钢围堰施工方案.docx
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钢围堰施工方案
双壁钢围堰施工方案
一、编制依据
（1）《铁路混凝土施工技术指南》（TZ210-2005）
（2）《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
（3）《客货共线铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）
（4）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-99）
（5）《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）
（6）雅鲁藏布江三号特大桥施工图（拉日施桥（特）-17-01）
二、适用范围
深基坑一般指开挖深度在5米以上；或开挖深度不足5米，但场地存在流砂、管涌或淤泥质软土等特殊地质情况，我TJ5标段深水基础施工主要为雅江三号特大桥主墩基础施工。
三、工程概况
根据雅鲁藏布江三号特大桥设计图纸及施工方案，水中墩17#、18#墩基础采用双壁钢围堰施工。
本桥施工采用先桩后堰法施工，钢围堰是作为承台施工的挡水结构。
根据设计地质资料，钢围堰采用着床型设计。
钢围堰采用槽钢与钢板施焊连接，根据承台形状采用矩形平面结构，内侧尺寸按承台尺寸每边放宽1m，壁厚按1m设计，为了缓解流水对围堰的冲击力，四个角设计成圆角，内直径1.0m,外直径2.0m。
高度根据设计施工水位和设计岩面标高而确定，底部设45°刃角。
各墩钢围堰的参数见下表：
雅鲁藏布江三号特大桥钢围堰参数表
墩号
承台平面尺寸（m）
钢围堰内口尺寸（m）
钢围堰外口尺寸（m）
钢围堰壁厚（m）
钢围堰高度（m）
钢围堰重量（t）
17
21×26.9
23×28.9
25×30.9
1.0
11.5
315
18
21×26.9
23×28.9
25×30.9
1.0
12
328.7
四、施工要求
4.1钢围堰构造
钢围堰分层和分节情况：
钢围堰根据设计参数在高度方向分层，在平面上分成各单元节。
高度上都分为2层，底层带刃角的高6m,顶层高度：
17#墩为5.5m；18#墩为6m。
在平面上分成单元节，单元节尺寸根据承台大小、设备起吊能力、运输环境、作业环境而定，共分为20个单元节，其中直线节16个，长度划分为14个6m、2个4.8m，圆角节段4个。
各墩的钢围堰结构图见附图1，单元节构造图见附图2。
单元节构造：
钢围堰单元节设计采用6mm钢板作为内外面板，隔仓板采用6mm钢板做面板，刃角部位采用8mm钢板。
采用［20a槽钢横向做加强肋和［16a槽钢纵向做竖肋形成网格骨架，横向肋间距2.0米,竖向肋间距0.6米，中间间隔［8槽钢作为副竖肋。
内外壁板之间用［14槽钢横撑、竖向斜撑加强，与网格骨架焊接成整体，以提高钢围堰的强度和刚度。
所有槽钢与槽钢之间的连接采用焊接，槽钢与钢板之间的接触部位采用焊接，要求满焊，焊缝质量满足施工规范要求。
面板之间的焊缝施工完成后，必须对焊缝进行逐条检查，采用煤油渗漏实验，确保每条焊缝焊接牢固，试验合格后，做好标记。
钢围堰单元节采用在加工场制作，加工场设置在两岸5#、6#钢筋加工厂。
用型钢和钢板搭设加工台座，要确保台座稳固、平整。
钢围堰分节加工，四角圆弧节段用胎模加工制作。
单元节制作完毕后，经检查合格后，编号并做好标记待用
4.2钢围堰的制作施工工艺
4.2.1钢围堰的拼装
钻孔桩施工完毕后，利用作业平台在最外侧打入两排钢管桩拼装钢围堰施工平台。
拼装平台尺寸需满足围堰的大小和作业人员作业的空间和安全距离。
在平台上用全站仪对围堰的平面位置进行准确定位，围堰横向和纵向中线位置与承台中线位置重合，划好标线。
钢围堰的拼装采用汽车吊或履带吊进行，由于底节设计带刃角，事先应在平台上用钢料焊接卡座，以利围堰拼装安全可靠。
利用吊车或船吊拼装首节钢围堰，首节钢围堰高6m,钢围堰拼装应上下对齐，各相邻环板对齐，水平环板焊牢。
所有相邻单元节之间的壁板的工地焊缝，必须逐条检查，做煤油渗漏试验，合格后做好标记。
4.2.2钢围堰的定位与下沉
钢围堰的起吊下沉系统：
在顺桥向两侧的八根桩桩基混凝土施工完成，导管拔出后，立即在桩中心位置埋设φ1000（δ=8mm）钢管立柱,钢管立柱必须埋设准确，下沉时要求钢管柱中心和钢筋笼中心严格对中。
每相邻4个立柱上部安装4根50a工字钢横梁,横梁悬臂端对称安装200t千斤顶一台,φ36精扎螺纹钢吊带2根。
钢围堰的下沉和起吊系统见附图：
钢围堰下沉、起吊系统结构图（图4）。
定位与下沉：
第一节钢围堰拼装完毕后，测量堰顶标高，应确保堰顶处于同一水平位置。
在钢护筒适当位置做好测量标记，利用钢管墩作为垂直定位和下沉导向装置。
钢围堰起吊和下沉利用千斤顶工作和调节吊带螺栓来实现。
下沉开始时，检查围堰和起吊系统状况，现场统一指挥，调整使下口吊带螺栓处于受力状态，千斤顶供油，到达顶程后，拧紧吊带上口螺栓，千斤顶慢慢回油，同时调整吊带螺栓，下沉钢围堰；当千斤顶回油完毕后，重复上述作业，徐徐下沉钢围堰。
围堰下沉过程中，应经常检查围堰的平面和水平状况，利用钢尺检查围堰和导向点之间的距离，利用水平仪测量堰顶标高，使下沉过程可控。
首节钢围堰下沉到达水面，钢围堰接高时，对首节钢围堰进行固定，在钢围堰和钢管墩之间焊接临时杆件进行加固。
首节和顶节钢围堰的拼装焊接必须确保焊接质量，并对焊缝逐个进行检查，施工时加工简易挂篮作为焊接作业人员的施焊平台。
钢围堰下沉至水中时，采用壁仓内灌水下沉，应确保围堰内四边水头高度一致，以避免套箱失去平衡。
下沉至河床时，停止下沉，测量堰顶标高，采用高压射水枪破碎覆盖层，用吸泥机吸泥下沉。
吸泥机作业应确保围堰四边匀速下沉，快接近岩面时，停止下沉，对钢围堰位置进行全面测量、调整，直至钢围堰处于设计位置，置于垂直位置，使围堰中心与承台中心基本上重合。
当确认钢围堰有一点已经接触岩面，就不能再继续下沉，由潜水员在围堰刃脚底与岩面间隙进行抄垫堵塞，此时钢围堰基本处于稳定状态，填妥后，再次进行测量检查，一定确认无误。
4.2.3双壁钢围堰着落河床
钢围堰精确着床定位是钢围堰施工中的重要环节，直接影响到围堰最终定位的质量。
围堰的着床与河水的流速、水位、河床冲刷及冲刷的范围、冲刷后河床面高差变化情况、气象条件、围堰着床前设定的位置有关。
着床前用测锤控制围堰下沉的深度，在刃脚距河床较高处约40～50cm时停止下沉，用全站仪观测围堰顶上顺桥向上两个点，调整钢围堰的倾斜和偏位，直到两点的实际坐标与计算坐标相符合为止，然后立即启动抽水机向各个隔舱同时加水，使钢围堰迅速落入河床。
若发现围堰刃脚有部分已落河床而大部分仍然悬空时，可配备吸泥机进行局部吸泥，使刃脚全部嵌入河床。
围堰着床前，受水流影响，河床必定在一定范围内受到冲刷。
设计位置处围堰刃脚下的河床面高低不平，会给围堰的着床工作带来困难。
为减小河床的冲刷，从围堰内在围堰设计位置偏上游一定范围内抛一定数量大小均匀的碎石或卵石，以减小河床局部冲刷，使河床面较为平整，有利于围堰顺利着床。
4.2.4双壁钢围堰吸泥下沉
钢围堰在河床的覆盖层内采取往隔舱内加水，围堰内吸泥的方法使之下沉。
用八台吸泥机布置在围堰的中心附近同时对称吸泥，随钢围堰下沉深度的增加逐渐向刃脚方向移动。
吸泥过程中由于吸泥机排水量大，用水泵向围堰内补水，并在围堰内外壁之间设立连通装置，以保持围堰内外水位差，防止内外水头差过大而引起刃脚翻砂。
围堰下沉过程中，随时用全站仪监控围堰顶面的四个点的平面位置和标高，发现偏位和倾斜及时纠正。
纠正的方法有：
1、调整隔舱水：
用抽水机往钢围堰高的一侧隔舱内加水，把低的一侧隔舱内的水抽出，利用两侧重力不同，使钢围堰水平，但需保证隔舱之间，隔舱与隔舱外的水头差在允许范围内。
2、用吸泥机在钢围堰的刃脚处不均匀吸泥，利用钢围堰高低两侧下沉时所受阻力不同，而使围堰纠偏。
采用灌注隔舱混凝土进行调平。
钢围堰一边下沉一边调整，并随时测量围堰内河床变化情况，以正确指导吸泥，确保钢围堰始终在准确位置下沉。
下沉初期以纠正偏移为主，下沉中后期以纠正围堰的倾斜为主。
当围堰在不断接高，灌水压重，吸泥下沉的循环过程达到一定的标高时，因灌水压重不够使围堰无法再通过吸泥下沉时，应浇筑井壁混凝土，加强围堰钢壳强度，增大压重再吸泥下沉直至钢围堰着岩。
为便于围堰接高工作，每次接高前围堰顶面应高出施工平台顶面不小于1.5m。
4.2.5刃脚支垫、封堵和清基
1、刃脚支垫、封堵
钢围堰刃脚尖着岩后，钢围堰尚未稳定，随时可能出现倾斜和变位，需对钢围堰采取有效的稳定措施。
在钢围堰刃脚加工时，预先在内壁刃脚均匀设置倒牛腿。
围堰尖被证实着岩后，即用麻袋装混凝土，钢板凳等在刃脚倒牛腿处进行水下支垫。
同时在围堰外周抛设钢筋石笼稳定围堰并起挡流作用，然后浇注5m左右的夹壁混凝土，增加钢围堰自重，使围堰最后稳定就位。
围堰初步稳定后，为了保证封底混凝土的可靠性，在围堰外周围抛填钢筋石笼和部分块石护脚，然后再用袋装混凝土封堵围堰内刃脚。
抛填钢筋石笼的作用是：
使潜水员能安全下水工作，减缓围堰内部流速；使锚缆受力减小，水的冲刷力受到抑制；使水下封底混凝土的不平衡压力受到抵抗；封堵刃脚与岩面间较大的空隙。
2、围堰清基
钢围堰刃脚封堵完成确认合格后，即可进行清基工作。
清基采用七台直管吸泥机吸取围堰内的淤泥和泥砂，并配备一台弯头吸泥机用来吸取刃脚斜面下的泥砂。
空气吸泥机由放置在导向船上的43m3/min的空气压缩机供风。
吸泥的顺序是从围堰中部开始，逐渐向内壁移动。
开始吸泥时，两台吸泥机同时启动，在吸泥过程中经常摇荡管身和移动位置，以期吸泥效果最好。
吸泥管口一般离开泥面为15～50cm。
要随时升降吸泥机，以能经常吸出最稠的泥浆为标准。
如吸泥效果不佳时，可采用“憋气”的方法，即暂时将闸阀关闭，稍停2～3min，猛开风阀使风量风压突然增大，即可吸出较坚硬的土块或堵塞物。
封底混凝土厚度范围内钢围堰内壁的淤泥由潜水员用高压水管冲洗干净，并用钢刷拉毛封底混凝土厚度范围内的围堰内壁，以利于封底混凝土与围堰内壁结合紧密。
清基后期，潜水员下水检查，配合吸泥机吸泥，打捞，采用逐片检查、逐片清理的方法将基岩上的淤泥清除干净。
清基完成后，按方格网坐标点采取拉网式逐点用测深仪测出基岩面高程，供水下放钢护筒时使用。
4.2.6围堰水下混凝土封底
钢围堰就位后，布置清基设备，作最后一次吸泥清基，确保封底混凝土能很好地与岩面结合在一起。
清基合格后，在钢围堰上搭设灌注平台，灌注封底水下砼时。
导管布置根据导管间隔、根数、导管作用半径和承台底面积确定。
导管作用半径随导管下口压力大小而定，导管数量及在平面上的布置，应确保导管有效灌注半径互相搭接。
按每根导管扩散范围3.0米计算，以18#墩为例，横桥向需布置9排，顺桥向需布置7排，共计63根导管。
灌注时导管固定料斗采用移动式浇注砼。
封底混凝土厚度根据钢围堰总重量、双壁间填料重量及总浮力确定，设计封底混凝土标号为C20混凝土。
1000
由于每次封底混凝土数量较大，以18#墩为例，达到1063m3。
应做好混凝土的供送和运输方案。
混凝土由砼搅拌站生产提供，采用混凝土罐车运送。
在作业平台上配置汽车泵1台，用于混凝土输送到达围堰导管内。
封底混凝土严格按水下混凝土施工方法进行施工。
封底砼的隔水措施采用拔球法，首批混凝土灌注前精确计算首盘混凝土方量，制作足够容积的封底用漏斗，确保封底顺利，确认封底成功后，进行正常浇注。
灌注过程严格依照规范进行，随时进行混凝土质量、导管埋置深度等各项检测以保证整个灌注过程的顺利。
浇注开始时，要连续有节奏地进行，当导管内混凝土不满时，徐徐地浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管。
导管底端要始终埋入混凝土面以下1m，严禁把导管提出混凝土面。
因基底面不平，灌注顺序从低至高逐根进行，并从周边至中间，以免基底浮泥及封底顶面的浮浆集中在钢围堰边缘。
灌注结束后，用测绳准确测出混凝土面标高，应确保封底混凝土顶面基本平整，标高符合设计要求。
封底混凝土强度达到设计要求后，抽水，一边抽水一边观察围堰内支撑的变形情况，根据需要加设内支撑。
钢围堰封底及内支撑见附图3。
五、施工工艺流程
钢围堰材料堆放及单元节加工场建设
材料进场单元节台座加工
检验合格待用单元节加工
钢围堰拼装平台搭设钢围堰单元节运输
拼装首节钢围堰
下沉首节围堰
拼装顶节钢围堰
水下清基
六、作业人员配备
工地作业人员配备表
负责人
1人
技术主管
1人
专职安全员
1人
工班长
4人
指挥人员
4人
技术、质检、测量人员
8人
焊工
34人
潜水工
2人
驳船司机
8人
普工
50人
七、材料要求
所有的钢材必要符合规范要求，材料计划见下表：
序号
材料名称
规格
重量（t）
1
钢板
δ=6mm、8mm
166.8
2
槽钢
［20a
29.3
3
槽钢
［16a
74.2
4
槽钢
［10
10.1
5
槽钢
［8
67.6
6
工字钢
I36a
30.2
7
工字钢
I45a
50
8
工字钢
I50a
21.6
八、设备机具配置
设备机具配置表
设备名称
规格
数量
用途
振动锤
90kw
1台
打设作业平台
履带吊
50t
1台
配合振动锤打桩、拼装钢围堰
汽车吊
25t
2台
材料吊装、拼装钢围堰
发电机
250KW
1台
备用
吸泥机
8台
钢围堰下沉
空压机
4台
钢围堰下沉
千斤顶
200t
8台
钢围堰起吊下沉
千斤顶供油机
8台
钢围堰起吊下沉
九、质量控制
钢围堰采用的钢材符合国家标准，质量合格；双壁钢围堰焊缝符合规范要求，所有的内外板的焊缝必须进行煤油渗透实验，必须确保不渗水。
双壁钢围堰拼装及就位允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
井箱平面直径
±d/800
尺量检查不少于5处
2
顶平面相对高差
井箱相邻点高差
10mm
尺量检查
全节围堰最大高差
20mm
3
围堰倾斜度
1/50
测量检查
4
围堰顶、底面中心位置
h/50+250mm
5
平面扭角
2度
十、安全要求
1、吊车工作时、所有人员必须在吊车工作半径以外。
2、施工区域应设警示标志，严禁非工作人员出入。
3、施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
4、为保证施工安全，现场设有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。
5、夜晚施工应该有足够的照明灯具，确保夜间施工安全。
6、焊接时注意的安全事项
焊工等特殊工种必须持有上岗证。
焊接前应检查焊接设备、工具并达到完好，防护用品要齐全完好、工作地点是否符合要求。
焊钳与把线必须绝缘良好、连接牢固，更换焊条应戴手套，在潮湿地点工作，应站在绝缘胶板或木板上。
清除焊渣和采用电弧气刨清根时，应戴防护眼镜或面罩，防止铁渣飞溅伤人。
工作时注意，以免火花及熔渣随风飘落而引起火灾，焊条头不得随意乱丢，应收回交库，做到文明施工。
电焊把线和氧气、乙炔胶管，应固定地绑在工作地点的支架上，工具应放入工具袋，焊接材料应放在稳妥方便的地方。
氧气瓶、乙炔瓶、仪表和焊割工具上禁止沾染油脂。
氧气、乙炔瓶应配齐防震帽，搬运时防止撞击和剧烈震动。
7、水上作业安全措施
在通航的江河上进行施工前，与当地航政部门联系，商定有关航运和施工的安全事项，并通报有关单位。
所有船舶须证照齐全，配足船员，不得使用“三无”船舶。
作业人员不得私自下水游泳。
当出现六级以上大风时，停止工作，并检查加固水面上的船只和锚缆等设施。
如确有需要继续作业时，采取有效措施。
施工使用的各种船只，按航政部门规定设置航行标志，并备有救生、消防及靠绑等设备。
船上在夜间有照明设备，没有发电设备的船只，应备有防风灯及电池灯具。
检查各个部位的机械与设备性能是否良好，安全设施、工具是否齐全，确认无误后，方得启锚开航。
水上作业人员必须穿好救生衣，并站在适当位置，以防被链绳带下落水。
8、施工用电安全保证措施
使用自备电源或连接外电系统时，根据安全规范要求进行保护接零或接地。
自备发电机供电的用电设备，其金属外壳或底座，与发电机电的接地装置进行可靠的连接。
对现场用电定期检查，对接地情况、绝缘强度每季测定一次；固定用电每月检查一次；移动用电、潮湿环境和水下电气设备每天检查一次。
不合格的用电设备及时维修，绝不带故障运行。
配电箱保持坚固、严密，并加锁。
维修、组装和拆卸电动设备时，断电挂牌，防止其他人乱接电动开关发生伤亡事故
临时架空线设在专用电杆上，沿地面敷设的电缆线不得采用老化脱皮的电缆线，并在过路处穿管保护。
十一、水环境保护措施
（1）根据地形、工程分布及施工部署，在施工中制定防水资源破坏、污染规划及实施方案。
（2）施工前作好施工驻地、施工场地的布置和临时排水设施，保证生活污水、生产废水不污染水源、不堵塞既有排水设施。
（3）施工机械的废油、废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。
尽量减少施工机械维修等油品的跑、冒、滴、漏，防止油污染地表水体，恶化环境。
十二、施工水土保持措施
（1）施工时应认真学习贯彻国家、铁道部、地方政府、业主、监理工程师及合同条款有关水保法规及规定，明确本工程的水保要求，健全水土保持体系，把水保工作作为一项重要施工管理内容。
（2）符合相关水土保持措施，避免地面排水、水土流失造成水资源破坏及污染；
（3）采取措施保证因施工生产的地面排水、水土流失及污染等不超过建设单位要求规定的数值,也不超过适用法律规定的数值；
（4）在施工中做好施工弃渣的处理严格按批准的弃碴规划有序地堆放和利用弃碴,防止任意堆放弃碴降低河道的行洪能力和影响其他承包人的施工和危及下游居民的安全。
十三、防大风施工措施
根据当地气象资料统计，雅江峡谷区瞬时最大风速为32m/s，施工生产受大风影响很大，为了保障施工安全，需要采取预防为主的对策。
通过了解大风规律，掌握准确信息，制定防御大风的工作细则，并严密组织，统一指挥，确保工程安全。
（1）与当地气象预报部门紧密联系，指派专人负责联络。
在得到大风预报后，积极组织防大风准备工作，在大风到来之前，由防大风领导小组召开防大风协调会，布置作业队的防大风工作，凡处在危险地区的施工人员、机械设备、工程材料立即撤离至安全地带，确保人员和财产不受损失。
（2）加强防大风知识的学习，提高全员防大风意识，了解峡谷区大风有关规律，提高防大风、抢险救灾工作的认识，从组织上、思想上、物资保证（如尼龙绳、防撞轮胎、铁丝等）上做好充分的准备工作，搞好防大风抢险工作。
（3）所有临建工程按规定的标准设置，满足抗大风能力。
备足必要的铁丝、铁锹、编织袋等防大风防汛器材和物资。
防大风领导小组定期对生产、生活房屋等进行检查，确保大风风来后的生产、生活材料的安全。
（4）所有起重设备、电器设备、运输设备等，必须加强保养，使其保持良好的工作状态及具有完备的安全装置。
所用机具设备的操作人员必须经过严格训练，持证上岗，并严格遵守操作规程，严禁违章作业。
（5）提前编制应急预案，对防止大风袭击应采取的措施进行规定，并组织全员进行学习，一旦被大风袭击，立即启动应急预案。
在防止大风袭击的同时，应注意防洪水、防火、防触电、防交通事故、防道路阻塞事故发生。
十四、标准化建设
1、标准化工地建设方针
“以人为本，和谐统一，规范管理，服务生产”。
2、标准化工地建设目标
按照工程质量、安全、文明、爱民施工的管理原则，努力打造精品工程、安全工程。
做到管理制度标准化，建立结构清晰、职责分明、内容稳定的管理制度；人员配备标准化，实现岗位设置满足管理要求，人员素质满足岗位要求；现场管理标准化，生活设施、施工设施、安全生产防护设施统一化，确保施工人员职业健康安全；过程控制标准化，建立健全项目管理的目标体系、责任体系、分级控制系统和评价评估体系，明确安全、质量、文明施工等控制要点，确保过程控制的有序可控，实现工程建设的目标。
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