深水钢吊箱施工技术立项.docx
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深水钢吊箱施工技术立项
附件1
中交三公局第二工程有限公司
科技研发项目可行性研究报告
课题名称：
深水钢吊箱施工技术
申报单位:
南平联络线高速公路A5标项目部
编制负责人:
喻佳
编写时间:
2014年10月1日
南平联络线高速公路A5标项目部制
一、项目背景
吉溪闽江特大桥为（81+3×150+81）m变截面悬浇刚构箱梁跨越闽江，闽江为四级航道，最低通航水位为57.00m，测量水位为60.00m,设计三百年一遇流量38837m3/s,流速为3.5m/s，设计水位为70.34m。
河床顶面标高为44—28m，水深为16-32m，承台位于河床以上14-30m。
跨闽江主墩为6#、7#、8#、9#墩，承台尺寸为长16.8米,宽11.3米,高5米，墩柱为空心薄壁方形墩。
桩基采用搭设钻孔平台、修建临时钢便桥，埋设护筒，采用冲击钻机进行钻孔作业。
承台：
采用吊箱进行承台施工。
二、项目实施方案
1、方案
（1）施工前的准备工作。
针对水文地质、河床冲刷、通航等施工条件，研究基础的施工特点。
实测河床标高，对影响吊箱安装的局部河床或其它障碍物及时清除，实测基桩钢护筒的实际位置，并准确绘图。
在基桩顶处顶埋钢立柱，配备材料运输车、材料运输船及履带吊等，拆除原工作平台。
（2）工艺流程。
将吊箱分块制作，加工厂制作完成以后，用材料运输车运输至施工平台，在护筒及支栈桥之间焊接临时支撑平台，然后在平台上拼装吊箱。
吊箱整体拼装完毕以后将吊箱整体定位下沉至设计标高。
整体下沉完毕后，应对吊箱进行纠错和堵漏，堵漏就是封堵钢吊箱底板和钢护筒之间的空隙，通常用砂袋进行。
最后浇注封底混凝土隔水后进行承台施工。
钢吊箱施工过程中的施工控制工况主要分为3个阶段：
拼装下沉阶段、封底混凝土施工阶段和抽水后承台施工阶段。
（3）围堰的加工及拼装。
吊箱加工。
吊箱加工质量以《钢模板质量标准》为依据，尤其要求栓接面顺直平整，栓孔眼对齐。
根据施工进度要求，吊箱要提前进行设计和加工，也可将吊箱加工场地设在大梁预制场。
吊箱拼装。
吊箱应在加工场地进行试拼装，并将拼装好的每组吊箱进行编号。
组装好确定无误后，拆卸分片运输至平台顶。
整个吊箱一次拼装完毕，逐节下沉到位。
节与节之间，侧板与侧板之间，及板与底板之间均要求用腻子嵌缝堵漏。
（4）围堰下沉。
对组拼好的吊箱进行全面检查、调整。
下沉时，由指挥人员统—下令指挥，操作人员每次下落时指挥人员随时观察吊箱顶部是否水平及底部有无障碍情况。
若发现吊箱下沉不均匀或倾斜时，应及时找出问题，调整水平后方可继续下沉。
吊箱下沉速度为2m／h，全部下沉到后进行标高精确调整。
（5）封底混凝土浇注。
封底混凝土浇注是吊箱施工成败的关键。
作用一是平衡主体；二是防水渗漏；三是抵抗水浮力在吊箱底部形成的弯曲应力；四是作为承台的承重底模，所以其质量必须达到承台混凝土的质量要。
为方便施工，混凝土灌注采用从下游端开始依次倒移向上游前进施工。
（7）灌注承台混凝土。
封底完毕五天后，抽干吊箱内积水后，检查混凝土表面是否平整和渗漏，然后拆除吊杆梁、割除钢护筒、吊杆及底层水平内支撑钢管以下的竖向支撑柱，清除高出承台面的封底混凝土，灌注承台混凝土。
混凝土由水上混凝土拌合站集中拌制，混凝土输送泵灌筑，插入式振捣器振捣。
承台混凝土分二次灌筑，每层误差控制在1cm以内，在下层混凝土强度达到设计强度80％以上时，方可灌筑上一层混凝土，新旧混凝土接茬表面应凿毛清洗。
2、人员材料及机械设备的投入
序号
分项
数量
备注
人员投入
1
项目技术负责人
1人
2
现场技术负责人
2人
3
承台施工人员
60人
机械设备投入
1
80T履带吊
1
2
5T倒链
10套
3
材料运输车
2
4
穿心千斤顶30T
15
5
液压手动千斤顶30T
15
6
地泵80型
1
7
潜水泵
6
8
混凝土罐车
6
9
25T吊车
1
3、技术培训
（1）对项目部技术人员进行施工方案培训及安全培训
（2）明确现场施工质量控制要点
（3）对施工作业队人员进行技术及安全交底
4、施工进度安排及完成期限
（1）准备阶段（2014.11.15-2015.1.10）:
完成材料、机械及施工技术的准备工作
（2）试行实践阶段（2015.1.10-2015.3.10）：
进行9#墩陆上承台和6#墩水中承台的施工
（3）正常实施阶段（2015.3.10-2015.5.31）:
对水中承台钢吊箱施工进行总结，确定深水钢吊箱施工工艺在本工程中的可行性，进入正常承台施工阶段。
5、质量保证措施
（1）按照可行性施工方案要求进行全面且具有针对性的施工技术交底，实行一、二、三级交底制，将施工技术层层分析，交至每个相关人员。
（2）成立已项目经理为组长、项目总工为副组长、各部室负责人为组员的质量检查小组，明确质量责任，加强质量管理。
（3）施行“三检制”，加强质量控制，重视过程质量控制。
（4）施行质量考核，制定奖罚措施
6、施工安全保证措施
（1）严格执行班前安全技术交底制度，对吊装方案、细节和具体工艺严格执行签认制度，责任到个人。
（2）保证焊缝质量达到设计标准。
（3）拼装套箱时，法兰之间必须垫上橡胶垫，同时涂上玻璃胶，玻璃胶采用早强型，凝固后有一定的强度和弹性，保证密封效果。
套箱是靠千斤顶下沉就位的，必须由多人操作，1人指挥，测量人员协助观测，下沉时必须尽可能同步。
系梁下沉时，指挥人员吹声哨子，每人压一杠子后立即停止，测量人员观察垂直度，没问题后，再下沉，如此循环，直至设计标高。
（4）凡水上施工作业人员必须穿戴救生衣
三、项目依托工程
南平联络线高速公路工程A5合同段
四、项目经费估算
科目
经费（万元）
备注
科研费用
20
其他费用
5
五、项目预期目标及经济、社会效益
（1）开发一套完整的深水钢吊箱施工等工艺
（2）通过不断的优化施工工艺，提高效率，节约项目成本
（3）近年来,随着我国高速公路建设的蓬勃发展,跨越大江、大河、海湾、海峡等特大型桥梁不断涌现,大量深水桥梁的建设必然给桥梁基础的施工提出了更高的要求。
沉井、钢板桩围堰、钢围堰施工工序繁琐，工期长，材料用量大，而钢吊箱具有施工工期短、不需沉入河床、材料用量少并能回收再利用、经济合理等特点
附件2
中交三公局第二工程有限公司
科技研发项目立项申请书
项目编号：
项目名称：
深水钢吊箱施工技术
项目负责人：
冯宇
申请经费：
25万
申请单位：
中交三公局第二工程有限公司
起止日期：
填报日期：
2014年11月5日
南平联络线高速公路A5标项目部制
一、研究的必要性：
1.1国内外动态
随着我国经济建设的不断发展，跨越大江大河的桥梁也越来越多。
而钢吊箱围堰施工技术作为深水桥梁施工中的难点也越来越得到了相关部门与技术人员的重视。
目前，深水围堰主要分为以下几种：
钢板桩围堰、混凝土围堰、钢吊（套）箱围堰以及钢-混凝土组合结构围堰。
其中，钢板桩围堰主要为单壁结构；混凝土围堰又分为重力式钢筋混凝土围堰和双层薄壁钢筋混凝土围堰；钢吊箱围堰又分为单壁、双壁以及单双壁组合式钢围堰；钢-混凝土组合结构围堰也可分为上钢下混凝土、下钢上混凝土形式。
每种围堰都有自己的特点和适用条件，因此需根据各自的水文、地质、材料价格以及设备情况等比选而定。
近年来，相对较传统的钢板桩围堰及重力式混凝土围堰，由于钢材价格的下降，以及钢结构加工、运输、下沉方便等方面的优越性，钢吊箱围堰技术已经在大跨径深水大型桥梁施工中得到了较为广泛的应用。
1.2项目研究的必要性及可行性
钢吊箱作为桥梁桩基础施工中的防水围堰具有施工工期短、不需沉入河床、材料用量少并能回收在利用、经济合理等特点，技术上可行。
所以我们技术上采用钢吊箱施工方案，并对吊箱侧板的单壁、双壁两种方案进行了比较，结合本工程工期、结构特点及施工经验等，本项目钢吊箱侧板采用单壁结构,为承台施工提供无水的干处施工环境。
二、项目研发的主要内容及创新点：
2.1研究内容
1）研究内容
（1）钢吊箱围堰的方案比选和优化，尤其是鉴于闽江水位多变，根据水位情况（可能比承台底低1米左右）及承台先后施工顺序来进行合理规划，比如6#墩采取旱地套箱，材料回收，9#墩采取无底套箱等；
（2）套箱下放、封底、抽水等工况下的受力荷载和结构受力状态；
（3）钢吊箱施工的人员、材料、机械设备的投入；
（4）钢吊箱和大体积砼施工技术、质量、安全保证措施；
（5）钢吊箱施工总结
2）研究目标：
（1）利用钢吊箱的易操作性，分节分块装卸性加快施工进度，保证节点工期；
（2）完善钢吊箱和大体积砼施工的施工工艺；
（3）合理优化加固措施和施工工序，保证整个施工过程中安全可靠。
2.2核心技术描述
1、钢吊箱在下放过程中一定要同步进行，并且提前测量定位护筒倾斜度，防止卡住或者失稳现象发生。
2、封底混凝土对吊箱围堰主要起四个方面的作用,即作平衡重主体、阻水渗漏、抵抗水浮力在吊箱底部形成弯曲应力、作为浇筑承台混凝土的承重底模。
因封底混凝土是钢吊箱围堰施工的成败关键因素之一,施工时应针对水位深、灌注面积大等特点采取泵送混凝土多点快速灌注,灌注从下游开始依次倒移向上游进行。
3、大体积混凝土,应按水平分层、平面分块进行浇筑,同时采取使用低水化热水泥、加外掺剂、设循环冷却管、保水养生等必要的温控措施,防止水化热引起的混凝土裂缝。
4、对钢吊箱底板及侧板进行合理分块，便于回收重复利用。
2.3创新点
1、针对四个不同施工周期（水位）和状态下的承台进行方案优化，钢吊箱最大可能循环回收使用；
2、早期规划中就采用便桥运输，平台上拼装直接下放的方式节约机械成本投入；
三、条件保障：
3.1技术及人员保障
1、邀请相关地质及相关施工经验的专家进行现场指导，通过不断反复论证和试验最大化的提高施工效率。
2、收集处于前沿的相关技术性刊物进行探索研究，指导现场施工。
3、抽调具有相关施工经验的施工队伍和操作工人，保障施工的可操作性和规范化。
3.2主要机械设备保障
1、50t、75t履带吊各1台
2、穿心式千斤顶15t15套
3、材料运输船1台
4、平板车2台
装载机、挖机、汽车吊等机械进行相应配套。
四、主要技术路线：
4.1项目研究技术路线
采用以实地施工试验为主体，专家指导论证为基础，连续监测分析技术为先导，进行研究--试验--改进—总结—试验的循环模式为技术路线，直到达到预期目标。
将整个过程分为以下几个重要方面：
1、钢吊箱围堰的设计技术
钢吊箱围堰的设计，要充分利用钻孔作业平台定位桩搭设钢吊箱工作平台，宜采用钢护筒搭设扁担梁吊装钢吊箱。
钢吊箱围堰是用于水下施工的临时性挡水设施，侧板、底板是钢吊箱围堰的主要阻水结构并兼作承台底模与侧模。
根据自然水位变化及钢吊箱施工作业时段，设计施工受力结构主要按照最高水位时，吊箱内抽干水后侧板所受水压力为设计依据，最低水位时，现浇承台砼侧压力进行校核，考虑最高水位时，钢吊箱抗浮措施。
钢吊箱围堰的设计为有底单壁钢结构，采用型钢与钢板焊接成型，护筒位置在底板设喇叭口，按实测桩位偏差设计，为防止渗漏，宜采用整体焊接或分节焊接组装而成，侧模与侧模的连接采用螺杆与大楔杆的连接方法，侧模与底模采用螺杆连接，采用水上拆卸作业，减少水下作业，提高工作效率。
宜在水上浇注封底混凝施工后，同吊箱吊装到设计标高，用高标号混凝土在水下封喇叭口。
分别对设计参数、结构设计、结构型式、设计计算几方面入手。
2、钢吊箱就位技术
采用用扁担梁、千斤顶及精轧φ32mm螺纹钢吊装钢吊箱就位。
在护筒上设焊接临时吊点，将吊箱固定在钢护筒上，利用临时支撑将钢吊箱内壁与钢护筒固定，使钢吊箱与每个护筒临时连接为整体，将钢吊箱下沉到设计标高，误差不大于1mm。
为保证钢吊箱的下沉速度和位置，操作时，使钢吊箱下沉速度稳定，就位准确，必须由专人指挥，15人同时作业。
4.2项目研究技术风险分析
1、钢吊箱下放过程中的可能会面临卡壳现象，因此在底板护筒预留孔必须保证精确，实测实量护筒倾斜度和方位。
2、因封底混凝土是钢吊箱围堰施工的成败关键因素之一,施工时应针对水位深、灌注面积大等特点采取泵送混凝土多点快速灌注,灌注从下游开始依次倒移向上游进行，并且防止水位高差变化较大所带来的影响。
3、闽江作为当地的干流，台风暴雨天气影响较大，上游水库和下游电站对水位影响较大，给施工整个过程带来较多的不确定因素。
五、预期效益和应用前景：
5.1预期成果
钢吊箱围堰在桥梁施工中得到了充分的利用,它工序简单、易操作,分节分块装卸方便,大大提高了生产效率,加快了桥下部结构的施工进度.同时,使用钢吊箱围堰方案大大减少了封底混凝土用量,避开了大面积浇筑封底混凝土的施工难度,能够取得一定的经济效益，尤其是6#墩旱地套箱封底厚0.5米，套箱底板回收，9#墩采取无底套箱均能创造一定的经济效益。
5.2应用前景及经济效益预测
近年来,随着我国高速公路建设的蓬勃发展,跨越大江、大河、海湾、海峡等特大型桥梁不断涌现,大量深水桥梁的建设必然给桥梁基础的施工提出了更高的要求。
沉井、钢板桩围堰、钢围堰施工工序繁琐，工期长，材料用量大，而钢吊箱具有施工工期短、不需沉入河床、材料用量少并能回收在利用、经济合理等特点。
六、协助单位和依托工程项目
依托工程项目：
南平联络线高速公路工程A5合同段。
七、项目承担单位及主要参加人员
序号
姓名
出生年月
项目职务
职称
专业
单位
1
冯宇
项目经理
中交三公局第二工程有限公司
2
李树辉
项目书记
中交三公局第二工程有限公司
2
喻佳
项目总工
中交三公局第二工程有限公司
3
王天森
副经理
中交三公局第二工程有限公司
4
路巍
工程部部长
中交三公局第二工程有限公司
5
董凤山
技术员
中交三公局第二工程有限公司
6
吴孝全
技术员
中交三公局第二工程有限公司
7
李发辉
技术员
中交三公局第二工程有限公司
8
赵颜
技术员
中交三公局第二工程有限公司
9
王金钢
技术员
中交三公局第二工程有限公司
八、项目阶段进度、费用安排计划：
序号
阶段工作内容
费用（万元）
起止时间
备注
1
施工准备阶段
3
2
施工实施阶段
20
3
结果整理及总结阶段
2
4
九、公司技术发展部初审意见：
负责人：
年月日
十、公司专家委员会评估意见：
主任：
年月日
十一、公司技术委员会审核意见：
主任：
年月日
十二、公司总经理审批意见：
总经理：
年月日
升级会员 