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1、粵海鐵路通道工程海安南站鐵路棧橋主墩鋼圍堰拼裝下沉施工工藝三橋施 07編寫：葉李復核：孫迎春總工程師：吳云月大橋局三橋處粵海鐵路通道工程指揮部二000年二月、工程概況 粵海鐵路通道工程海安南站鐵路棧橋、號主墩（臺）為直徑1.25m的鉆(挖)孔灌注樁樁基礎，采用下沉帶刃腳的浮式雙壁鋼圍堰的方法輔助施工。鋼圍堰的作用是經水下混凝土封底后作為抽水灌注承臺、墩(臺)身混凝土的設施。輪渡棧橋、號主墩施工采用圓形鋼圍堰，圍堰外徑17.7m，內徑16.5m，壁厚0.6m，高7.79m，圍堰單個重70t（未包括刃腳填充混凝土的重量），每墩有兩個，合計有四個圓形鋼圍堰。號主墩臺采用圓端形鋼圍堰一個，其外形尺寸為2、29m14.2m,半圓端內徑13.0m,外徑14.2m,直線部分長14.8m,壁厚0.6m,高8.0m，重128.3噸。主墩鋼圍堰施工布置參見附圖一。、主要施工方法和地質簡況一、施工方法雙壁鋼圍堰在鋼結構加工場分塊加工制造，然后經陸地或海運運至主墩旁，由臨時施工棧橋上的KH180履帶式吊機逐塊吊起在墩位基礎處的鋼圍堰組拼平臺上組拼，電焊成型；再由吊掛結構吊起圍堰脫離組拼平臺，拆除圍堰下沉相碰的平臺桿件，然后下放圍堰至自浮水面；往圍堰隔艙內灌混凝土，使其刃腳落入海床覆蓋層，繼續(xù)灌混凝土并配合圍堰內吸泥使圍堰下沉至設計標高位置-0.6m。主要施工工藝流程參見附圖二。二、地質簡況主墩處地表分布有第四3、系海積淤泥，下伏基巖為第四系玄武巖，以下為湛江組砂粘土。巖性組成特征如下：1、覆蓋層（淤泥層）：厚綠色，流塑狀，厚度0.8-1.6米；2、玄武巖層： 風化極嚴重帶（W4）紫紅色，厚1.5-3.0米,=0.22 Mpa； 風化嚴重帶（W3）：褐黃色，灰黃色，厚1.0-5.0米，=0.30Mpa； 風化頗嚴重帶（W2）：節(jié)理裂隙發(fā)育，氣孔狀構造，=0.60Mpa； 風化輕微帶（W1）：深灰色，灰黑色，巖石完整，較堅硬，=0.90 Mpa。3、砂粘土層：棕色，灰黃色，具半成巖作用，=0.23 Mpa。、主墩臺鋼圍堰底設計標高低于承臺底2.0米，圍堰頂高于一般高潮水位0.8米，即圍堰底標高在（-5.84、m-6.0m）之間 ，頂標高為+2.0m，鋼圍堰刃腳進入玄武巖層的W4風化極嚴重帶.、施工工藝流程 鋼圍堰拼裝下沉工藝流程框圖如下：、鋼圍堰拼裝下沉一、準備工作1、鋼圍堰分塊制造鋼圍堰由豎向角鋼為加勁肋的內、外壁板及數層環(huán)形水平桁架組合成一個整體（號臺圍堰壁板間還設有連接桁梁），在內外壁板間設有垂直狀的隔艙板，把圍堰等分成互不連通的艙；圓形圍堰設八個隔艙板分八個艙，圓端形圍堰設十四個隔艙分十四個艙。鋼圍堰分塊制造安裝組拼平臺并放線作支墊平臺上逐塊吊拼合攏成型后檢查，壁板作滲漏試驗拼焊下沉導向，安裝吊掛結構稍微吊起圍堰，拆除刃腳支墊燒割平臺承重梁，拆除下沉相碰桿件、支撐放松10噸倒鏈，下放圍堰入5、水自浮隔艙內灌混凝土下沉，刃腳進入海床覆蓋層內隔艙內繼續(xù)灌混凝土輔助吸泥下沉到設計位置拉纜風支撐穩(wěn)固號臺圍堰施工需先拆除妨礙的臨時施工棧橋一孔20米跨桁梁。 根據鋼結構加工場情況、運輸條件和KH180吊機的起吊能力，決定鋼圍堰分塊加工制造；分塊時按在平面內分塊、立面內分段的辦法進行。鋼圍堰整個結構用電焊焊接，要求密不透水。所以分塊制造時應盡量減少焊接變形，亦可將分塊先在加工場點焊成形，再在組拼平臺上組拼成整體后全面施焊；制造好的圍堰應進行水密試驗。分塊制造完后最好進行試拼，以確保塊間接縫嚴密、雙壁間環(huán)形桁架在同一水平位置焊接；同時對塊件進行編號標識。2、鋼圍堰分塊加工制造的同時，在墩位處已插打6、的1.45m鋼護筒上安裝圍堰組拼平臺，并在平臺上放出圍堰外壁邊緣線、分塊位置及圍堰中心位置，做好刃腳支墊。二、圍堰逐塊拼焊成型，安裝吊掛結構1、制造并試拼好的圍堰分塊，經陸上卡車裝運至臨時棧橋上或由加工場下海船運至主墩處平臺旁，用臨時施工棧橋上的KH180履帶式吊機按編號標識逐塊吊上平臺焊接組拼。2、號臺圍堰平臺上組拼時，先拼焊棧橋兩側部分，待拆除此處一孔20米跨臨時棧橋桁梁后，再行合攏拼焊成型。3、吊拼第一分塊，將兩端線對準分塊線，刃腳外壁對準所作邊緣線標記，在圍堰外壁吊垂線，將分塊調正后打支撐固定；4、吊裝第二個分塊與第一分塊相接，調整對準邊緣線并豎直，調對各環(huán)形水平桁架和內外壁板，焊接固7、定，測量上口半徑或內壁尺寸偏差；5、按編號依次逐塊吊拼焊連直至圍堰成型，此時應檢查圍堰平面尺寸、豎直度等，偏差值應在允許范圍內。6、對塊間拼接等處的焊縫用煤油作滲漏檢查，對組拼好的圍堰進行水密試驗檢查，以保證焊接圍堰密不透水。7、圍堰內安裝下沉導向設備。8、接高1.45m鋼護筒，安裝圍堰吊掛結構，安裝各吊點滑車組，聯上升降用10噸倒鏈，夾好各鋼絲繩頭。三、吊掛下沉圍堰1、全面檢查鋼圍堰尺寸、焊縫和吊掛結構，并辦理下沉前簽證手續(xù)。2、10噸倒鏈同時拽拉鋼絲繩拉緊圍堰，使其上升，刃腳稍離開支墊，燒割平臺承重梁部分，拆除與圍堰下沉相碰的平臺桿件及支撐，使圍堰脫空。3、慢慢松放吊點滑車組，調整倒鏈松放8、速度，使圍堰平衡下放直至自浮于水面。4、往鋼圍堰壁內對稱灌水或灌混凝土加重下沉，使刃腳進入海床覆蓋層（淤泥）內。5、繼續(xù)向圍堰隔艙內加水或灌混凝土加重，配合圍堰內250吸泥機吸泥減少內壁摩阻力的辦法，使圍堰繼續(xù)下沉直至刃腳整個支承在W4層玄武巖上的設計位置處。四、鋼圍堰制造、組拼、下沉施工注意事項1、鋼圍堰分塊加工制造，胎模加工應精確，保證加工分塊的圓度及尺寸；加勁肋角鋼和環(huán)形水平桁架與內外壁板間應密貼后焊牢。2、分塊加工時應避開隔艙板一定距離的位置切分, 要求隔艙板與壁板、角鋼間焊接密實，艙間不漏水；同時為確保力的傳遞，圍堰小橫肋與豎肋、豎肋與大橫肋之間應焊接牢固。3、號臺圍堰內壁間連接桁梁9、安裝應保證設計位置，尤其是中間有樁位的四道桁梁對位拼焊要精確；下沉時應留意桁架位置處。4、所有工地焊縫都應鏟除藥皮檢查外觀，對內外壁和隔艙板在下水前功盡棄要作滲漏試驗；有滲漏者，必須鏟除原焊縫認真修補。所有焊縫不允許出現“+”交叉狀，且相鄰兩焊縫間隔不小于150mm，否則需采取措施處理。5、鋼圍堰水上組拼平臺及吊掛結構在投入使用前，需經檢查合格后方可投入使用；平臺上組拼分塊應支承穩(wěn)固，也可拉纜風繩。6、圍堰定位時，應進一步探明圍堰松放點墩位處的海床情況，以防刃腳擱淺；下沉圍堰應選在潮水漲落平緩、風浪較小的時機進行。7、圍堰下沉時，應對稱灌混凝土，在采取吸泥輔助下沉時亦應保證圍堰均勻、平衡下降，10、謹防發(fā)生傾斜；同時在吸泥過程中應向圍堰內補充水，以保證任何時間圍堰內水位都高于圍堰外水位。8、圍堰在下沉過程中發(fā)生不正常傾斜時，應探明原因，如刃腳遇有孤石、樹桿、鐵件等，在采取潛水工下水挖除、切割、爆破等措施進行排除后，才能繼續(xù)下沉。9、圍堰落入海床前應全面測量海床的變化情況，必要時應采取偏灌混凝土壓重措施；圍堰沉入海床后,應注意整平海床(可采取拋石的辦法),使圍堰周圍不致出現較大的土壓差。10、圍堰在整個下沉過程中都應均勻平穩(wěn)，下沉時“參照號墩鋼圍堰下沉深度與混凝土配重間近似關系表”進行。當刃腳接近設計位置時，要控制圍堰頂面高差，使之不傾斜和超下沉。號墩鋼圍堰下沉深度與混凝土配重間近似關系表11、狀況圍堰底標高圍堰入水高度（m）浮力(t)自重(t)摩阻力(t)混凝土配重(t)沉降系數高潮(1.5)低潮(-0.5)高潮(1.5)低潮(-0.5)高潮(1.5)低潮(-0.5)水中-2.03.51.596.832.470.00.0-2.54.02.0112.848.570.00.042.8-3.04.52.5128.964.670.00.058.9-3.55.03.0145.080.770.00.075.0入海床-4.05.53.5161.196.870.016.7111.246.81.2-4.56.04.0177.2112.870.033.3147.282.8-5.06.54.5193.312、128.970.083.3223.3158.9-5.57.05.0209.4145.070.0111.0272.6208.2-5.87.35.3219.0154.770.0127.7302.3237.9-6.07.55.5225.5161.170.0138.8322.0257.7備注海水容重取1.0, 海床淤泥面標高采用-3.5米 11、鋼圍堰下沉至巖面后，應慎重處理。當確認圍堰有一處已接觸巖面，就不能再繼續(xù)下沉；此時應在適當位置上將刃腳與巖面間的空隙予以支墊填緊，支墊后向圍堰內灌注混凝土，使之穩(wěn)妥支承在巖面上；對圍堰刃腳與巖面縫隙較大的地方應用水泥砂包填住，盡量避免圍堰外的泥沙流入，以保證清13、基。五、施工質量控制要求 1、圍堰組拼后允許誤差： 半徑或寬度0.5% 壁厚2cm 2、 下沉后允許誤差： 圍堰位置偏差 10cm 刃腳底面高程-6.0m 圍堰傾斜面 1/50 圍堰扭轉 2、保證質量、安全的措施一、施工質量保證措施 按ISO9002標準要求建立質量保證體系，執(zhí)行我處質量手冊、25個程序文件和五公司制定的補充性文件。二、施工安全注意事項 1、拼裝平臺的刃腳支墊和分塊的支撐必須牢靠； 2、吊拼的分塊應拉纜風繩，防止擺動時碰撞已就位的分塊； 3、拼裝就位應打好支撐，拉好纜風繩后，吊機方可松鉤； 4、電焊內外壁接縫的懸掛腳水架必須搭設穩(wěn)固牢靠； 5、在內外壁上進行調整和電焊的工作人員14、必須拴掛安全帶； 6、吊起圍堰用的10噸倒鏈必須經事前檢驗合格后方準使用； 7、起吊下沉過程應分步進行，力求圍堰下放均勻平衡； 8、圍堰的下沉宜選用在潮水平穩(wěn)、天氣晴朗、風力不大的時間進行； 9、在圍堰起吊下沉的施工范圍應設置防護標志或派專人守護，防止過往船只意外撞擊。、 主要施工機械設備主要施工機械設備表序號機械名稱規(guī)格或型號單位數量備注1吊機KH180履帶式50噸臺1水上、岸上用2龍門吊8噸 5噸臺各1鋼結構加工場用3鋼結構加工機械電焊機套臺18鋼結構加工場用4吸泥250型臺2圍堰下沉用5柴油發(fā)電機250KW臺1供電6變壓器315KW、200KW臺各1輸變電7千斤頂30噸、1噸臺各8圍堰加15、工拼裝用8水準儀經緯儀T2臺各1圍堰加工下沉用9汽車15噸自卸輛2陸上運輸用10倒鏈10噸個16圍堰加工下沉用11船舶100噸艘2水上運輸用12水泵4或6寸臺8圍堰下沉用13壓風機40（20）m3/分臺2圍堰吸泥下沉用14混凝土拌合機1000L臺1圍堰灌混凝土用15振動棒50臺8圍堰下沉用16導管320米48圍堰下沉用17滑車組四門、三門套各4圍堰下沉用18轉向滑車四門門4圍堰下沉用、施工進度安排施工進度安排表序號工程名稱數 量延續(xù)時間(天)2000年2月2000年3月2000年4月2000年5日上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬1墩鋼圍堰分塊制造組拼下沉2個140噸1002墩鋼圍堰分塊制造組拼下沉2個140噸1003墩鋼圍堰分塊制造組拼下沉1個128噸100備注上述日期安排如有變動，請自行調整，但應維持總工期不變；墩鋼圍堰施工進度另行安排。