”，应用碳弧气刨或氧-乙炔火焰在其离母材3mm以上处切除,严禁损伤母材。

如遇切割操作困难时,应在母材表面上采取隔离保护措施。

如垫1-2mm的钢板或2-3mm石棉板加以保护或采用先用角向砂轮机砂磨定位焊后轻锤击致落。

切除后母材上留下的痕迹和焊疤再用砂轮磨平,并认真检查有无微超标缺陷。

打磨后的厚度不应小于该部位的设计厚度。

4.5.10去内外表面的局部损伤及凹坑深度不超过板厚的5%且不大于2mm，可用砂轮打磨,平滑过渡。

4.5.11当内、外表面的局部损伤及凹坑深度大于板厚的5%或超过2mm时,应进行焊补。

焊补前应用碳弧气刨或砂轮将凹坑刨成或修磨成便于焊接的凹槽，再行补焊。

补焊时应遵循“同焊接材料、同焊接工艺”的原则。

补焊后应按图样规定对焊补部位进行表面检查无损检测，确保无超标缺陷。

4.5.12钢围堰钢板对接缝，根据焊接工艺规程，预留间隙，严格控制错边量。

对接错边量按《GB50205—2005》规定，间隙按焊接工艺评定合格的工艺规程。

4.5.13为防止焊接过程中变形，用工装夹具固定。

4.5.14钢围堰组装按《GB50205—2005》附录C之规定检查验收。

4.6焊接

1.焊工和无损检测人员资格

1.1焊工

凡参加钢管拱系统焊接的焊工，应通过专业培训，均应按相关的规定通过考试，并取得相应的合格证。

1.2无损检测人员

无损检测人员应经过专业培训，通过国家专业部门考试，并取得无损检测资格证书。

评定焊缝质量应由Ⅱ级以上的无损检测人员担任。

1.3生产性施焊

钢管拱系统的焊接必须按焊接工艺评定合格后编制的焊接工艺规程执行。

1.4焊前清理

所有拟焊面及坡口两侧各50～100mm范围内的氧化皮、铁锈油污及其它杂物应清除干净，每一焊道焊完后也应及时清理，检查合格后再焊。

1.5焊接

1.5.1焊工必须按图样，工艺文件，技术标准施焊，当上述要求与实际情况不符合时，焊工应向有关技术部门提出，经同意认可方可施焊。

1.5.2焊工对不属于本职工作而造成的质量问题有可能影响施焊质量时（如上道工序装配的错边，焊件的坡口型式及尺寸不符合要求，材料标记移植不符合有关规定，及焊接材料变质，工艺性能差等），应向检验人员提出，待上述问题得到解决后才施焊。

1.5.3焊工应严格执行焊接材料发放及回收制度。

1.5.4焊工应严格遵守有关焊接安全规程。

1.5.5焊工焊好后，应按《钢印标记规定》对所施焊缝打上自已的钢印代号

1.5.6焊接环境出现下列情况时，应采取有效的防护措施，无防护措施时，应停止焊接工作。

1.5.7风速：

气体保护焊大于2m/s，其它焊接方法大于8m/s；相对湿度大于90%；环境温度低于－5℃。

1.5.8各种焊接材料应按相关的规定进行烘焙保管。

焊接时，应将焊条放置在专用的保温筒内，随用随取。

1.5.9为尽量减少变形和收缩应力，在施焊前选定定位开始焊接，向约束力较小的部位推进。

1.5.10双面焊接时，在其单侧焊接后应进行清根并把焊缝打磨干净，再继续焊另一面。

1.5.11多层焊的层间接头应错开。

1.5.12每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时，应采取防裂措施。

在重新焊接前，应将表面清理干净，确认无裂纹后，方可按后工艺继续施焊。

1.5.13拆除引、断弧助焊板时不应伤及母材，拆除后应将残留焊疤打磨修整至母材表面齐平。

1.5.14焊接完毕，焊工应进行自检。

一、二类焊缝自检合格后应在焊缝附近用钢印打上工号，并作好记录；

2.检验

钢围堰检验工艺流程（按图样和《GB50205—2005》）