北江特大桥243#主墩双壁钢围堰实施性施工方案Word文档下载推荐.docx
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（3）双壁钢围堰工序简单，施工方便，主要工作就是加工、运输、安装钢围堰节段；
（4）双壁钢围堰顶部的施工平台能承受较大的施工荷载。
（5）双壁钢围堰结构简单，设计快，制造方便。
3.2、水文、自然、地质概况
水文条件：
xx为珠江的重要支流，每年4～9月份为汛期，具有迳流量大、汛期长、洪峰高的特点。
根据广东省水文局佛山水文分局统计资料，20年一遇水位：
9.14m，50年一遇水位：
9.52m，100年一遇水位：
9.83m。
相应流速1.83m/s。
此外，根据桥位上游的马口水文站的统计资料，桥位处的水文特征值下表。
马口水文站统计资料
实测最高水位
9.58m
1968.6.27
实测最低水位
-0.20m
1955.2.20
多年平均洪峰水位
7.44
1951~1984
实测最大平均流速
1.89m/s
1978.5.20
狮山水闸（距离桥址约100m位置）1997年至2009年最高水位情况
年份
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
水位（m）
8.86
5.21
5.20
7.65
6.35
4.05
5.35
8.72
6.69
5.13
8.36
5.5
自然环境：
本工程地处亚热带季风地区，具有高温、雨量充沛、温度和蒸发量较大且年度温差较小的特点。
雨季集中在4～10月，以7～8月雨量最多。
每年1月至3月雨量相对较少，尤其1～2月雨量最少。
该地区月平均温度24.3℃，最低在1月13.6℃，最高在七月28.5℃，极端最高气温为38.7℃、最低气温为0℃，年平均湿度78-83%。
本区全年五级风以下出现频率为98.0%，六级风频率为1.06%，大于七级风出现频率仅占0.9%。
大风一般发生夏秋台风季节（7～9月），在珠江口附近登陆的台风对本地区影响较大。
热带气旋影响：
据2003～2008年最近六年热带气旋影响资料分析，影响佛山地区的热带气旋共发生17次，年平均约为3次；
其中严重影响佛山的台风有9次，风力可达12级以上，平均每年1.5次。
年平均风速11.33m/秒。
地质概况：
桥位处覆盖层主要由粉砂层构成，覆盖层厚度6m左右，基岩由上至下依次为全风化、强风化、弱风化的泥质砂岩、砂岩等，分布不连续，详细情况参考地质钻孔柱状图。
4、双壁钢围堰设计
双壁钢围堰设计委托有资质的设计院进行专业设计。
设计图纸详见附件：
《xx铁路xx大桥临时设施工程xx大桥243#主墩承台钢围堰工程方案说明及图纸》。
4.1、设计依据
1）、《新建xx铁路GGTJ-13标xx特大桥》有关243#主墩基础有关图纸
2）、新建xx铁路GGTJ-13标xx特大桥243#主墩基础的有关地质报告
4.2、设计条件
1）、主墩承台设计底标高为：
-10.169m
2）、主墩承台设计顶标高为：
-4.169m
3）、钢围堰下沉施工水位：
1.00m（暂定）
4）、钢围堰抽水施工水位：
3.00m
5）、钢围堰设计底标高：
-15.7m
6）、钢围堰设计顶标高：
4.00m
7）、钢围堰在使用期挡水最高水位：
3.00m
8）、封底砼（水下C30砼）厚：
3.5m
9）、水流流速：
1.89m/s
12）、地质条件（见下表）：
墩号
现有河床标高（m）
粉砂层底标高（m）
强风化泥岩面顶标高（m）
强风化泥岩面底标高（m）
备注
灰色，饱和，稍密为主，局部中密，成份以石英为主，级配较好，含有粘粒。
4.5m至5.1m含有较多腐木碎块
灰色，强风化，裂隙很发育，岩石破碎，芯呈碎块状、柱状，岩质极软，手可折断或锤击易碎块状、柱状，岩质极软，手可折断或锤击易碎。
243#
-15.8
－22.2
-24.7
-30.6
4.3、设计规范与技术标准
1）设计采用标准、规范：
《公路桥涵通用设计规范》（JTGD60-2004）
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025－86）
2）设计参照规范：
《港口工程钢结构设计规范》（JTJ283－99）
《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5039-95）
4.4、主要材料
（1）、符合《低合金高强度结构钢（GB/T1591）》的规定；
（2）、其技术指标应符合《普通碳素结构钢技术条件（GB700）》的规定；
（3）、采用的焊接材料应符合GB5118、GB/T5117和GB5293之规定，并与所采用的钢材相适应。
4.5、结构布置及设计要点
（1）243#主墩承台，由于墩位处水深较大，钢围堰为主墩承台施工用的围水结构，钢围堰的内壁板兼作承台施工用的模板（考虑施工偏差，围堰内壁净间距比承台尺寸放大15cm）。
（2）钢围堰采用双壁自浮式结构，双壁间距1.5m，围堰外尺寸为38.3×
20.3m，围堰高19.7m，竖向考虑分为5节，从下至上依次为4.3＋3.75+3.65+3.8+4.2＝19.7m，采用整节整体加工，控制起重量在120t左右。
设计详见图WY-S2-02：
钢围堰总体布置图。
（3）围堰从下到上围堰水平受力环的布置为：
第一节：
0.3m（单壁刃脚段）+1.5m（刃脚段）+（2×
1.25m）（底部段）＝4.3m；
第二节：
3×
1.25m（底部段）＝3.75m；
第三节：
（1.25+3×
0.8m）（加强段）＝3.65m；
第四节：
（0.8+3×
1.0m）（加强段）＝3.8m；
第五节：
（1.3+1.4+1.5）（顶部段）＝4.2m。
（4）围堰在承台顶高程以下2.031m（高程为-6.2m）以下段的夹壁内填充素砼（C20），故抽水时未填砼的夹壁需承受的最大水头差为3-（-6.2）=9.2m。
（5）为了加强围堰整体刚度，在围堰高程为-6.2～-13.15m段的钢围堰夹壁内填充素砼（C20），在-13.15m高程以下段夹壁内填砂，在局部隔仓（1.5m宽隔仓）填砼至第四层支撑以上，其高程为-2.7m。
（6）围堰内设置5层内部支撑梁系，第1～3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4、5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,第2～3层内撑在施工承台时可随砼浇注面的升高依次割除。
（7）封底砼采用C30号水下砼，厚3.5m，堰内抽水时河水水位高程控制在3.0m以下。
（8）围堰下沉过程中围堰内外水位差控制在5.5m以内。
（9）围堰在施工承台过程中围堰外河水水位与围堰夹壁内的水位差控制在5.0m以内，夹壁内的水深控制在5.5m以内。
5、双壁钢围堰施工方法
5.1、施工工艺流程
河床清理
首节钢围堰运输
封底砼（夹壁砼）灌注
钢围堰外侧抛填砂包
第二节钢围堰运输、与第一节对接安装
第三节钢围堰运输、与第二节对接安装
第五节钢围堰运输、与第四节对接安装
首节钢围堰安装
钢围堰灌水下沉定位
第四节钢围堰运输、与第三节对接安装
钢围堰设计
加长轨道、拆除部分平台
抽水干施工承台
钢围堰分节整体加工
船吊及自航驳就位
243#主墩钢围堰施工流程如图1：
图1：
243#主墩双壁钢围堰施工流程图
5.2、钢围堰加工、制作
图2：
钢围堰加工制作
双壁钢围堰采用整体加工方式，选择在靠江船厂码头进行加工制作，成型验收后分节通过水路运输到施工现场。
（1）首节钢围堰制作
首节钢围堰制作见如下步骤：
A、对场地进行平整压实处理。
B、精确放样，设置基座，基座设置牢固。
C、在基座上设置型钢等小型卡靠模架，用以安装刃脚模板。
此后按先骨架后壁板的顺序逐步拼装。
骨架部分包括竖肋、隔仓板、水平环板等构件。
隔仓板、壁板和水平环板分块加工，隔仓壁板与水平环板拼装，在吊机配合下定位安装隔仓。
隔仓壁板在各层环板对应位置处设置壁板，水平环板每块拼装，在拼装内外壁板。
D、为第二节拼装方便，首节围堰顶面设置在水平环板位置。
环板可作为以后接高块件对接时的放置平台，并使对接有调节偏差的余地。
E、因围堰焊接工作量大，在焊缝冷却后，会发生收缩现象。
底部由于有靠模固定住，底口一般不会发生收缩，在其上口的尺寸则会因收缩而缩小，所以，在首节上口放样时，应考虑有相应的预扩量。
（2）钢围堰接高节块制作
钢围堰首节以上部分也是在精确放样设置的基座上加工，其加工方法与首节加工相同。
钢围堰首节以上部分分为二、三、四、五节加工。
为加快施工进度，钢围堰接高节块制作要与首节同时加工，以保证在首节钢围堰初步定位后能迅速进行首节以上部分的接高。
（3）钢围堰加工及施工控制要点
为了确保钢围堰的正常使用及安全性，加工中应严格确保钢围堰各部分焊缝的质量，按设计的焊缝质量等级进行检验，对有水密性要求的所有焊缝作渗透性试验，板材的焊接拼缝和构件的连接焊缝应错开200mm，以免焊接应力集中。
根据“焊接工艺评定”的结果，采用适当的焊接工艺及参数。
A、钢围堰的拼装误差：
水平平面不大于＋（L内/500），垂直倾斜度不大于H/1000），各构件间的接缝及各分块间拼接缝均应无凹凸面。
B、总体尺寸：
每节钢围堰拼装完成后，整体尺寸应与设计要求相符，允许偏差应符合下列规定：
平面直径±
D/800（D为直径）。
顶平面相对高差：
全围堰20mm，井箱相邻点10mm。
井箱厚度±
1.5mm。
C、拼焊质量：
上下隔舱板对齐，各相邻水平环形板对齐，上下竖向肋角必须和水平环形板焊牢。
相邻块件外壁板对接应准确，错差不大于1mm，接缝缝隙0～2mm，可采用对接焊、搭接焊或贴板焊接，但必须满焊并保证水密。
所有壁板和隔舱板的工地焊缝，都应作煤油渗透试验，不合格者应将焊缝铲除重焊。
5.3、下游平台加长、围堰范围平台拆除
采用两台龙门吊抬吊钢围堰必须加长船坞，在下游侧沿龙门吊轨道加长三排钢管桩共长18m，并相应的延长施工平台及龙门吊轨道。
在桩基础施工完成并验收合格后，开始拆除墩位处平台，割低钢护筒，为围堰施工腾出空间。
平台钢板及工字钢、贝雷片的拆除采用现有的龙门吊。
拆除施工顺序为：
平台钢板→纵向I36工字钢→贝雷片→横向I56工字钢→钢管桩。
钢管桩的拆除及下游加长施工采用50t船吊。
加长或拆除后的平台布置如图3。
靠岸侧龙门吊轨道中心位于两个贝雷片中间偏河中侧，即从轨道至围堰方向将有3m贝雷架无法拆除，与围堰边有部分重叠，拆掉此部分钢板及工字钢，只保留贝雷片，龙门吊先从靠河侧吊至承台纵向中心后再向岸侧插入，贝雷片底标高为8.12m，目前河面标高为0.5m，即按目前净空有7.6m。
围堰最高节段为5m，下一节段留工作空间1.5m，需要最少6.5m空间，满足施工工作空间需要。
或者将贝雷片用千斤顶顶推，使其边角对应钢管桩及轨道，不影响围堰施工空间。
顶推时龙门吊开至一边，相邻的两片贝雷片用千斤顶顶起，中间的贝雷片用人工慢慢推移，到位后固定。
图3加长船坞及拆除部分平台示意图
5.4、钢围堰出运
（1）首节钢围堰出运步骤
图3：
243#主墩双壁钢围堰施工平面布置图
A、首节钢围堰工厂拼装完成并进行吊点的布设及加强，全部验收完成后，解除刃脚的固定装置。
B、300t船吊就位，缓慢把首节钢围堰吊离基座。
C、船吊把首节钢围堰吊至运输船上。
D、自航驳运输船顺着航道运至施工现场。
（2）首节钢围堰吊放定位步骤
运输船缓缓停靠在平台船坞中，利用平台上两台龙门吊四钩进行抬吊首节钢围堰。
当钢围堰起吊后，运输船退出船坞，由两台龙门吊将首节钢围堰吊至墩位处下放直至自浮，但未松吊勾。
然后用型钢将首节钢围堰与桩基钢护筒对顶连接固定，龙门吊松钩。
（3）船吊吊装钢围堰至驳船步骤（各节采用同样方法）
A、300吨起重船与2艘级驳船调迁入场。
B、起重船与驳船就位。
C、起重船对构件进行挂索。
D、起重船对构件吊索预紧受力。
E、预紧受力后确认安全无误后即开始缓缓起吊。
F.、继续起吊构件至足够高度后，起重船移位靠向驳船。
G、将构件与待装位置进行对位后，将构件缓缓下降。
H、在构件的四周分点进行垫木铺垫，对构件进行较好的保护。
I、将构件继续下降安放在驳船上，松钩解络，起重船移位准备对下一构件进行吊装装船，同时做好构件的船运加固工作。
5.5、锚碇系统设置
锚碇系统的设置是使首节钢围堰浮运定位和下沉定位的关键，其数量及规格由钢围堰的形状和大小、水流流速和风力及钢围堰在悬浮状态下各种最不利因素组合的外力而定。
243#墩原已有施工平台，在其上游布置400t主定位船，布置拉缆时注意避开原平台钢管桩位置、下游布置200t尾定位船，再通过10t、4t锚钩等锚碇系统来完成（锚碇系统布置图）。
为使围堰运输船能进出临时船坞，尾定位船在围堰所有节段均对接完后才定位挂络。
（锚碇系统布置详见附图3）
5.6、钢围堰接高、沉放、着床、定位
（1）钢围堰接高
接高节段施工定位测量须在底节顶面定出一个测量基准面，确定围堰中心点，随着围堰逐节接高，上移中心点，从而控制围堰的竖向中心轴线。
以后围堰各节均以此基准面和竖向中心轴线为准进行围堰各细部尺寸的测量控制。
二、三、四、五节钢围堰底部焊接吊装的限位及定位架，以确保吊装时能尽快对位及精确连接。
焊接时双壁内外侧均必须满焊，为了便于围堰接高时焊接操作，围堰内、外壁应设置三角脚手架焊接操作平台，外脚手架可采用悬挂式角槽脚手架。
脚手架必须保证安全性和便于焊接作业。
围堰接高采用两台龙门吊进行分节整体吊装接高。
二、三、四、五节钢围堰的整体加工运输吊装同首节钢围堰施工方法一样。
钢围堰在焊接接高过程中，要采取措施保持围堰在悬浮状态下的稳定。
（2）钢围堰沉放、着床
围堰在水中采用灌水压重下沉，直到将围堰接高着落河床。
围堰着床时，先控制灌水下沉，在刃尖距基底处约0.5m时停止。
利用钢围堰内钢护筒及钢围堰顶面的锚碇系统，使钢围堰精确定位，立即启动8台水泵均匀对称地向井壁内灌水（每台水泵负责2个隔仓的灌水），尽快使刃脚落在河床上。
此时应随时测量围堰倾斜度，控制围堰中心点位置，防止围堰倾斜和偏位。
围堰切砂到达控制标高后，及时在围堰外侧抛设砂包防冲刷及围堰内侧吹填砂。
图4：
钢围堰内侧吹填砂及外侧抛砂包示意图
（3）接高、沉放、着床、定位施工步骤：
A.利用两台龙门吊整体吊装进行拼接二、三、四、五节。
B.逐节拼接第二、三、四、五节钢围堰，检查平面尺寸及焊缝后逐节灌水下沉。
根据围堰接高、下沉的情况调整钢护筒上的柔性拉缆与围堰的连接位置，要使钢围堰始终处于稳定状态。
当接高至上拉缆位置时，用钢丝绳连接钢护筒与钢围堰的上拉缆，同时采用在四个角点的钢护筒上焊双排D50mm钢管套底托顶住钢围堰内壁进行调节。
C.当首节钢围堰离基底0.5m时，利用钢护筒调节底托及钢围堰顶上的锚碇系统及各隔仓内水位调整钢围堰位置，使钢围堰精确定位，然后在钢围堰各隔仓内同时均匀灌水，使钢围堰快速着床。
钢围堰着床后，局部不平之处通过潜水作业垫平。
D.测量钢围堰就位偏差是否满足要求，如果不满足要求，则抽出隔仓内水使围堰浮起后重新就位；
若就位精度满足要求，则在钢围堰外侧抛砂包护脚防冲刷。
E.钢围堰最终定位精度控制
钢围堰制作拼装难免有偏差，所以钢围堰下沉定位主要应保证承台施工范围段钢围堰的就位准确。
具体施工时以首节钢围堰上口的平面位置控制为准。
F.定位测量时，先将首节围堰上的控制点引至钢围堰的顶面，计算其相对位置。
钢围堰下沉过程及最终定位的控制，是通过对围堰上口平面位置的测量及计算进行钢围堰的定位调整实现的。
G.围堰在悬浮状态及灌水下沉过程中，其状态是随时变化的。
所以，测量时需两台全站仪同时测出两个控制点的坐标。
两个控制点设在钢围堰顶环板顺桥向轴线上。
5.6、钢围堰内基底找平
因钢围堰内原河床高低不平，最大处高差4m左右，故须在钢围堰施工前先找平河床面至-14.7m及围堰定位后在堰内填砂找平至设计封底砼底面标高。
找平通过吹填砂来完成，最上面抛填30cm的碎石。
在吹砂过程中，应始终保持围堰内外水位一致。
施工时，在围堰壁开口，使江水能流进围堰内。
围堰沉到位后将开口封闭。
5.7、封底砼施工
钢围堰下沉定位后，进行钢围堰的封底，围堰基底找平合格后，即可进行水下混凝土封底准备工作。
承台是在钢围堰内抽干水后干施工，封底砼施工是一个非常关键的一个工序。
（1）封底混凝土性能要求
A.混凝土标号为C30，5天强度不小于20Mpa。
B.混凝土坍落度为18～22cm，3小时坍落度不小15cm。
C.初凝时间不小于20小时
D.混凝土的和易性、流动性良好。
（2）混凝土灌注
图5：
灌注钢导管分布置示意图
浇筑采用汽车泵进行，导管采用内径300mm的钢管，灌注作用半径为3.5～4m。
导管内壁应光滑，使用前应经水密性试验合格。
导管采用3套，2套使用，1套备用，每套导管长度约25m，管顶部分导管采用多根0.5m短管，以便调节，其余导管长度2.5～4m。
导管接好后在上面作长度标记，与浇筑料斗安装在一起，料斗的容量应满足首灌埋管0.8m的要求，料斗容量为2m3，灌注时先灌满料斗，拉球的同时由装满8m3混凝土运输车继续往料斗泵送混凝土。
混凝土灌注从下游开始往上游，灌注过程随时检查混凝土的流动距离、导管埋入深度、浇注速度及混凝土面上升高度，及时调整，安排3人专门负责浇筑厚度的测量，现场技术员负责记录。
水下混凝土灌注过程应连续，一般情况下不得中断，每根导管的间歇时间不宜大于20分钟。
拆接管必须快速，以免间歇时间过长导致塞管。
混凝土灌注过程应保持水面标高不变，打开联通围堰内外水阀门，保持围堰内外水面标高一致。
浇筑完成后对布控监控点全面检查测量，保证封底混凝土的厚度及平整度。
（3）必须注意的几个问题：
导管离隔舱板的距离要在1m左右，防止砼对隔舱板瞬间冲击力过大，导致偏位。
经常测量砼面标高。
为排出围堰内封底混凝土置换出的水量，采用在围堰侧板上部开口或用水泵抽水的方式。
（4）封底砼施工组织
封底砼施工工期计划为1天。
施工架子队按要求提前进场培训，工人约20人。
砼的原材料提前备料并经检验合格，进场数量要符合砼供应总量要求，并富余500m3。
灌注砼用的料斗、导管及其他小件材料提前准备进场。
砼由5#搅拌站（2台120m3/h）或四航砼1搅拌船供应（2台100m3/h）。
6、主要船机设备及人员配备
钢围堰加工、运输、拼接主要施工设备及人员配备表
序号
设备名称
单位
数量
规格、型号
说明
1
龙门吊
台
80t
钢围堰吊装拼接
2
60t
3
运输船
艘
1000t
钢围堰运输
4
500t
辅助运输
5
交通船
6
起重船
200t
钢围堰出运装船
7
搅拌船
100m3/h
钢围堰封底
8
潜水泵
18
7.5kW
钢围堰内抽水
9
对讲机
10
发电机
200KW
11
电焊机
16
12KW
钢围堰加工、现场焊接
12
施工人员
人
60
管理及作业人员
现场主要管理人员配备表表7
姓名
职位
职称
李明忠
常务副经理
工程师
邓宏观
试验负责人
何锦明
项目总工
高级工程师
黄昌华
桥梁队试验员
助理工程师
谭荣海
桥梁队队长
秦江华
机电部长
王志强
桥梁队技术负责人
李剑荣
物资部长
吴福涛
工程部长
吴木杯
桥梁队技术员
吴卫敏
助理工程
黄培利
桥梁队工班长
詹浩明
梁鹏
桥梁队领工员
朱汉佳
桥梁队质检员
谢李勇
陈英俊
李树喜
桥梁队见习生
张友
王卫平
桥梁安全负责人
阮永成
安质部长
吴会伟
测量主管
高级技师
梅勇
桥梁队安全员
安全员
李茂深
桥梁测量负责人
技工
7、施工进度计划
243＃钢围堰计划2009年1月9日开始至2010年3月24日完成。
详见xx特大桥243＃墩钢围堰施工进度计划。
8、质量保证措施
xx铁路工程建设质量管理方针：
百年大计，质量第一；
依法管理，争创国优。
xx铁路工程建设质量总目标：
工程质量全面达到国家及铁道部客货共线工程质量验收标准，一次验收全部合格。
工程实体质量必须符合国家和铁道部
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