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1、1、工程概況紹興*公路，全線全長(zhǎng)為22.5KM，該標(biāo)段為三標(biāo)，線路長(zhǎng)度為2.22KM。沿線在跨越杭甬運(yùn)河時(shí)有兩個(gè)水上墩柱，圍場(chǎng)河常水位標(biāo)高為+2.0m，河床底標(biāo)高-1.0m，兩個(gè)水上承臺(tái)底標(biāo)高為-3.700m，承臺(tái)位于水面以下近6m。由于施工時(shí)圍場(chǎng)河必須滿足通航和泄洪的要求，因此兩個(gè)承臺(tái)施工時(shí)采用鋼套箱圍堰施工。2、鋼套箱施工2.1鋼套箱設(shè)計(jì)鋼套箱設(shè)計(jì)主要考慮鋼套箱抽水后承擔(dān)的土壓力和水壓力的合力，另外要考慮施工起吊、定位及混凝土澆筑壓力等因素，鋼套箱內(nèi)徑根據(jù)設(shè)計(jì)承臺(tái)的平面尺寸，為矩形6.7Mx6.3m，每側(cè)預(yù)留寬度為0.15m。鋼套箱下沉到位后頂標(biāo)高為+2.4m，底標(biāo)高-5.1m，總高度7.2、5m，總重量約為35t，鋼套箱內(nèi)外壁距離23.2cm。為方便運(yùn)輸和吊裝下沉，鋼套箱分成三節(jié)制作，第一節(jié)高度3.5m，第二節(jié)高度2.0m，第三節(jié)高度為2.0m。鋼套箱每塊鋼構(gòu)件外層選用5mm厚內(nèi)層選用6mm厚的鋼板制作，工廠分塊制作，每節(jié)由現(xiàn)場(chǎng)岸上拼裝完畢后，采用50t履帶吊整體吊裝就位。鋼構(gòu)件之間當(dāng)采用螺栓連接，聯(lián)接處用2CM遇水膨脹橡膠條。2.2鋼套箱制作（1）材料：所用的鋼材和焊接材料符合設(shè)計(jì)規(guī)定，并且由廠家質(zhì)量保證書。（2）放樣、下料：按照?qǐng)D紙尺寸，對(duì)面板及其它構(gòu)件進(jìn)行放樣、下料，對(duì)于內(nèi)外壁面板在加工圖中必須考慮錯(cuò)開縱縫，防止應(yīng)力集中。（3）坡口加工：面板坡口采用刨邊機(jī)加工，保證拼裝和焊3、接質(zhì)量。（4）單塊組裝：?jiǎn)螇K構(gòu)件的組裝在平臺(tái)上進(jìn)行。將外面板、內(nèi)面板和其他構(gòu)件按圖紙進(jìn)行組裝點(diǎn)焊固定。（5）單塊焊接：將組裝好的單塊鋼構(gòu)件進(jìn)行焊接，焊接時(shí)采用合理的順序和工藝，減少應(yīng)力和變形，對(duì)于連接與面板（井壁）的焊接，兩端留250mm待工地整體組裝后再焊接。（6）加固：為防止單塊鋼構(gòu)件在運(yùn)輸和吊裝過程中變形，對(duì)單塊鋼構(gòu)件的開口用型鋼進(jìn)行加固。2.3鋼套箱運(yùn)輸鋼套箱單塊鋼構(gòu)件重量5t左右。用履帶吊吊裝，每個(gè)鋼套箱的第一節(jié)鋼構(gòu)件均運(yùn)至岸邊場(chǎng)地上進(jìn)行整體拼裝。第二節(jié)、第三節(jié)單塊鋼構(gòu)件直接用岸邊履帶吊運(yùn)至水上進(jìn)行拼裝。2.4鋼套箱拼裝（1）測(cè)量復(fù)核：拼裝以前，在平臺(tái)上預(yù)先測(cè)放出鋼套箱打樣，對(duì)單塊的4、編號(hào)進(jìn)行復(fù)核，防止誤拼影響鋼套箱精度。（2）拼裝順序：現(xiàn)將一節(jié)的第一塊鋼構(gòu)件吊放在平臺(tái)上，將內(nèi)、外井壁（面板）支撐牢固，并保持垂直狀態(tài)，然后將第二塊鋼構(gòu)件吊放在平臺(tái)上，與第一塊鋼構(gòu)件連接，調(diào)整好位置后點(diǎn)焊固定，并做好支撐。用同樣的方法依次將剩余的鋼構(gòu)件吊放在平臺(tái)上，使其組成一節(jié)整圈的鋼套箱。（3）整體焊接：調(diào)整其垂直、水平等各項(xiàng)數(shù)據(jù)使其符合標(biāo)準(zhǔn)。焊接采用合理的工序和工藝進(jìn)行，每節(jié)先焊分塊立縫，然后再焊節(jié)間環(huán)縫以減少焊接變形和壓力。2.5鋼套箱安裝2.5.1定位樁（見圖1）利用已經(jīng)施打的630鋼管樁作為定位樁對(duì)鋼套箱位置進(jìn)行控制，定位樁與鋼套箱之間的工作距離為15cm，是鋼套箱順著定位樁就位和下5、沉。定位樁頂標(biāo)高+2.85，樁底標(biāo)高-14m。鋼套箱下沉到位底標(biāo)高為-5、3m，確保定位樁在鋼套箱下沉到位后入土深度大于8.5m。2.5.2鋼套箱起吊、就位鋼套箱第一節(jié)重量小于20t，整體起吊就位是關(guān)系到鋼套箱能否順利下沉的關(guān)鍵。采用50t履帶吊起吊就位。履帶吊作于幅度6m，臂長(zhǎng)16m，能夠滿足起吊要求。為確保鋼套箱在吊運(yùn)及下沉過程中不變形，在鋼套箱內(nèi)部勇20#H型鋼安裝斜撐、縱向加強(qiáng)撐及橫向加強(qiáng)撐，每節(jié)設(shè)兩道支撐，第一節(jié)兩道之城分別設(shè)置為承臺(tái)頂及承臺(tái)墊層底位置，避免影響混凝土結(jié)構(gòu)施工。2.6鋼套箱下沉施工工藝流程簡(jiǎn)圖2所示2.6.1第一節(jié)鋼套箱著床在鋼套箱就位前，鋼套箱位置已清除障礙物，鋼套6、箱第一節(jié)吊裝進(jìn)入定位樁范圍后，盡量調(diào)整其位置誤差到最小，使其刃腳穩(wěn)固落于河床。2.6.2第二節(jié)第三節(jié)鋼套箱連接第二節(jié)鋼套箱拼裝連接時(shí)，應(yīng)確保在每天的低水位進(jìn)行，且第一節(jié)鋼套箱頂部應(yīng)路出水面。2.6.3鋼套箱下沉計(jì)算（1）土與鋼套箱外壁摩擦阻力計(jì)算：T=U X h0X f公式中：U為鋼套箱外壁周長(zhǎng)，m，取27m；h為鋼套箱入土深度，m，取4.3m；穿越3層為2.4m，穿越1層為1.4m，2層為0.5m；f為土與鋼套箱壁摩阻系數(shù)，KN/m2，32層取砂土11.8kn/m2，1層取粘土層24.5JN/m2，按照下沉5m的摩擦三角形分布，則平均摩阻系數(shù)為土層摩阻系數(shù)的。可得：摩擦力：T=U X h0X7、 f=27X(1.4X12.25+2.9X5.9)=925(KN)（2）浮力計(jì)算：B=V X公式中：V為鋼套箱入水的體積，水位去+2.0m，水深3m，第一節(jié)、第二節(jié)雙壁鋼套箱完全入水，第三節(jié)下沉后水面外露0.7m，下沉過程中內(nèi)外水位高度保持一致；s為水密度，該工程為1t/m3.（3）鋼套箱下沉需要壓重：X=K X T + BQ公式中：K為鋼套箱下沉系數(shù)，取1.15；T為土與鋼套箱外壁摩擦阻力，為92.5t；B為鋼套箱下沉過程中所受最大浮力，為18.63；Q為鋼套箱重量，為50t。需要壓重：X=K x T + B-Q=1.15x92.5+18.63-50=75(t)鋼套箱第一節(jié)3.3m通過灌注混8、凝土壓重下沉，混凝土重量27x0.23x3.3x2.4=59.6(t),第二節(jié)、第三節(jié)共4m，通過分階段灌水壓重下沉。（4）鋼套箱抗浮：套箱沉到設(shè)計(jì)底標(biāo)高-5.3m，封底混凝土澆筑后，套箱所受浮力：6.8x7.2x6.8x1=333（t），套箱自重50t，第一節(jié)灌注混凝土59.6t，封底混凝土：6.3x6.7x1.1x2.4=111.4(t),第二節(jié)、第三節(jié)灌水：27x0.23x4x1=24.84(t)套箱封底后所受浮力：333-50-111-60-25=87（t），通過鋼套箱與10根定位樁之間相互焊接，利用入土深度大于8.5m的定位樁來抗浮。2.6.4鋼套箱下沉（1）每個(gè)鋼套箱配置高壓水泵（9、揚(yáng)程120m，單機(jī)流量130m3/h）臺(tái)、水槍（噴嘴口徑12mm）2根，水力吸泥機(jī)（口徑25mm）2臺(tái)、高壓輸水管路和低壓輸泥漿管路及調(diào)節(jié)水箱。吸泥機(jī)及水槍布置在鋼套箱中心附近，同時(shí)對(duì)稱吸泥。吸泥機(jī)的吸水頭應(yīng)用繩子吊空，不應(yīng)讓吸水頭埋在集泥坑的浮泥內(nèi)導(dǎo)致土塊堵塞吸泥頭的網(wǎng)罩。為防止鍋底坑中泥沙淤積，要經(jīng)常用水槍在吸水頭處沖刷攪動(dòng)，使排水暢通。（2）水力機(jī)械設(shè)施安裝好后應(yīng)進(jìn)行負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)，要保證設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，水力吸泥機(jī)及水槍均應(yīng)經(jīng)過水壓檢驗(yàn)，檢驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍。（3）水力排土鋼套箱下沉施工應(yīng)按“先中后邊、分層對(duì)稱破土、先高后低、及時(shí)糾編“的原則進(jìn)行操作。（4）鋼套箱著床后，先用高壓水槍10、配合吸泥機(jī)調(diào)平鋼套箱內(nèi)河床，然后進(jìn)行全斷面水沖法吸泥下沉。因此時(shí)鋼套箱入土較淺，自重較大，沉降系數(shù)也較大，鋼套箱下沉不穩(wěn)定，應(yīng)特別注意選擇水沖吸泥的位置。對(duì)此應(yīng)在鋼套箱中心向四周逐漸擴(kuò)大均勻吸泥，避免在刃腳附近水沖吸泥，即在吸泥機(jī)吸水頭處先沖出鍋底坑，泥坑神0.5m左右，然后用水槍在各個(gè)方向沖土連步形成漏斗形土坑，使泥漿水不斷匯集到集泥坑吸排出鋼套箱外。上述措施可使鋼套箱緩慢平穩(wěn)地下沉，防止造成鋼套箱傾斜和位移。（5）當(dāng)鋼套箱中心吸泥形成的鍋底坑深度低于刃腳時(shí)，如鋼套箱仍不下沉，應(yīng)停止在中心吸泥，以防鍋底坑過深，造成鋼套箱突然下沉或翻砂使鋼套箱傾斜。此時(shí)應(yīng)適當(dāng)向刃腳方向?qū)ΨQ移動(dòng)水槍和吸泥機(jī)進(jìn)行11、水沖吸泥，擴(kuò)大吸泥范圍，使鋼套箱下沉均勻。在靠近刃腳2m范圍內(nèi)吸泥，要保持吸泥機(jī)下口不低于刃尖，以免吸混過深，坑深超過刃尖過多引起翻砂。（6）在水槍沖泥時(shí)應(yīng)注意控制好鋼套箱內(nèi)泥水?dāng)?shù)量，水槍應(yīng)直接沖刷土體。當(dāng)泥水過度時(shí)則可調(diào)整水槍出水量或暫停沖水。要經(jīng)常檢查吸泥機(jī)工作是否正常。（7）在水洗沖泥下沉過程中，應(yīng)始終保持鋼套箱內(nèi)外水位一致，防止內(nèi)外水頭差過大造成翻砂，必要時(shí)應(yīng)用多臺(tái)水泵向鋼套箱內(nèi)補(bǔ)水。（8）鋼套箱下沉前即在外壁用油漆做好標(biāo)高刻度，利用定位樁頂標(biāo)高進(jìn)行下沉標(biāo)高和傾斜度測(cè)量，沒2h測(cè)量一次，必要時(shí)應(yīng)連續(xù)觀測(cè)，及時(shí)糾編。鋼套箱下沉過程中，要隨時(shí)測(cè)量記錄鋼套箱刃腳底標(biāo)高，中心偏位、頂面高差、鋼12、套箱內(nèi)外泥面和變化情況、鋼套箱內(nèi)外水頭差等有關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析總結(jié)。（9）整個(gè)沉放過程，必須要24h隨時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。（10）當(dāng)刃腳至設(shè)計(jì)標(biāo)高河床底還有1m時(shí)，此時(shí)進(jìn)入終沉階段每小時(shí)至少觀測(cè)一次。當(dāng)鋼套箱井下沉離設(shè)計(jì)標(biāo)高30-50cm時(shí)應(yīng)停止吸泥，利用鋼套箱自沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。待8h內(nèi)鋼套箱自沉累計(jì)不大于10mm時(shí)方可進(jìn)行封底，此時(shí)鋼套箱的標(biāo)高位移和傾斜應(yīng)在允許偏差范圍內(nèi)，并經(jīng)檢驗(yàn)合格。2.8鋼套箱封底鉆孔灌注樁完成后，將采用水下混凝土封底的方案，防止因干封底而造成管涌、上浮的影響。封底混凝土厚度為1.0m，第一次采用水下混凝土灌注厚度為0.8m。第二次抽干水后，對(duì)第一次水下混凝土13、補(bǔ)漏，檢查后澆筑20cm找平混凝土。2.7.1封底層混凝土施工順序布置水下混凝土導(dǎo)管，按混凝土導(dǎo)管影響半徑為3m考慮導(dǎo)管的平面布置，導(dǎo)管平面的梅花樁布置。灌注水下混凝土養(yǎng)護(hù)布置抗浮設(shè)施混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后抽干套向內(nèi)的水井檢查補(bǔ)漏封底混凝土找平層澆搗養(yǎng)護(hù)。2.7.2封底層混凝土施工（1）封底層混凝土總厚度為100cm，分兩次澆筑，第一次澆筑混凝土厚度為80cm，采用水下混凝土灌注法，第二次灌注混凝土是在第一次混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后，排干水后進(jìn)行的。澆第一次混凝土的目的是為了止水，因混凝土不易澆筑，難免會(huì)出現(xiàn)局部滲水現(xiàn)象。澆第二次混凝土的目的是為了補(bǔ)滲漏及對(duì)封底混凝土層表面進(jìn)行找平，所以采用常規(guī)14、混凝土澆筑方法。（2）布置導(dǎo)管。布置導(dǎo)管要考慮到混凝土的流動(dòng)度，由于水下混凝土層流動(dòng)性能較差，又要考慮到鋼套箱四周混凝土均靠混凝土自流來完成。（3）在混凝土澆筑前要盡量滿足水下混凝土的操作原則，混凝土要盡量避免和水直接接觸。所以要制定教導(dǎo)混凝土順序，同時(shí)要確保第一根導(dǎo)管在完成澆筑任務(wù)時(shí)混凝土應(yīng)把第二根導(dǎo)管包裹住。（4）要經(jīng)常量測(cè)混凝土表面標(biāo)高，以寧高不低為原則，以防起不到止水作用。（5）當(dāng)澆筑完成后，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于3d，在有條件情況下，測(cè)試混凝土強(qiáng)度，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)方可開始排水。（6）當(dāng)排除鋼套箱內(nèi)水后，對(duì)第一次封底層混凝土表面進(jìn)行清掃，并檢查是否滲漏現(xiàn)象，如有則要做好標(biāo)記在15、第二次封底層混凝土（表面找平層）時(shí)，重點(diǎn)考慮。（7）無論是第一次還是第二次封底層混凝土均布置集水井，以利排水。（8）封底混凝土與鋼套箱之間的連接需加強(qiáng)，防止漏水，為此在鋼套箱制作時(shí)，在封底混凝土部位加焊U型連接鋼筋。2.8抗浮和抗管涌措施鋼套箱下沉就位后，在箱內(nèi)保持一定水位（+2.00），然后進(jìn)行水下封底，最后抽干鋼套箱內(nèi)積水進(jìn)行承臺(tái)的施工方案是可行的，并在距離鋼套箱底部0.8m位置設(shè)置內(nèi)壁凹槽，槽深8cm，在封底混凝土完成后，可以有效地將封底混凝土、鋼套箱連位一體，抵消上浮力。2.9鋼套箱拆除水中承臺(tái)、立柱施工完畢后，由潛水員入水拆除第二節(jié)與第一節(jié)之間的螺栓連接，由履帶吊將第三節(jié)鋼套箱吊運(yùn)至岸上，由人工拆卸成塊用平板車運(yùn)出；第二節(jié)鋼套箱按同樣的順序進(jìn)行拆除施工；第一節(jié)鋼套箱不再回收。 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