沱江三桥3#墩施组Word格式文档下载.docx
《沱江三桥3#墩施组Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沱江三桥3#墩施组Word格式文档下载.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
4.1总体施工方案
依据桥址处地形地貌、水文气象条件、地质特征、施工单位机械设备能力、技术水平，结合桥梁基础设计和工期安排等因素决定采用钢围笼下沉定位搭设水中施工平台施工钻孔桩基础：
通过已锚定的导向船组将钢围笼在墩位处接高下沉定位（底节钢围笼四周焊好钢板封闭），在围笼内埋设钻孔桩钢护筒后灌注封底混凝土，在围笼顶面搭设工作平台，安装钻机、龙门吊及泥浆循环设备，施工钻孔桩，然后安装钢吊箱围堰施工承台。
3#墩基础施工工艺流程图如下：
（1）底节钢围笼拼装和下水
底节钢围笼在已定位在墩位处的拼装船组上组拼后，由导向船上的四台悬臂吊机起吊，退出拼装船后下水。
（2）钢围笼定位
钢围笼由导向船定位。
导向船采用4艘60t铁驳和2组联结梁拼装组成。
两驳船间净距19.4m，两联结梁内桁间距18m，联结梁由万能杆件组拼，桁宽2m,高2m。
导向船舱面锚碇布置，采用万能杆件对称连接边锚的固定座方式。
在导向船上设四个固定导向支架。
（3）锚碇设置
在导向船上游埋设地垅设置主锚，下游设置尾锚，左右侧设置侧锚。
根据桥址处及上下游地质情况，锚碇分别选用砼锚和铁锚，锚链采用有挡锚链，锚绳和锚缆采用钢丝绳。
利用导向船、锚碇、拉缆对钢围笼定位。
（4）封底砼施工方案
采用垂直导管法灌注水下砼，钢导管内径273mm，布置4根导管，一次浇注完毕。
（5）钻孔桩施工方案
在封底砼施工前安装好钢护筒，封底混凝土灌注完后在钢围笼顶面上用万能杆件搭设施工平台，安装钻机、龙门吊和泥浆循环设备，采用泵吸反循环法施工钻孔桩。
桩身混凝土采用混凝土输送泵泵送，垂直导管法灌注水下砼。
钻孔桩长35m,最大入岩深度约为20m，钻孔直径为Φ2.0m，采用3台上海探矿厂生产的250型泵吸反循环钻机施工。
（6）承台施工方案
①采用钢吊箱围堰防水，把围堰内水抽干后施工承台。
②3#墩承台尺寸为13.2×
14×
4m，属大体积砼施工。
除采取常规的施工技术措施外，还采用温度监控监测和冷却水循环降温的技术措施，防止大体积砼开裂。
（7）水上施工起重运输方案
①工作船、浮吊
配备两艘60t铁驳和一台10t浮吊作为水上运输和起重设备。
②浮桥
3#墩至南岸用船只相互连接组成浮桥，直接通向3#墩钢围笼顶面。
浮桥上可通行工作人员，安装砼输送泵管道。
③桅杆吊
导向船上配备4台1t桅杆吊，用于钢围笼块件吊装。
④龙门吊
钢围笼下沉就位，封底混凝土施工完毕后，在钢围笼顶拼装一台15t龙门吊，用于钻机、钻头、钻具和钢围笼的吊装。
⑤悬臂吊机
在导向船上设4台10t悬臂吊机。
（8）水上施工砼供应方案
两岸各设一个砼搅拌站，每个搅拌站配2台500L的搅拌机，额定生产能力60m3/h，混凝土输送泵共配备2台，每台额定生产能力60m3/h，可保证承台和封底砼的连续灌注。
4.2施工方法
（一）钢围笼构造
钢围笼是基础施工的工作平台的承重结构。
钢围笼采用自浮式结构，围笼高18.5m，分4节拼装，每节高度从下至上依次为3.5+5+5+5m。
每半幅桥墩的钢围笼由26根φ426壁厚8mm的钢管组成。
每根钢管分成五节，节与节之间用法兰盘加橡胶垫用螺栓连接，第二节钢管底用钢板焊接封堵，防止漏水。
钢管之间用角钢水平和斜向连接。
角钢由两肢L75×
75×
5组成。
连接角钢与钢管之间通过在钢管上焊连接耳环与角钢焊接，以方便钢围笼的拼装和拆除。
底节钢围笼下端1.5m高四周用δ=4mm厚的钢板焊接挡水，以利于封底混凝土的施工。
18.5m高钢围笼自重77t，浮力55t。
钢围笼的构造详见钢围笼构造图。
（二）底节钢围笼拼装
底节钢围笼在定位在墩位处的拼装船上进行拼装。
拼装船由3艘60t铁驳相互牢固连接组成，连接强度以在可能达到的荷载条件下能保持其基准面不致变动为准。
平台表面精确找平，确保钢围笼拼装精度。
拼装船与导向船在墩位处相互连接。
因底节钢围笼为高度变化节（根据实测岩面高程变化），拼装时先拼装5m高的第二节，拼好后用悬臂吊机起吊，下垫临时支承架后，在下端拼装3.5m高的底节钢围笼。
拼好后底下二节钢围笼一起起吊下水。
（三）导向船舱面布置
导向船采用4艘60t铁驳和联结梁拼装组成。
两驳船间净距19.4m，两联接梁内桁间距18m，在四个角上布置4台1t桅杆吊，吊臂杆长14m，吊距覆盖全部施工范围。
联接梁桁架宽2m,高2m，上铺脚手架作为人员走道。
墩位处高、低压配电装置设在导向船下游端部；
水下高压电缆采用转向滑车，牵引钢丝绳和平衡重的方法引上配电装置。
牵引钢丝绳一端与电缆固定，并在水下吊一个混凝土平衡块，使水下电缆尽量垂直入水；
钢丝绳另一端通过转向滑车组吊挂一个平衡重箱。
该平衡重箱高度可随水位变化自行调整，使水下电缆始终处于拉紧状态。
导向船舱面布置采用万能杆件对称连接边锚的固定座方式。
详见导向船舱面布置图。
（四）锚碇布置
由于钢围笼尺寸大，施工中受水流和风力影响大，为了保证钢围笼顺利下沉就位和平安渡洪，配备一套安全可靠的锚碇系统。
锚碇系统主要由导向船、主锚、侧锚、八字锚和尾锚组成。
见钢围笼锚碇系统图。
① 锚碇系统各组成部分和作用
A、导向船
采用4艘60t的铁甲板驳船，以万能杆件拼成空间桁架梁将两船联结，形成导向船联结体系。
导向船既作为调整、确定钢围笼位置的约束体系，又作为基础施工的辅助平台。
B、主锚
布置在导向船上游，连接在上游地垅上，承担钢围笼锚碇系统顺水方向的所有外力作用，是保证围笼安全的关键结构物。
C、侧锚
导向船侧锚横桥向布置，用作调节和控制导向船横向位置，使导向船在横向风力、水力、船舶撞击力作用下保持稳定。
D、尾锚
顺桥轴垂线方向拉在导向船尾部，主要作用为保持钢围笼导向船水流方向的稳定，调节导向船系统和围笼的位置。
E、八字锚
拉在钢围笼下部，沿围笼周围布置四个锚，呈八字状。
主要作用是调整钢围笼下端着岩前的平面位置。
②锚碇系统分阶段实施方案
锚碇系统根据不同施工阶段受力不同分三阶段抛锚。
第一阶段为导向船自泊，导向船拼装船组拼就位后进行，抛锚数量以保证导向船的稳定为前提。
第二阶段是在第二节围笼接高过程中进行，以补充调整后的锚力，确保导向船和钢围笼的稳定。
第三阶段是指在施工过程中，视水位、流速变化情况以及锚碇系统发生意外时增抛备用锚。
③钢围笼抛锚施工工艺
钢围笼抛锚施工工艺流程图如下图：
A、导向船加固，改装及设备安装
导向船首先应满足强度要求，还要有足够的面积和长度以供布置数量很多的缆绳和系缆、调缆设备。
采用60t铁驳，铁驳中央部分采用工字钢互相连接并与船甲板连接形成一个拉力架，作为主锚、侧锚及拉缆的锚固端。
铁驳前、后端用无缝钢管设置马口，四角设置转向滑轮，在拉力架、马口等处适当加固船体的纵向桁架、肋骨及甲板。
B、导向船联接梁拼装
为了使受力时的对称平衡，要求4艘导向船的船型完全相同。
导向船采用4艘60t钢质甲板铁驳。
导向船联接梁采用万能杆件组拼，万能杆件底座放样应精确以保证合拢时杆件顺直，且组拼时应保证每组万能杆件底座顶面在同一标高。
为防止组拼时挠度过大，应在悬拼时适当位置加以支撑。
对导向船船体应考虑增加船体结构强度，在围笼支承处及联接梁支承处增设横向桁架，对围笼支承处的原船体进行杆件加强。
对安装马口、锚固点等处的肋骨、甲板也应局部加强。
C、锚碇设备的检查与整理
由于锚碇设备的来源不一，质量不等因此必须进行检查、鉴定和整理，对符合要求的进行编号、配套、标志，以备取用。
D、导向船自泊
由测量人员配合，用拖轮将已安装好设备的导向船拖入预定位置，在前后各抛一个2t左右的小锚。
E、抛锚
抛锚采用浮吊抛锚。
先将10t浮吊在锚位附近自泊，然后将存放锚、锚链和锚缆的分节驳在浮吊旁自泊，利用浮吊并在全站仪的指挥下抛入已联结好锚链和锚缆的铁锚。
为防止锚链、锚缆出现堆积或缠绕，应根据锚位水深，利用浮吊放下相应长度的锚链，然后利用拖轮边顶边放，尽量使锚链顺直。
在放锚缆时应设置2～3个刹车，防止扭转。
然后利用拖轮将锚缆牵至导向船的拉力架上临时固定。
抛锚时应注意由于水流作用及锚受力过程中可能发生稍微移动，主锚抛锚点应在上游方向偏离理论坐标10～20cm，侧锚向外偏离15cm。
锚位一定要精确，尽量减少收索时滑轮组行程次数或锚缆不必要的接长工作。
F、收索
收索时要采用拉力计、30t滑轮组和5t卷扬机。
锚缆收紧顺序为：
先抛后收，后抛先收。
收紧索，通过拉力计测力。
并通过多次反复收紧的方法，使各锚受力均匀。
钢围笼定位锚碇系统主要设备器材表
名称
单位
规格
数量
备注
一、船舶
导向船
艘
60t26×
3.6×
1.35m
4
拼装船
3
二、锚
主锚
个
10t地垅
2
20t地垅
导向船边锚
1.5t铁锚
6t地垅
尾锚
3t钢筋混凝土锚
8
每4个串联成一组
三、链
尾锚链
条
φ40
导向船边锚链
四、钢丝绳
主锚缆
6×
19φ26
19φ37
导向船边锚缆
19φ20
尾锚缆
（五）底节钢围笼起吊下水
底节钢围笼在拼装船上拼装完毕经检查合格后，系好钢围笼上层拉缆、临时下层拉缆和下层拉缆（详见钢围笼与导向船拉缆布置图）,安装水上供电设施和通讯设施。
利用导向船上的悬臂吊机将底节和第二节钢围笼吊起，使之离开拼装船面0.1m左右，观察十分钟，如无反常情况则继续提升，至其高度能使拼装船退出时停止提升，然后迅速将拼装船从下游方向退出。
拼装船退出后，将底下二节钢围笼徐徐平稳地落入水中，收紧钢围笼底部和顶部所有拉缆，使其保持垂直而不被水流冲斜。
底节钢围笼起吊下水后，通过导向船四角之导向架、锚绳、拉缆和悬臂吊机的共同作用，使底节钢围笼在水中稳定垂直。
再通过调节悬臂吊机使底节钢围笼处于次节待拼高度，等待与第三节围笼接高后一起下沉。
下沉过程中注意设配重，保持围笼顶面水平。
（六）双壁钢围笼接高、下沉、着岩
每节钢围笼均在前一节钢围笼顶面拼装焊接，再使围笼下沉。
施工时，定出测量基准面，确定围笼中心点。
拼装钢围笼时，围笼的上下口均以此中心点进行放样和校核。
为方便控制钢围笼下沉时的平面位置，在第一节钢围笼顶部的顺桥向和横桥向轴线上，以围笼中心为基点定出四个点，围笼接高后逐节接高上移围笼顶部的四个点，以这四个点的坐标来控制钢围笼的水平位置。
围笼在高出导向船面1.5m的高度处接高。
围笼的下沉通过放松悬臂吊机的钢丝绳进行，下沉过程中，如果围笼下沉速度慢，可在钢管中加水压重。
随围笼接高和注水压重下沉交替作业，围笼上层拉缆亦需随之拆除、安装交替倒换上移，并随围笼入水深度的增加随时调整拉缆受力状态，使围笼保持垂直。
围笼底端接近河床岩面时，停止下沉，进行纠偏，纠偏装置图如下。
同时加强对墩位处河床面的测量，及时掌握墩位处的河床冲刷及水位情况，以便选择围笼落床的时机。
纠偏方法是：
在钢围笼底层水平桁架处设围笼纠偏缆，与纠偏锚上的转向滑车和定位平台上的卷扬机连结。
将两侧纠偏缆同时收紧、放松，或一侧松、一侧紧达到纠偏目的。
着岩前用测深仪控制围笼下沉的深度，在距河床较高处约40～50cm时停止下沉，用全站仪观测围笼顶上顺桥向上两个点，调整钢围笼的倾斜和偏位，直到两点的实际坐标与计算坐标相符合为止，然后放松钢丝绳，使钢围笼迅速落入河床。
（七）钢围笼底端支垫、封堵和清基
（1）支垫、封堵
钢围笼底端着岩后，钢围笼尚未稳定，随时可能出现倾斜和变位，需对钢围笼采取有效的稳定措施。
在底节钢围笼加工时，在钢管下端焊接法兰盘和倒牛腿，并设液压支承套箍。
围笼着岩后，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，必要时，用液压支承桩调节围笼倾斜，用钢板支垫或通过法兰盘接长钢管，使每根钢管均着岩。
同时在围笼外周抛设钢筋石笼，稳定围笼并起挡流作用，然后在钢管中灌满水，增加钢围笼自重，使围笼最后稳定就位。
围笼初步稳定后，为了保证封底混凝土的可靠性，在围笼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笼底端。
抛填钢筋石笼的作用是：
使潜水员能安全下水工作，减缓围笼内部流速；
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；
封堵钢板与岩面间较大的空隙。
（2）围笼清基
钢围笼底端封堵完成确认合格后，即可进行清基工作。
清基是为了水下封底混凝土与基岩面结合紧密，避免出现夹砂层，防止钻孔时产生漏砂现象。
围笼下沉定位过程中共清基三次：
第一次为围笼下沉前清基，以便于准确测量各立柱处的高程，确定立柱长度，采用抽砂船清基。
第二次为钢护筒下沉前清基，确保钢护筒底与基岩面吻合，采用高压射水法清基。
第三次在浇注封底混凝土前清基，确保围笼封底砼与基岩面的良好结合，采用吸泥机清基。
清基采用两台Φ250mm直管吸泥机吸取围笼内的淤泥和泥砂。
空气吸泥机由放置在导向船上的空气压缩机供风。
钢围笼拼装下沉过程中掉入水中的铁件由潜水工下水清理。
吸泥的顺序是从围笼中部开始，逐渐向外侧移动。
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，离泥面过低易堵塞吸泥口，过高则吸泥效果差。
要随时升降吸泥机，以能经常吸出最稠的泥浆为标准。
如吸泥很久，效果仍不佳时，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笼周围钢板上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笼钢板，以利于封底混凝土与围笼内壁结合紧密。
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和铁件清除干净。
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。
（八）钻孔桩钢护筒埋设
钻孔桩钢护筒采用外径Φ220cm，壁厚10mm，分节制作，每节长7m，重3780kg。
护筒半径制作误差小于1cm，长度误差小于1mm。
钢护筒焊缝连接处采用宽15cm，厚12mm钢板焊接加强。
钢围笼着岩清基后，安装钢护筒。
钢护筒通过导向架定位，共设导向架两个。
导向架半径为115cm，较钢护筒半径大5cm，半径制作误差小于1cm，导向架安装误差小于1cm，每个导向架长5m。
115cm
6kg/m钢轨
L50×
50×
5角钢
导向架示意图
导向架用型钢连接成一个整体，下沉时将导向架吊装在导向船上的悬臂吊机上，对好中心，垂直下放至设计位置，并固定在钢围笼上，安装误差小于5cm。
导向架安装好后，搭设施工平台，然后用浮吊和龙门吊起吊安装护筒，每节护筒设4个吊环，钢护筒下沉对位后与骨架固定。
钢护筒的底面线要尽量与基岩面相吻合；
护筒与基岩面的缝隙由潜水工用砂袋或袋装混凝土堵住严实，再在护筒内回填一定高度（超过封底混凝土厚度）的碎石或袋装粘土，以防止灌注封底混凝土时，混凝土挤压护筒，使护筒变形或移位，同时也防止封底混凝土进入护筒内而影响今后的钻孔施工。
（九）围笼水下混凝土封底
1水下封底砼施工概况
钢围笼清基检查合格后，即可进行水下混凝土封底准备工作。
钢围笼通过浇注封底砼，增大自重及稳定性，使预埋的9个钢护筒与岩面密贴，有效地防止漏水，给桩基施工创造有利条件，使已完钻孔桩能与钢围笼一起承受洪水的冲击，为确保钢围笼有桩渡洪奠定了基础。
② 钢围笼封底砼施工准备
A、施工平台搭设
施工平台是用万能杆件拼装成的桁架梁。
平台作为今后桩基施工的永久性平台，在钢围笼上作局部加强作为平台的支点。
B、水下封底砼数量计算及浇注方法
钢围笼外框尺寸为17×
18.4m。
封底混凝土厚度为1.0m，另考虑0.3m厚的浮浆层，即总浇注厚度为1.3m。
围笼内面积为17×
18.4=312.8m2，扣除9根Φ220cm护筒面积9×
π×
1.12=34.2m2，封底砼面积为312.8-34.2=278.6m2，总混凝土方量为278.6×
1.3=362m3。
由于封底混凝土方量不大，布置4根导管，采用垂直导管法一次浇注完。
C、导管及测点布置
在围笼内布置4根导管可以覆盖全部钢围笼底部。
导管采用直径为273mm的标准混凝土导管，壁厚10mm，容许承压1.5Mpa。
每根导管的顶端均设置一个容量为1.5m3漏斗，每个漏斗下端接上1m长的阀门管。
使用前对导管逐根进行拼接，水密试验和压力试验，保证接头联接严密、牢固。
导管在工作平台上预先分段拼装，吊放时再逐渐接长，下放时保持轴线顺直。
导管口下沉至岩面后提升到距离岩面20~40cm，然后用链条葫芦固定在工作平台上。
为及时用测深数据指导混凝土的灌注工作，在每根导管处布置了测点并加密测点。
实际施工时，导管的布置要参照钢围笼清基后基岩面测点高程和潜水员笼底触摸情况，把导管布置在设计点附近标高最低处，保证水下混凝土各向同性均匀扩散。
D、设备、机具的准备
在封底混凝土灌注的前一周，应对所需调用的机械设备进行全面检修并编号以确保施工期间所有设备的完好率达到规定要求。
③混凝土灌注
A、水下封底混凝土性能
封底混凝土既是水下混凝土和大体积混凝土，又是泵送混凝土。
混凝土拌合物初凝时间必须大于20h，终凝时间必须大于25h；
混凝土拌合物和易性好，不泌水，不贴底，可泵性好，流动性好，扩散性好；
混凝土拌合物坍落度：
开始为22～23cm，2h后为17～18cm。
B、混凝土的供应与运输
为了保证混凝土的连续供应，自备1座拌合能力为60m3/h拌合站。
拌制好的混凝土通过混凝土输送泵和铺设在浮桥上的混凝土输送管道泵送到施工平台的储料斗内进行浇注。
C、混凝土压水
混凝土导管压水前要准备足够的混凝土，以便一次压水成功，确保封底混凝土质量。
混凝土数量和机械设备准备好后，通过砍球法压水。
压水顺序为从下游到上游。
D、封底混凝土的浇注
封底混凝土的浇注是从围笼内的下游开始到上游结束。
浇注前对所有的机具、材料、混凝土的配合比及施工布置进行全面细致的检查，保证混凝土拌合物质量良好，施工机械在灌注过程中不发生故障。
浇注过程中随时通过测点测量，掌握混凝土的流动情况，控制导管的埋深、封底混凝土的顶面标高。
浇注后期适当增加混凝土的坍落度，使混凝土形成较平坦的顶面。
考虑到混凝土表面会形成一层浮浆层，封底混凝土浇注标高比设计标高提高15cm。
（十）钻孔桩施工
钻孔桩采用泵吸反循环钻孔施工。
（1）施工准备
钢围笼内岩面距围笼顶高度大，钻孔前必须安装大量的辅助设备。
在钢围笼顶面需拼装施工平台和龙门吊机起重设备；
平台上安装钻机和沉碴筒等泥浆循环设备；
在钢围笼封底前需吊装定位埋设9根Φ220cm的钢护筒，精确定位钻孔孔位，要求中心偏移<
1cm,倾斜度<
0.5%。
1钻机选择
每半幅桥配备3台上海探矿厂生产的250型钻机。
2钻机平台搭设
钻机平台由用万能杆件拼装成的2m×
2m桁架顺桥向布置组成承重梁，安装在钢围笼顶面上，再布置工字钢作为荷载分配梁，最后铺设木板形成固定平台。
3钻机轨道铺设及钻机安装
钻机底盘和钻架约重15t，为了钻机移动对位方便，在钻机底盘下装四个走行轮箱，使钻机可以在钻机走道上行走。
415t龙门吊机安装
为了缩短拆接钻具的时间以及在钻具拆接时能提出钻机并能整体吊移钻机，设置一台15t龙门吊机，安装在施工平台铺设的走道上。
龙门吊机设计为万能杆件结构，吊重15t，可以在钻机平台上走行，覆盖全墩9根钻孔桩孔位的施工范围。
5沉碴筒安装
钻机利用自行加工的泥浆罐进行排碴。
沉碴筒位于钻机平台四个角上，为消除碴水从钻杆喷出时的冲击能量，防止将筒内的沉淀钻碴搅动，使水和钻碴分离，在每个沉碴筒上安装一个消能器。
（2）钻孔桩施工工艺
见下页图。
1钻机就位，布置泥浆循环系统
安装钻机平台，组装15t龙门吊机，钻机走道，进行沉碴筒安装和钻机、压风机、风水管路、水泵的安装。
加固钻头，检查牙轮，安装配重块，放入护筒内，然后精确定位钻机，把转盘调至水平，接钻杆，把钻头放至护筒底岩面上。
为了加大泥浆的储备量，将所有钢护筒用连通管相连，充分利用相邻钢护筒来储泥浆。
泥浆经沉碴筒先流入相邻护筒，再流入钻孔护筒内。
泥浆循环系统如下图：
升级会员 