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1、3#墩圍堰下放施工工藝一、工程概況天興洲大橋3#墩基礎施工采用雙壁鋼吊箱圍堰法，圍堰輪廓尺寸為：長69.5m，寬44.0m，高15.0m。圍堰設計為可上下調節的形式：在鉆孔樁施工階段，圍堰掛樁定位于較高的高程，以保證鉆孔樁施工的連續進行；鉆孔樁施工完畢后，將圍堰下放進行二次掛樁定位，以滿足承臺施工的需要。現階段，3#墩圍堰作為鉆孔樁施工平臺，其頂面標高為+25.40m（黃海高程，下同），底板標高+10.40m；根據擬訂的承臺施工方案，鉆孔樁施工完畢后，需將圍堰下放至頂面標高+16.0m，底板標高+1.0m，即需將圍堰下放9.40m。根據3#墩位處的河床沖刷及水文地質情況，3#墩圍堰采用一次下放2、到位的方案，圍堰下放后所處位置就是承臺施工時位置。二、圍堰下放前的準備工作、活動下導環的拆除 在圍堰的底板上安裝有鋼護筒插打時作為導向用的活動下導環，其內徑為3680mm，比鋼護筒外徑（3644mm或3648mm）稍大；一個活動下導環重量343.1kg，每個護筒周圍有4個活動下導環，其平面布置見圖1，整個3#墩一共160個活動下導環。由于活動下導環與鋼護筒之間的間隙很小，為使圍堰能夠順利下放，必須事先將活動下導環全部拆除。、固定上導環的割除 由于40個鋼護筒傾斜方向各異、傾斜程度千差萬別，為避免圍堰下放過程中受到阻礙，圍堰下放前應將固定上導環沿著內支架上弦的邊緣進行割除。固定上導環割除后，應在3、其四周用鋼筋或鋼管焊接圍欄，以策安全。3#墩一共40個固定上導環，應當隨著鉆機的拆除先割除沒有掛樁牛腿的固定上導環；尤其是1#、8#、33#、40#這四個孔位，需要安裝圍堰下放的提升裝置，其固定上導環必須首先割除。、掛樁牛腿的拆除 3#墩共有17個掛樁牛腿，目前，有15個掛設在孔位上，分別位于孔位2#、4#、5#、7#、11#、14#、16#、25#、27#、30#、32#、34#、36#、37#、40#上，為盡量減少提升裝置將圍堰提起后拆除掛樁牛腿及割除相應固定上導環的時間（掛樁牛腿拆除后，才能割除相應的固定上導環），部分掛樁牛腿需提前拆除。具體地說，圍堰上的鉆機拆完后，應保留8個掛樁牛腿，4、分別位于孔位2#、4#、5#、16#、34#、36#、37#、32#，另外7個牛腿應根據鉆機拆除的具體情況逐步拆除；圍堰內吸泥初步完成，并安裝好提升裝置后，應保留4個掛樁牛腿，分別位于孔位2#、16#、34#、32#，另外4個牛腿可根據清理的進度逐步拆除；提升裝置將圍堰提起后，拆除最后4個掛樁牛腿并割除相應的固定上導環。、圍堰內初步清理 根據測量結果，3#圍堰內部淤積嚴重：底隔倉內淤積3.04.0m，圍堰底板上淤積0.30.5m。這些淤積的泥沙給圍堰增加了約2000t的浮重，給圍堰的提升和下放帶來很大的安全隱患，這些泥沙在圍堰下放前必須清除。淤泥的清除采用吸泥機輔以高壓射水的方法進行。、活動吊5、桿的安裝3#圍堰底板的吊桿系統分為不可調節吊桿與可調節吊桿兩種，整個圍堰共設20組不可調節吊桿、8組可調節吊桿，吊桿系統布置見附圖1；吊桿系統的主要作用是在封底時承受圍堰底板傳來的封底砼的重量，必須安裝牢固；不可調節吊桿在圍堰制造時已安裝完畢，可調節吊桿的扁擔梁L02和32mm精軋螺紋鋼筋尚未安裝，必須在圍堰下放前安裝好。可調節吊桿的安裝見右圖，按圖將精軋螺紋鋼筋安裝好并擰緊螺帽即可；吊桿位置調整準確后應將錨梁L02與內支架水平弦桿焊接牢固，并在其支承處加焊局部加勁板；吊桿就位后，下扁擔梁與內支架下弦之間抄墊鋼板點焊定位，防止可調節吊桿受沖擊移位。、提升控制裝置的安裝1，圍堰下放前應對圍堰進行6、略微提升，以便拆除最后幾個掛樁牛腿；圍堰下放過程中需對圍堰垂直度進行控制，以使圍堰順利下放；這些工作均是通過提升控制裝置來進行的。3#圍堰提升裝置一共4套，分別安裝在1#、8#、33#、40#這4個孔位上，提升裝置結構布置見附圖23。2，為保證提升裝置工作時圍堰內支架的安全，需對安裝提升裝置的孔位處內支架立柱進行加強，加強結構見附圖4。、其他準備工作 圍堰下放前需要完成的其他準備工作有；1，鉆孔設備清除，包括鉆機、鉆具系統、泥漿處理器、泥漿循環管道及集渣皮帶機、集渣斗等；2，圍堰平臺頂至底隔艙上下樓梯鋪設；3，各種臨時平臺的拆除，包括泥漿處理器支撐平臺、集渣皮帶機支撐平臺等；4，圍堰頂龍門吊機7、及其走道的拆除；5，圍堰雙壁艙漏水的處理：目前，有3個雙壁艙與江水連通，一個位于下游側，兩個位于南側，圍堰下放前，必須將連通孔封堵，確保雙壁艙不漏水；6，打開底隔艙連通孔；7，圍堰上下游邊錨收放平臺的拆除：由于位于主航道側的邊錨錨繩已斷，邊錨收放裝置已不起作用，應將其拆除，圍堰下放時的側向穩定采用其他方法解決；8，解除靠幫的圍堰船隊；9，恢復圍堰的前后錨碇系統；三、圍堰下放方案3#墩圍堰自重3000T，下放時平臺頂及底隔艙頂腳手板及施工器具200T；圍堰雙壁艙排水面積436m2，底隔艙排水面積908 m2。圍堰下放的最終位置為頂面標高+16.0m，底板標高+1.0m，根據水位的不同情況，圍堰下8、放時解除掛樁牛腿采用不同的方案。情況一、長江水位在+12.90+15.30m之間或長江水位高于+17.5m 1，水位高于+17.50m時，圍堰底隔艙淹沒在水面以下，只有雙壁艙可提供浮力，圍堰的排水面積為436m2，可通過抽出雙壁艙內的水使圍堰的浮力與自重達到平衡（+17.50m水位時，抽干雙壁艙內的積水假定底部20cm無法抽出，浮力與自重剛好平衡），使圍堰處于自浮狀態，并在該狀態下拆除掛樁牛腿。 2，水位在+12.90+15.30m之間時，圍堰底隔艙露出水面，雙壁艙和底隔艙可共同提供浮力，圍堰的排水面積達到1344 m2，可通過抽出圍堰雙壁艙和底隔艙內的水使浮力與圍堰自重達到平衡（+12.909、m水位時，抽干雙壁艙和底隔艙內的積水假定底部20cm無法抽出，浮力與自重剛好平衡），使圍堰處于自浮狀態，并在該狀態下拆除掛樁牛腿。 雙壁艙和底隔艙內抽水的順序：首先抽出雙壁艙內的水，雙壁艙內的水抽干后，再開始抽出底隔艙內的水，使圍堰逐步達到自浮。 3，抽水時應注意對稱均勻進行；圍堰某個邊或角首先達到自浮后，應停止該邊或角抽水，在圍堰的其他邊角繼續抽水，使圍堰整體逐步達到自浮。情況二、長江水位低于+12.90m或長江水位在+15.30+17.50m之間1，長江水位低于+12.90m時，雖然雙壁艙和底隔艙可共同提供浮力，但浮力與圍堰自重不可能達到平衡，掛樁牛腿的拆除不可能在圍堰自浮狀態下進行，必須10、借助于提升裝置；抽水順序：首先抽干雙壁艙內的水，再抽干底隔艙內的水。 2，長江水位在+15.30+17.50m之間時，只有雙壁艙可提供浮力，浮力與圍堰自重不可能達到平衡，掛樁牛腿的拆除必須借助于提升裝置； 3，抽水時應注意對稱均勻進行；待雙壁艙、底隔艙內的水抽干后，起頂提升裝置，使掛樁牛腿脫空，以便拆除。四、圍堰下放施工 圍堰下放施工前，提升裝置必須安裝完畢，圍堰下放施工步驟：1，抽水或結合提升裝置使圍堰達到自浮下放的狀態a，長江水位高于+17.50m時，直接抽出雙壁艙內的水使圍堰自浮，在自浮狀態下拆除掛樁牛腿；b，長江水位在+12.90+15.30m之間時，首先在雙壁艙和底隔艙內抽水內抽水使11、圍堰自浮，在自浮狀態下拆除掛樁牛腿；然后，對稱均勻地在圍堰底隔艙內灌水，使圍堰逐步均勻平穩下沉，同時，圍堰提升裝置應同步向下松動，對圍堰起保險作用；當底隔艙頂面到達水面時，江水將漫過底隔艙頂部灌入底隔艙內，圍堰的浮力急劇減小，此時，圍堰自重與浮力的差值由提升裝置承受；為確保底隔艙漫頂時圍堰的平整度，應事先在提升裝置的精軋螺紋鋼筋上畫出標記，并以此標記來控制螺帽的位置；底隔艙灌滿水后，利用提升裝置、按照15cm的行程逐步下放圍堰，直至圍堰再次達到自浮狀態；c，長江水位在+15.30+17.50m之間時，先抽出圍堰雙壁艙內的水，圍堰在水的浮力作用下達不到自浮狀態，利用提升裝置頂升圍堰，當固定上導環12、（平臺支架上弦桿）與掛樁牛腿之間出現松動，拆除剩余四個孔的掛樁牛腿；之后，利用提升裝置、按照15cm的行程逐步下放圍堰，直至圍堰達到自浮狀態；d，長江水位低于+12.90m時，首先抽干雙壁艙和底隔艙內的水，利用提升裝置頂升圍堰，當固定上導環（平臺支架上弦桿）與掛樁牛腿之間出現松動，拆除剩余四個孔的掛樁牛腿；之后，利用提升裝置、按照15cm的行程逐步下放圍堰，當圍堰吃水深度達到2.50m時，圍堰達到自浮狀態；然后，對稱均勻地在圍堰底隔艙內灌水，使圍堰逐步均勻平穩下沉，同時，圍堰提升裝置應同步向下松動，對圍堰起保險作用；當底隔艙頂面到達水面時，江水將漫過底隔艙頂部灌入底隔艙內，圍堰的浮力急劇減小，13、此時，圍堰自重與浮力的差值由提升裝置承受；為確保底隔艙漫頂時圍堰的平整度，應事先在提升裝置的精軋螺紋鋼筋上畫出標記，并以此標記來控制螺帽的位置；底隔艙灌滿水后，利用提升裝置、按照15cm的行程逐步下放圍堰，直至圍堰再次達到自浮狀態；2，圍堰灌水下沉 圍堰達到自浮下沉狀態后，對稱、均勻向圍堰雙壁艙內灌水，使圍堰緩慢、均勻下沉，并同步松動提升裝置的精軋螺紋鋼筋，以對圍堰的平整度進行控制：當圍堰下沉不均衡，某個角或邊下沉過多時，可將該邊或角附近的提升裝置適當頂升，使圍堰水平，然后，在對邊或對角雙壁艙灌水使圍堰平衡。如此逐步灌水，使圍堰下沉至設計高程。3，圍堰掛樁，掛樁方案根據設計要求，圍堰封底施工時14、40個孔位必須全部掛樁。3#圍堰現有16個掛樁牛腿，這16個掛樁牛腿在圍堰二次掛樁時應全部用上，具體掛樁孔位為1#、3#、6#、8#、17#、18#、19#、20#、21#、22#、23#、24#、33#、35#、38#、40#，其余24個孔位采用簡易掛樁設備。簡易掛樁設備結構見附圖56，其主要原理是，將圍堰內支架上弦通過懸掛牛腿焊接在鋼護筒上，從而實現圍堰與鋼護筒之間的連接，將圍堰懸掛在鋼護筒上；在加工懸掛牛腿的構件時，應注意“x”表示鋼護筒外徑至圍堰內支架上弦的中心距，必須根據現場實際情況測定。，掛樁施工，圍堰下放至設計標高后（允許偏差50mm），利用提升裝置調整圍堰的垂直度使其1/10015、0，利用錨碇系統等調整圍堰的平面位置及扭角（中心位置偏差50mm，扭角偏差2）；，在圍堰雙壁艙內灌水，使每個提升裝置承受150t的荷載，并在9#、16#、25#、32#這四個護筒上焊接鋼支撐將圍堰臨時定位，見下圖。，測量、制造并安裝簡易掛樁設備；，水位低于+14.15m時，安裝掛樁牛腿；4，圍堰平面位置控制，控制系統概況提升裝置只能控制圍堰的豎向位置，由于圍堰水中邊錨已丟失，圍堰下放過程中的平面位置利用前后錨碇系統和橫向控制系統共同控制。圍堰橫向控制系統由岸上地垅和圍堰上的橫向調節系統構成，橫向調節系統布置示意見附圖7，它由2套獨立的調節裝置構成；每一套調節裝置由一個10t調節導鏈葫蘆、1根316、4mm鋼絲繩及焊接在圍堰內支架上弦頂面的拉板構成，可通過收放導鏈葫蘆調節圍堰與鋼護筒之間的相對位置，從而達到調節圍堰橫向位置的目的。，下放過程中的平面位置控制，調整前后錨碇系統，使圍堰上下游方向與鋼護筒脫離；，收緊1號，2號調節裝置，使圍堰南北方向與鋼護筒脫離；，適當收緊岸上地垅，以控制圍堰的橫向擺動；，控制下放圍堰2m左右，下放過程中根據具體情況隨時利用錨碇系統和橫向控制系統調節圍堰的平面位置；，放松調節葫蘆，使調節裝置繞護筒的鋼絲繩下落至圍堰頂面；，反復執行步驟，逐步將圍堰下放至設計標高；，圍堰下放到位后的平面位置控制，利用提升裝置調整圍堰的垂直度，使其1/1000，并在雙壁艙內灌水使每套17、提升裝置受力150t；，將尾錨加載100t、岸上地垅各加載至10t；，利用錨碇系統和橫向控制系統精確調整圍堰的平面位置，使其精度達到：中心位置偏差50mm，扭角偏差2；，在9#、16#、25#、32#這四個護筒上焊接鋼支撐將圍堰臨時定位；，圍堰下放到位并精確定位后，利用潛水作業將4根角樁的下導環處用鋼楔打緊、抄牢。五、施工器具、設備及使用方法1、提升裝置提升裝置結構設計見附圖，操作方法為圍堰上浮時千斤頂上扁擔梁2螺母擰緊，千斤頂稍稍頂升3-5cm，使圍堰與牛腿之間出現落空，擰緊扁擔梁1頂螺母；圍堰下沉時分配梁1，2螺母與分配梁保持10cm距離并與圍堰下沉同步擰升，直到圍堰下沉達到自浮。2、側艙18、底隔艙抽水需保持各艙水頭一致，需水泵20臺，抽水量30/h，揚程18米。側艙加水時，根據現場情況按指令執行。施工設備表名稱規格數量備注千斤頂YCW250-200102臺備用油泵與上配套51臺備用拉桿L=6.0m,32鋼筋64普通螺母與上配套96對接螺母與上配套32水泵30m3/h h=18m20 千斤繩，倒鏈，撬棍，麻繩等若干六、關鍵環節1、圍堰整體下沉達9.4m，1根6m長拉桿下放完畢后，應將提升裝置下移1次（圍堰處于自浮狀態時）；32 鋼筋拉桿長度達6m，在圍堰下沉過程中應保持拉桿豎直并不與周圍結構相碰。2、底隔艙和側倉水頭控制是平衡圍堰的關鍵，圍堰下沉施工中應安排足夠設備和人員。3、千斤頂在圍堰下沉施工中應嚴格按限定值操作，提升裝置起輔助與控制作用，主要力值調整靠側艙、底隔艙內外水頭差產生的浮力。4、圍堰下沉時，密切觀察鋼護筒與圍堰的接觸情況，出現頂死時，可割除圍堰頂死部分。