5#墩围堰封底施工方案.docx
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5#墩围堰封底施工方案
文件编号：
EQ3-SGFA-026
武汉二七长江大桥正桥工程施工第Ⅲ标段
5#墩围堰封底施工方案
中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部
二〇〇九年八月
文件编号：
EQ3-SGFA-026
武汉二七长江大桥正桥工程施工第Ⅲ标段
5#墩围堰封底施工方案
编制：
复核：
审批：
中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部
二〇〇九年八月
一、编制依据：
《武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段实施性施工组织设计》
《武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工计划》
《围堰内支撑结构图》
《钻孔平台结构图》
二、编制目的
5#墩围堰封底施工，工程量大，要求连续施工，施工组织复杂，质量要求高，需要制定周密的计划，妥善安排。
编制本方案用于指导现场施工，明确施工工序及要求。
三、方案概述
5#墩钻孔桩施工前，已将河床面清理至标高+5.0m左右，钻孔桩施工过程中的监测数据显示，河床标高已淤积至＋7.0m左右，根据钢板桩围堰设计要求，钻孔桩施工完毕后，还需在围堰内继续吸泥，清除围堰内的泥沙，将围堰内基坑底面清理至-0.5m标高，以便进行水下砼封底。
泥沙的清除采用空气吸泥机配合高压射水的方法进行。
5#墩围堰平面尺寸55.5m×33.6m，清淤吸泥范围大，需清除的泥沙数量达13986m3，清淤吸泥的速度直接关系到基础施工的进度。
为此，拟投入4套吸泥设施，每一套包括一台吊机、一台空压机、一套吸泥管及一台高压水泵。
围堰下游武昌角少插打一根钢板桩用于吸泥清基时向围堰内补水。
围堰内清淤吸泥完成后，在承台施工前需对围堰进行封底，以便能在干燥的环境中施工承台。
封底砼的主要是与钢板桩围堰侧壁一起，共同形成挡水围堰，从而形成干燥的基坑施工承台；另外作为承台施工的底模，承受承台施工时的各种荷载；在围堰内抽水以及承台砼浇注时，通过封底砼与钢护筒之间的粘结力，将荷载传递至钻孔桩。
围堰封底砼浇筑一次完成，砼量共计7462m3。
封底水下砼浇筑采用垂直导管法进行，按照从上游向下游、从两边向中间逐步推进的施工顺序连续进行。
封底混凝土浇注在围堰顶面设置3台布料杆（布料半径18m），每一台布料杆接一台输送泵，通过布料杆将砼输送到围堰上各浇注点
封底厚度和混凝土标号待定。
四、封底施工准备工作
1、施工材料的准备
⑴、围堰封底混凝土高度5m，混凝土方量约9325m3，按照10000m3混凝土储备原材料
⑵、原材料的储备方式（自备和商混）
⑶、原材料的供应
⑷、原材料的检验
⑸、
2、施工机具设备的准备
⑴、围堰内支撑及钻孔平台杆件纵横交错，吸泥机移动不便，吸泥机需配置4套。
⑵、吸泥管采用直径300mm的刚性导管，导管长度26m，需要配备20～25m3/min的空气压缩机，空压机压力为0.5MPa。
⑶、测绳采用钢丝测绳，吸泥和封底施工测点共用测绳，测绳的位置不变动，需要配备测绳100根，每根长30米。
⑷、测锤采用专用的钢板焊制成平底空心封闭的锥形测锤，重量在2.5kg左右。
⑸、封底混凝土灌注导管采用吸泥管改制，需准备28根，每根长度26米
⑹、储料斗准备4套
⑺、高压水泵（压力）及射水管、射水嘴
⑻、灌注方式（布料杆）
⑼、排泥管（软管，和吸泥管配套）
⑽、吸泥机的要求（风包的结构）
3、水下封底混凝土配合比设计
3.1、封底混凝土技术要求
⑴、水下封底混凝土坍落度宜采用18～22cm，首批混凝土坍落度采用18cm～19cm，正常灌注和接近结束时采用20～22cm。
⑵、为保证封底混凝土和钢护筒、钢板桩的有效粘结，5#墩围堰封底混凝土中掺加微膨胀剂。
⑶、5#墩围堰封底混凝土方量大，施工时间长，封底混凝土中需掺加缓凝剂，以保证混凝土的正常灌注
⑷、为减少封底混凝土强度上升时间，提前围堰内抽水施工，封底混凝土中需掺加早强剂。
⑸、5#墩围堰封底混凝土施工采用分层往复的灌注方法，次层混凝土灌注时必须在前一层混凝土初凝时间以内。
按照3套灌注设备布置，每套设备灌注速度60m3/h计算，灌注1层封底混凝土（约3730m3）需21小时，封底混凝土的初凝时间宜为24～30小时。
3.2、商品混凝土与自制混凝土性能匹配
⑴、封底混凝土方量大，为保证封底混凝土质量，商品混凝土和自制混凝土采用同一设计配合比。
混凝土拌制时根据原材料含水率由中心试验室人员进行适当调整。
⑵、混凝土所需水泥、减水剂、外加剂、微膨胀剂、粉煤灰采用同一厂家、同一批次产品，以保证混凝土性能的一致。
⑶、封底混凝土所需原材料检测统一由中心试验室进行，以确保所需材料质量。
4、技术准备
⑴、向所有参加围堰封底施工的人员进行技术、安全、质量交底。
⑵、根据施工工序明确施工人员职责、施工内容及控制指标。
⑶、
5、围堰封底施工组织
⑴、
⑵、
⑶、
五、施工方法
1、施工平台搭设
围堰吸泥、清基及封底混凝土施工平台利用现有钻孔桩平台，拆除钻孔平台上钢板及平台杆件之间的连接角钢，保留钢护筒顶面上的钢板作为人员操作平台，钢护筒顶面平台之间搭设人员通道。
平台布置见图
2、围堰内吸泥、清基
2.1、吸泥机的布设
⑴、4台吸泥机布设在围堰4个角落上，从四周向中间移动吸泥。
⑵、吸泥机由围堰上布设的3台起重设备配合施工，其中1台吸泥机备用。
⑶、空气吸泥机风包设置在距离吸泥管口1m～1.5m的位置
2.2、吸泥、清基施工
⑴、采用空气吸泥机配合高压射水进行围堰内吸泥、清基施工。
⑵、吸泥机、风阀、出泥管统一编号，由专人负责并观察出泥情况，决定吸泥机的升降和移位。
⑶、目前河床标高在＋7.0m左右，需吸泥至-0.5m，吸泥需分部分层施工，全断面逐步吸泥，避免基底河床高差过大。
⑷、吸泥分层往复施工，每层高度不超过3m。
⑸、吸泥至标高＋0.0m后，要提高吸泥管口至河床面的距离，逐步吸泥至标高－0.5m。
⑺、吸泥至设计标高后，不要拆除吸泥设备，待围堰水中泥砂沉淀后继续将泥砂吸干净。
⑻、吸泥管及排泥管弯头处容易堵塞，吸泥时要注意勿使木块、沙袋掉入围堰内堵塞吸泥设备。
⑼、靠近钢板桩、钢护筒附近的泥砂较难吸出，利用高压射水将泥砂冲散后吸出。
⑽、吸泥时为保证围堰内外水位平衡，围堰下游武昌角的钢板桩少插打一根，待吸泥结束后在插打合拢。
2.3、吸泥施工注意事项
⑴、吸泥管口距离河床面宜为15cm～50cm，距离过小容易堵塞吸泥管，距离过大吸泥效果不好。
⑵、吸泥时要经常升降、摇荡吸泥管，并移动吸泥管位置以取得吸泥的最佳效果。
⑶、吸泥机移动位置或停吸前应将吸泥机提升一定高度后再关闭风阀。
⑷、吸泥时要经常观察风压，防止回风，避免吸泥管内泥浆灌入吸泥器和风管内。
⑸、如果吸泥管堵塞或久吸效果不佳，应暂时关闭风阀2～3min后瞬间打开风阀，使风量和风压骤然增大，吸出堵塞物及坚硬土块。
⑹、吸泥时吸泥机的位置要定期变动，避免在同一位置长时间吸泥，防止周围土层坍落或涌水翻砂而堵塞吸泥机。
⑺、吸泥时应经常使用测锤测量河床标高，尽量减小河床高差。
3、钢护筒及钢板桩表面处理
围堰内吸泥时，只是将围堰内大范围的泥沙清除掉，钢板桩表面、钢护筒表面粘附的泥沙并未完全清除掉，这些泥沙在封底前必须进行彻底清除，以保证封底砼与钢板桩、钢护筒的粘结力，也可防止钢板桩与封底砼之间出现涌水通道。
这些粘附泥沙的清除，采用高压射水进行，整个围堰不得有任何遗漏；清理完毕后，需由潜水员下水检查。
潜水员检查时，需对各种角落特别注意，尤其是封底砼范围内的钢护筒、钢管桩表面，必须重点检查，不得粘附有淤泥。
4、围堰基底处理
5#墩围堰封底混凝土方量大，施工时间长，混凝土施工需要二次拔球，为避免二次拔球导致混凝土有夹层，造成混凝土封底失败，在吸泥至设计标高后，在基底铺设一层100～150mm碎石垫层，碎石粒径不得过大，以减少拔球时混凝土冲击基底，将基底泥砂翻起，使得二次拔球时2层混凝土之间夹砂。
5、导管及测点的布设
5.1、导管的布设原则
⑴、导管按照影响半径3.5m布设，导管的影响范围要大致相同。
⑵、为使钢板桩与封底混凝土有良好的粘结，围堰四周导管的布置要相对密集。
⑶、导管布设时需考虑围堰内支撑及钻孔平台杆件的干扰，以便于导管的移动及提升。
5.2、导管的布设
⑴、根据导管的布设原则，共布置封底混凝土灌注导管3排，每排7根。
⑵、3组导管先布设在围堰上游，根据灌注顺序循环使用。
⑶、
⑷、
5.3、测点的布设
⑴、每个导管下料点布置1个测点
⑵、导管与导管之间布置1个测点
⑶、导管与导管影响半径交叉点布置1个测点
5.3、拔球首批混凝土方量
首批混凝土的坍落度不宜过大，以避免混凝土不能形成一定的坡度而埋不住导管。
首批混凝土方量采用下式计算：
V=1/3×π×R2×h
R——混凝土扩散半径，取3.5m
h——导管底口混凝土埋高，取0.5m
计算得：
V＝6.5m3
6、封底混凝土浇注
6.1、浇注顺序
⑴、采用分层往复浇注，每次同时灌注同排的4根导管。
在同排的导管浇注完后灌注第二排导管。
在灌注第二排导管时将第一排导管前移至第四排浇注位置。
⑵、由围堰两边向中间，上游逐步向下游推进，分2层浇注，第一层浇注3m，第二层浇注2m，第一层浇注完成后按照相同的浇注顺序再返回浇注第二层。
⑶、混凝土灌注前精确测量基底各部位的标高，先灌注低洼处封底混凝土，避免混凝土流动造成导管底口脱空或埋入深度过浅，致使导管底口进水。
⑷、
6.2、混凝土的供应
⑴、封底混凝土由岸上混凝土工厂和商品混凝土站同时供应。
⑵、岸上混凝土工厂直接将混凝土泵送至浇注位置。
⑶、在施工栈桥上布设1台天泵，施工主便道上布设1台地泵，泵送商品混凝土至浇注位置。
⑷、混凝土输送管道的布置要预留水泥、粉煤灰输送罐车通道。
6.3、浇注方法
6.3.1、混凝土储料
⑴、拔球时采用6m3漏斗储料，拔球后正常灌注时采用0.6m3的小漏斗。
⑵、
⑶、
6.3.2、混凝土浇注
⑴、在设计下料点垂直下放内径300mm的钢制导管，导管底口距离基底面20～30cm。
⑵、在第一排导管①、②、⑥、⑦顶口安装6m3漏斗。
⑶、将导管①、⑦、②、⑥顶口漏斗储满混凝土，并将布料杆下料口放置在导管①、⑦、②、⑥顶口漏斗上。
⑷、导管①、⑦砍球，灌注正常后，导管②、⑥砍球。
⑸、在导管①、⑦、②、⑥正常灌注，混凝土浇注厚度到2米后拆除导管①、⑦、②、⑥顶口漏斗，安装在导管③、⑤、④上。
⑹、在导管③、⑤、④上的漏斗储满后，导管③、⑤砍球，正常灌注后，导管④砍球。
⑺、拔球时储料斗和搅拌站后台储料要充足，保证混凝土能在瞬间通过导管压向基底，在导管周围形成一个混凝土圆锥体，随着导管的提升使得混凝土在水下均匀摊开和升高。
⑻、混凝土灌注时，要经常测量每根导管影响半径范围内的混凝土标高，检查导管的埋深和混凝土的流动方向，控制导管的下料速度和方量，使得混凝土均匀分层。
⑼、在浇注第一层封底混凝土时，测量人员要经常检查混凝土标高，分层高度要均匀、一致，高差过大时要通过导管补料进行调整。
⑽、第一层浇注完毕后，按照相同的顺序浇注第二层。
第二层浇注二次拔球时，导管要插入第一层封底混凝土中50cm，避免两层封底混凝土之间夹层。
拔球后，导管内混凝土下放缓慢或是不下放，可适当提升导管，使得混凝土下放顺畅。
⑾、混凝土灌注中如果导管或漏斗颈卡住，可用振捣棒振捣疏通。
⑿、导管移动位置再次进行安装时应仔细测量导管位置的基底上是否有混凝土流淌过来，导管底口应距现有的混凝土面20cm高，按首批混凝土浇筑方式进行施工，再进行混凝土的正常灌注。
6.4、混凝土顶面标高控制
⑴、封底混凝土浇注时，技术人员要经常测量混凝土面标高。
⑵、第二层封底混凝土浇注时，调整混凝土坍落度至20～22cm，使得混凝土的流动速度和半径增大，不至于局部堆高。
⑶、封底混凝土顶面标高控制比设计标高低20cm，待围堰抽水完成后再进行找平。
⑷、
6.5、连通管设置
⑴、封底混凝土施工时为保证围堰内外水位平衡，需设置连通管。
⑵、连通管均匀布设在围堰四周，共布置8个连通管。
⑶、连通管使用内径60mm的钢丝软管
7、封底混凝土施工注意事项
⑴、封底混凝土浇注工序转换速度要快，尽量减少混凝土浇注时间。
⑵、封底混凝土施工时技术人员测量要认真、准确，尽量减少混凝土高差。
⑶、技术人员要根据天气、混凝土分层、浇注速度等情况及时通知试验室对混凝土坍落度进行调整。
⑷、封底混凝土灌注结束前，应仔细对围堰内的混凝土面进行测量，如果标高不满足设计要求，则要求重新下导管按首批混凝土进行施工。
⑸、
六、围堰封底混凝土施工中容易出现的问题
１、导管漏水
产生原因：
接头胶垫不平整或质量差、未做水密试验、
预防措施：
导管组拼后做水密试验，严格检查组拼接头质量
２、混凝土赌管
产生原因：
导管埋入混凝土过深、混凝土和易性较差
预防措施：
导管组拼后做水密试验，导管埋深不宜过大、严格执行混凝土施工配比
３、导管埋入部分被混凝土胶结
产生原因：
混凝土初凝时间过短、导管埋入深度过大、提动间隔时间过久
预防措施：
试配性能良好的配合比、导管及时提动、导管的埋深不宜多大
七、施工资源配置
1、人力资源配置
序号
工种
姓名
工作内容
1
施工总负责
蒋本俊
2
技术总负责
陈世明
3
现场施工负责
刘博
4
现场技术负责
朱兆翔
5
施工员
吕国华、蒋强、张季东、杨宁桥
6
技术员
赵才华、钮龙、张林、胡帆
7
试验室
徐章钟、卢浩、廖俊杰、
8
机械负责
宋文刚
9
搅拌站
张俊杰
10
后勤负责
王泽明
11
电工
12
钳工
13
地泵司机
2、机械设备配置
序号
设备名称
设备规格
设备数量
备注
1
混凝土搅拌站
HZS90
2台
2
商品混凝土站
HZS120
3台
3
起重设备
400t浮吊、120t桅杆吊机、80t门吊
3台
4
混凝土泵
HBT80
4台
5
布料机
4台
6
混凝土搅拌车
8m3
8台
7
混凝土泵管
φ125
400米
8
吸泥机
30m3/h
4套
9
高压水泵
2台
10
空压机
0.5MPa
4台
11
吸泥管
φ300
110m
12
排泥管
φ300
100m
13
储料斗
6m3
4套
3、物资材料配置
序号
材料名称
材料规格
材料数量
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
八、施工安全措施
1、雨天或六级上大风停止作业。
2、所有进入施工现场的人员必须戴好安全帽，并按规定配戴劳动保护用品，或安全带等安全工具。
3、作业人员不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋和裙子进入施工现场。
4、施工作业搭设的扶梯、工作台、脚手架、护栏、安全网等，必须牢固可靠，经验收合格后方可使用，架子工程应符合《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-90）和《建筑安装工人安全技术操作规程》（1980-5-20）规定要求。
5、人员上下通行等要由斜道或扶梯上下，不准攀登模板、脚手架或绳索上下。
6、作业用的料具应放置稳妥、小型工具应随时放入工具袋，上下传递工具时，严禁抛掷。
7、加强安全技术交底工作，向施工人员交待清楚施工中应注意的安全事项。
8、配备足够的安全设施，封底灌注平台一定要坚固可靠，上下通道及平台周围应加栏杆防护，平台及通道外的空间应设安全网防护。
9、成立安全监督小组，安全监督小组现场巡视检查现场施工的违章行为，发现问题及时指出并责令改正。
10、各工种操作人员均要进行专门培训，做到持证上岗。
11、所有作业人员必须严格遵守有关安全规程，提高安全意识，消除不安全因素。
12、吊装信号指挥要规范、明确和统一。
吊机指挥要由专人负责，信号要明确清楚，起吊物要捆绑牢固，严防起吊物坠落伤人。
13、对机械设备在运转中要勤加检查，及时维修，保证正常运转。
14、施工现场要有足够的照明设施，且安全可靠，以防漏电、触电事故发生。
15、严格交接班制度，防止因交接混乱而发生错误，造成安全及质量事故。
九、质量保证措施
㈠、施工前的质量控制
1、施工前总工程师组织技术人员认真阅读文件和图纸，对施工人员进行技术交底。
2、认真编制实施性施工组织设计。
综合考虑人力，机械设备等资源配置，对工程的材料、施工工艺、检测及检验等提出合理要求。
3、工程施工时若因客观原因而发生变化，要及时对已制定的施工方案和有关程序进行修订和变更，并严格按照质量体系控制程序的要求，经监理和业主论证审批后，方可实施。
4、开工前做好技术交底工作，使各级施工人员清楚地掌握工程部位、施工工序、施工工艺和技术规范要求，对特殊和重点部位做到心中有数，确保施工操作的准确性和规范性。
㈡、施工过程的质量控制
1、配齐满足工程施工需要的人力资源。
有针对性地组织各类施工人员学习，进行必要的施工前岗位培训以保证工程施工的技术要求，特种作业人员持有效操作证，技术人员、组织管理人员必须熟悉本工程的技术、工艺要求，了解工程的特点和现场情况，以确保工程施工能正常运转。
2、配齐满足工程施工需要的各类设备。
自有设备必须经检修、试机、检验合格后，方能进场施工，外租设备在进场前，要进行检验和认可，证明能满足工程施工需要后，方可进行施工。
3、工程施工实行现场标牌管理，标示牌上注明分项工程作业内容、简要工艺和质量要求、施工及质量负责人姓名等。
4、组织有能力的测量人员进行测量控制。
测量是整个工程的基础，我们将严格按照质量管理体系中对测量质量控制的要求，确保测量工作的准确无误，并做好测量原始记录的保存归档工作。
5、对已经认可的施工方案、方法、工艺技术参数和指标进行严格监测和控制。
6、严格按照施工组织设计和操作规程，高起点、高质量地做好每一道工序。
7、通过严把过程检验和试验关，保证工程施工的每一段、每个部位的质量在施工的过程中受到控制。
8、合理的施工进度也是保证工程质量的必要手段之一，我们将对施工进度进行合理的部署和实施。
9、施工前应对机具设备、材料，混凝土配合比及施工布置等进行检查，保证混凝土拌和过物质量良好，灌注过程不发生故障。
并加强施工期间的维修和保养，以确保施工正常进行。
各种机具要求有备用，以备不时之需。
10、严格执行施工工艺，加强对现场施工的技术监控，勤测量混凝土面的高程，以便即时调整混凝土灌注方量。
对于在灌注过程中发生的故障或不正常现象，应详细做好记录，以便封底后对该项处进行取样检查。
十、附件
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