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1、溫州鐵路新客站站前廣場建設工程鋼套沉箱圍堰施工方案一、 概述1、 工程概況溫州市鐵路新客站站前廣場建設工程是浙江省重點工程項目，位于溫州市甌海區潘橋鎮，總投資3.044億元，其中市政部分為1.29億元,建設合同工期為300日歷天。本工程各主體單位：建設單位：溫州市甌海區鐵路建設指揮部設計單位：上海市政工程設計研究總院勘察單位：溫州市勘察測繪研究院監理單位：浙江東南建設管理有限公司施工單位：浙江旭新建設有限公司工程包括有橋梁、道路、給排水及廣場景觀；其中橋梁工程主要有匝道橋與景觀人行橋，匝道橋包括有A、B、C、D、E、F、G、M匝道；本沉箱施工方案主要針對M匝道MP15MP17及G匝道GP1GP2、3共六座承臺，均位于站東河內，平面布置圖附后，設計承臺頂標高為-1M，其中三座M匝道的承臺尺寸均為7M*8.8M*2M；G匝道三座承臺尺寸為5M*7M*1.5M。河道常水位黃海高程2.6m,河低標高-1m,河底為3-1淤泥層,層厚9.3m,含少量腐植物碎屑、貝殼殘片，流塑，高壓縮性，高靈敏度，全場分布，K=45Kpa。2、施工機械設備名稱型號規格單位數量備注液壓震動錘900KN臺2汽車吊25T臺1挖掘機220臺1汽車吊50T臺2交流電焊機BX1-500臺8二、 鋼套沉箱施工技術方案（一） 鋼套箱設計與制作1、鋼套箱圍堰的設計 根據近階段溫州甌江水流情況，受漲潮的影響，漲潮時最高水位為2.9m，3、站東河河床頂標高為-1m，承臺設計底標高為-3.0M，鋼套箱封底砼擬采用C20砼，厚度50cm。因此，設計套箱頂面標高為+4.0m，高出最高水位1m；套箱高度8.5m，下沉后進入河床深度達3.5m，即底標高為-4.5m。鋼套箱箱體由直徑12m，由6塊弧形拼版組成圓套箱。 采用裝配式鋼套箱，主要由側板和支撐系統組成，組件在加工場集中制作，分塊運至現場拼裝。套箱側板組成：豎向為12#槽鋼縱肋，間距50cm；橫向為12#橫槽鋼橫肋，間距50cm，由套箱頂部開始設置，設置布滿護筒周圈，在標高-0.5位置(設護筒標高為8m),在豎向兩道工字鋼間的50cm寬的面板上加設200*8加勁鋼板以加強面板;鋼套箱4、面板采用8mm鋼板;各側板連采用電焊焊接，采用22螺栓進行塊件之間的聯結。支撐系統組成：鋼套管制作時預先制作一道水平內支撐，分別位于套箱下1.0m處,內支撐圍檁采用45#工字鋼,與套箱豎向25#工字鋼縱肋通過牛腿有效連接；支撐采用D50cm鋼管（=10mm）交錯支撐在45#工字鋼圍檁上，成口字架分布，分層布置,順橋向鋼管位于橫橋向鋼管上部.鋼套箱塊件:因承臺呈方形,六塊弧形側板均相同,塊件與塊件之間通過22螺栓在套箱外側板槽鋼上進行聯結,聯結后在槽鋼上進行電焊加固.拼裝時,在塊件連接槽鋼與槽鋼之間設置止水橡膠防水.在每節套箱上均蘅設置2個吊點,每個吊點通過聯結在壁板與脅板上四個吊環的鋼絲繩進行5、起吊,吊環設置在內支撐梁上面的頂面壁板上.起吊采用2臺50T汽車吊同時通過兩個吊點起吊作業.2、施工工藝流程施工工藝流程圖準備工作鋼套箱制作鋼套箱裝配內支撐梁施工鋼套箱下放震沉鋼套箱箱底處理進入下一道工序套箱定位與定位鋼管樁聯結3、套箱定位樁施打 施工鋼套箱前，在河道承臺四周設置定位樁。定位樁采用D50cm鋼管，長度12m，保證入土深度不少于8m；定位樁采用32#工字鋼橫向連接固定，并設置剪刀撐，定位槽鋼平面尺寸為7.7m*7.7m。（1）、沉放前先計算出四條鋼管樁的坐標，在施工現場的河堤上針對各樁分別布置一條基線，基線上的每一個觀測點用全站儀精確測量出坐標位置，并用水準儀測出起高程；然后計算6、出每一根樁上觀測點的坐標及交會角，并匯總成表供觀測沉樁使用。沉放時在正面布置一臺全站儀觀測定位，側面設置兩臺經緯儀校準。（2）、套箱定位鋼管樁均采用25T打樁船施打，根據打樁船上的打樁定位儀適時控制鋼管樁的平面位置、傾斜度及標高。A、鋼管樁施沉a-1、鋼管樁施沉前根據樁位圖計算每一跟樁中心的平面坐標，確定好沉樁順序，防止先施打的樁妨礙后續的施工。a-2、在流速較小或平潮期下放鋼管樁，所選用打樁船能滿足深10.0m、流速20m/s條件下鋼管樁沉樁要求。a-3、沉樁順序：鋼管樁施沉總體按照先上游后下游，先岸側后江側的施工順序進行。a-4、按照沉樁順序進行打樁船的拋錨定位，拋錨方法是：打樁船的首尾各7、拋兩只錨，成八字形，另外在船首尾各拋設一只帶前進纜的錨，吊樁及樁位的調整依靠6根錨纜進行。拋錨定位總原則：所有錨纜不影響已施沉的樁，否則，打樁船需要重新拋錨定位，同時應方便運樁船喂樁。a-5、打樁船拋錨定位后，打樁船后退讓出空擋。運樁船將樁運至打樁船船首處，打樁船上吊鉤將樁采用兩點起吊，吊立，然后拉入龍口，合攏機械手，測量控制，通過調整樁架的垂直度來調整鋼管樁垂直度。a-6、鋼管樁平面位置及垂直度調整完成后，開始壓錘，依靠鋼管樁及打樁的重量將其壓入砂層，測量復核樁位和傾斜度，偏差滿足要求后，開始錘擊。a-7、鋼管樁的最終樁尖標高由入土深度控制，若鋼管樁無法施工打至設計標高，則采用內沖內排的方法8、進行輔助沉樁，直至鋼管樁的入土深度滿足設計要求。a-8、當現有打樁船船位不能滿足繼續施沉鋼管樁要求時，應起錨，將打樁船重新拋錨定位。a-9、鋼管樁施工精度要求為：平面位置偏差：10cm高程偏差：15cm（3）鋼管樁震沉完成后，利用25T吊車配合人工及時將鋼管樁的剪刀撐和平聯焊接，在樁頂用32#工字鋼連接整體。4、鋼套箱的裝配下沉（1）鋼套箱制作完成后，在加工場或施工現場進行試拼裝，符合要求后分組、編號、油保護，然后運輸到施工現場。（2）用平板車將鋼套箱塊件運輸至墩位的平臺上進行鋼套箱的拼裝。利用50t吊車吊起鋼套箱塊件至施工平臺（根據施工現場設置）上，按照鋼套箱設計圖安裝每節鋼套箱，利用22螺9、栓將塊件緊密聯結并焊接成形。（3）鋼套箱下沉前，清除河床表面的障礙物，以便鋼套箱順利沉入河床。（4）拼裝套箱用兩臺50T汽車吊起沉箱，互相轉動吊臂慢速移動至承臺上方，調整鋼套箱位置準確后緩慢下放，下放至河床面后，觀測平面位置及垂直度，如發現偏位后傾斜時，及時采取措施進行糾偏，先到達河床面的一側先行振動，然后進行調整，再通過振動使套箱稍下沉，并保持套箱頂面水平。（5）通過機械振動使套箱下沉至刃腳深入河床4.5m以上，套箱頂標高為+3.0m左右。（6）鋼套箱起吊后，在下沉前注意檢測鋼套箱的平面位置是否準確，檢查各聯結點的螺栓是否擰緊，內支撐是否牢固。5、鋼套箱支撐檢查加強（1）鋼套箱下沉到位后，按10、鋼套箱設計要求檢查內支撐梁的聯結是否緊密并及時加固。（2）將鋼套箱與剛管樁通過型鋼進行聯結，同時在套箱頂部順橋向與鋼管樁通過型鋼進行焊聯。6、鋼套箱內抽水及河床下臨時支撐鋼套箱下沉到位并支撐檢查完成后，即采用水泵對套箱內進行抽水，抽水速度宜緩慢，并同時觀察套箱各部件，支撐情況，及時發現問題進行補強。套箱內河水抽干至河床底后，采用高壓水槍沖刷河床底淤泥，泥漿泵抽出外排至淤泥船后外運。清淤過程中，在水平支撐位置搭設平臺，施工人員均在該平臺上用高壓水槍沖洗箱底淤泥，不得進入箱底施工以免發生危險。當清淤至標高-3.0m時，在-2.5m標高處設置臨時水平圍檁支撐，圍檁支撐形式與河床上部圍檁支撐一樣，只是11、該圍檁在箱底封底砼強度達到后，承臺施工前需予以拆除。7、鋼套箱基底處理（1）鋼套箱內清淤至承臺底標高以下50cm即標高-3.5m后，采用碎石、粘土混合物整體找平。（2）整體澆筑C20混凝土封底，厚度為50cm，至標高-3.0m。砼澆注時避免對鋼套箱產生撓動，四周與鋼套箱要緊密接觸，形成有效傳力帶。三、質量要求、質量措施鋼套箱在搬運過程中輕拿輕放，避免過大的碰撞損壞圍堰鋼板。拼縫要接好，橡膠密封片要塞好，不能漏塞或不塞。焊接要牢固可靠，螺栓的連接要牢固，必須沉入到指定的位置。觀察現場土質情況，如發現圍堰下部土與設計不符時及時報告，再采取有效的措施。施工方案經各級審批并修改完善，經公司總工，總監等12、有關人員的簽字后方可進行施工。做好技術復核，隱蔽驗收制度。項目經理和項目總工程師組織全體人員認真學習施工方案，并指出監控部位和監控要點。本著誰負責施工誰負責質量、安全的原則，各分管工種負責人在安排施工任務時須做到交底明確。工程施工過程中，各分管工種負責人必須督促班組做好自檢工作，確保當天問題當天整改完畢。工程施工完成后，各分管工種負責人必須及時組織班組進行工程質量評定工作，項目部質檢科專職質量員核定。四、 安全文明施工、環境保護要點及措施1、安全要點：1）在施工過程中必須佩戴安全防護器具，如救生衣，安全三寶等，沉箱內設置多條安全通道，包括爬梯，救生圈、安全繩等。2）夜間作業必須要有充足的燈光，13、圍堰下作業時注意用電安全，注意觀察圍堰的情況，如發現圍堰有變型，下面土體有灌涌現象應立即停止施工，上報項目部，進行處理。3）在圍堰施工時現場施工隊長，安全員必須在現場指導。杜絕違規操作和意外情況的發生。4）汛期來臨時，關注天氣預報，有臺風或暴雨天氣時，沉箱內暫停作業，特殊情況下，河道水位高于警戒水位時，可向沉箱內倒灌河水，減少沉箱壓力。5）沉箱下沉后項目部組織測量人員對沉箱加強觀測，主要觀測箱體變形情況，發現變形及時通知安全管理人員，組織項目部主要負責人、監理單位對現場情況勘察研究，確定是否影響施工安全，是否需要采取加固措施。6）沉箱靠河道側加設兩根鋼管樁，以保護沉箱不被過道船只碰撞。1、 安14、全生產管理制度保證措施根據有關文件及規定，結合本工程的實際情況，指定關于安全教育、防護、檢查、交底等安全生產管理制度。2、 堅持“安全第一、預防為主”的方針 制定安全管理措施，做好安全工作。堅持“三級”檢查制度，搞好安全施工，定期或不定期地組織安全生產大檢查，發現問題及時整改。對事故處理堅持“三不放過”原則。3、 健全管理制度一票否決制：安全生產實行一票否決制。個人崗位責任制：根據安全生產需要，按專業、崗位、區域等分片包干，建立崗位責任制。經濟責任制：依據相關人員的安全生產職責列入到經濟考核中，實行檢查與考核。檢查制度：工地每月由項目經理前頭，安保人員主辦組織有關人員進行兩次綜合檢查，按專業，15、工作職責全面檢查并指定相應表格，填寫檢查結果，張榜公布。獎罰制度：根據公司獎罰制度，制定相關獎罰細則，嚴格執行，獎罰兌現。4、 主要安全防護措施（1） 各種機械操作人員必須持有操作合格證，不準操作與操作證不相符的機械；不準將機械設備交給無操作證的人員操作，對機械操作人員要對立檔案，專人管理。（2） 各種機械要掛安全技術操作規程牌。各種機械不準帶病作業。電夯、潛水泵接地電源要安全可靠，絕緣接地裝置良好，夜間施工保證足夠的照明設施。（3） 操作人員必須按照本機說明書規定，嚴格按照工作前的檢查制度和工作中注意觀察及工作后的檢查保養制度，做到：工作前檢查、工作中觀察、工作后保養。（4） 嚴禁酒后操作機16、械，嚴禁機械帶病運行或超負荷運轉。（5） 嚴禁對運轉中的機械設備進行維修、保養調整等作業。（6） 指揮施工機械作業人員，必須站在可看到施工作業點的安全地點，并明確規定指揮聯絡信號。（7） 施工鋼絲繩的浮吊、吊車等機械，在運轉中嚴禁用手套或其他物件按觸鋼絲繩子，用鋼絲繩子拖、拉機械或重物時，人員應遠離鋼絲繩。（8） 起重作業嚴格按照建筑機械使用安全技術規程（JGJ33-86）和建筑安裝工人安全技術操作規程（1980-5-20）規定的要求執行。（9） 作業用的料具應放置穩妥、小型工具應隨時放入工具袋，上下傳遞時，嚴禁拋擲。（10）施工用電嚴格按有關規定安裝線路及設備，用電設備要安裝地線，不合格的電17、氣器材嚴禁使用。（11）加強用電管理，安裝、維修或拆除臨時用電工程，必須由電工完成，電工必須持證上崗，實行定期檢查制度，并做好檢查記錄。（12）按施工組織設計和工藝流程科學組織施工，嚴格工序銜接，嚴格操作規程，嚴格各種違章指揮和違章作業發生。（13）起重吊裝作業應符合下列規定：1）起重指揮應由技術培訓結合專職人員擔任。作業前，應對起重機械設備、現場環境、行駛道路、架空電線和吊重物情況進行了解，確定吊裝方法；2）有下列情況之一者不得起吊：A、起重臂和吊起的重物下面有人停留或行走時；B、吊索和附件捆綁不牢時；C、吊件上站人或放有活動物時；D、重量不明、指揮或信號不清時。 3）起重機的安全保護裝置應18、齊全完整，靈敏可靠，不得用限位裝置代替操作機構進行停機。 4）不得使用起重機進行斜吊、斜拉。起吊重物時，不得在重物上堆放或懸掛零星物件。 5）起重吊裝物件時，不得忽快忽慢和突然制動。非重力下降式起重機，不得帶荷自由下落。6、環境保護措施在施工現場要文明施工，保護環境。遵守國家及地方環境保護的法令，妥善保護植被、樹木。避免泥漿亂流。工程完成后將臨時施工設施及垃圾予以拆除，清理干凈。五、鋼套箱受力驗算1、模板計算1.1計算摸模側壓力，分兩種情況計算側壓力： 封底時模板的側壓力。 封底后漲至最高（最低）潮水壓力。鋼套箱頂3.0m最高水位2.6m封底砼頂-3.0m封底砼底-3.5m1.2計算第一種情況19、 側壓力公式計算Pm=Kh（路橋施工計算手冊公式8-1）h=0.22+24.9V/T=0.47m(8-2)T=20,K=1.2, =24KN/m3，V=0.2m/hPm= Kh=1.2240.47=13.54Kpa計算沖擊力：6Kpa 側壓力：19.54Kpa最高潮水位 h高=2.6m最低潮水位 h低=1.5m而套箱下放到最低時水位為h低=-3.5m 水壓力=10（2.6+3.5）=61.0Kpa因灌注封底砼時，砼為水下灌注，水壓力內外平衡，所以灌注封底砼時只考慮側壓力：19.54KN/1.3.計算第二種情況 封底后綁扎鋼筋為抽干套箱內水，水壓分布為： 最高水壓力：=(2.6+3.0)10=520、6Kpa 低潮水位壓力：=（1.5+3.2）10=47Kpa2、模板設計計算 豎向、橫向加勁用12cm槽鋼，步距均為50cm。另在標高-1.0處增加一道。模板采用6mm鋼板，標高-0.5以下用8200mm縱向加勁鋼楞加勁，加勁鋼楞間距50cm。（見沉箱立面圖）21面板計算 按單向板進行計算,寬度為3.2m,圖示如下:0.25m0.25mI=1/12bh3=0.006*3.2/12meW=1/6bh2=1/63.20.0062m3根據模板計算荷載組合,模板在封底后抽干水，且處于最高潮水位時最不利,作用于模板的控制荷載為q=3.26.3=201.6kn/m,澆筑砼時,砼對模板壓力均小于水壓力，取q21、=201.6kN/m作為控制荷載。M=1/8qL2=201.60.252/8=1.575KN-m=M/W=1.5756/0.0062/3.2=82.1Mpa=1451.25=181Mpaf=5ql4/384EI =(5201.62504)/(3842.110557600) =0.85mmf=1.25mm2.2縱向12cm槽鋼計算縱向槽鋼承受由模板傳遞來的壓力,驗算標高-0.5m-3.2m位置處槽鋼,縱向槽鋼間距50cm.偏安全計算作為簡支梁計算2.7mq=29KN/mq=0.558=29KN/mM=1/8qL2=1/8292.72=26.4KN-m12號槽鋼W=235.9cm3I=2369cm22、4=M/W=26.4103/236.910-6=111.4Mpa=215Mpaf=5ql4/384EI =(526.41032.74)/(3842.11011236910-8) =3.6mmf=6.75mm2.3.加勁楞計算計算加勁楞8200mm力學性能L取板寬25cm,縱向加勁肋:q=0.2558=14.5KN/mM=1/8ql2=1/814.52.22=8.77KN-mW=1/6bh2=1/682002=53333mm3I=1/12bh3=1/1282003=5333333mm4=M/W=8.77103/53333/109=164.4Mpa=181Mpa,可行f=5ql4/384EI =(23、514.51032.24)/(3842.11011533333310-12) =3.94mmf=6.75mm 可行2.4內撐系統2.4.1 圍檁計算由于高水位施工，套箱在封底完成后抽干水時,主要承受由外向內的水壓力，套箱側模所受壓力均傳遞到內撐結構，因此內撐系統極其重要。因施工需要，設置兩道內撐,其中,第二道內撐系統設置于標-0.2m處套箱模板上內撐在順橋向設置兩道,橫向設置2道,形成井字架,內撐采用D500mm壁厚10mm制成,圍檁為12槽鋼,驗算最底層即標高-0.2m處支撐即可.鋼套箱頂3.0m最高水位2.6m封底砼頂-3.0m封底砼底-3.5m順橋向支撐中心-0.2m把水對鋼套箱面板的壓力換算為對圍檁的均布荷載:q=636.3/2=198.4kn/mMmax=ql2=198.41.952/2=377.2kn-m2根36號工字鋼:W=962cm3 I=17300cm4=M/W=377.2103/9622106=196Mpa=215Mpa 可行f=5ql4/384EI =(5198.41033.14)/(3842.1101117300210-8) =3.3mm694.4KN計算結果可行3、參考資料 1）公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000） 2）路橋施工手冊人民交通出版社 周永興等編著 3）路橋施工常用數據手冊人民交通出版社 楊文淵編著