双壁钢套箱围堰施工方案

鹤岗至大连高速公路小沟岭（黑吉界）至抚松段双壁钢套箱围堰专项施工方案编制：复核：审核：中交路桥鹤大高速公路ZT03标段项目经理部中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案1目录1工程概述.........................................................12技术准备.........................................................12.1内业准备......................................................12.2外业准备......................................................23人员组织.........................................................34材料及制作要求...................................................44.1材料要求......................................................44.2双壁钢套箱制作拼装要求........................................44.3壁钢套箱制作拼装允许误差......................................45主要设备、机具选型...............................................56钢套箱围堰专项施工方案...........................................56.1钢套箱施工工艺流程............................................56.2双壁钢套箱的设计..............................................66.3钢套箱沉放系统设计及安装......................................96.3.1第一层钢套箱拼装下沉.....................................106.3.2钢套箱下沉步骤...........................................106.4钢套箱封底...................................................116.5钢套箱排水...................................................146.6拆除钢套箱悬吊系统及套箱回收.................................147钢套箱质量控制及检验标准........................................147.1双壁钢套箱制作加工...........................................147.2双壁钢套箱沉放...............................................147.3封底混凝土...................................................158钢套箱施工常见问题与处理措施....................................15围堰抗浮计算......................................................17中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案1双壁钢套箱施工方案1工程概述钢套箱顾名思义是套在永久结构外面的临时结构，起到围堰作用。钢套箱为桥梁基础及下部构造水上施工作业中常用的一类围护结构形式，尤其适合于大河流中的深水基础，能承受较大的水压，保证基础全年施工安全度汛。特别是在一些施工条件困难或受水文、地形、地质条件限制而无法采用钢板桩、筑岛围堰等围护结构的条件下，钢套箱更显示出了其优越性。常用的钢套箱分单壁和双壁两种，由于单壁钢套箱刚度差，一般深水基础较少采用，实际工程中大部分情况下采用双壁钢套箱。钢套箱围堰是一种无底结构，下沉后底部着床或嵌入河床，然后用水下混凝土封底，排水后形成围堰。钢套箱平面形状可根据承台形状加工成圆形、矩形、也有其他形状。立面分层，平面分块。堰壁钢壳由有加劲肋的内外壁板和多层水平桁架所组成。堰壁底端设刃脚，以利切土下沉。在堰壁内腔，用隔舱板将其对称地分为若干个密封的隔舱，以利于下沉和排水。本标段内黄泥河大桥、牡丹江大桥为水中桥。其中黄泥河大桥7#墩处水深达6m；牡丹江大桥11#墩处水深达6m，故决定采用双壁钢套箱围堰施工水中墩承台。2技术准备2.1内业准备(1)方案选择钢套箱施工分为先桩后堰法和先堰后桩法，本项目为节省工期，决定采用先桩后堰法进行施工。此法是先搭设钻孔平台进行钻孔桩施工，钻孔桩施工结束后，钢套箱借助钻孔平台拼装下水。接高桩基钢护筒作为钢套箱悬吊系统的承重立柱，在承重立柱上安装悬吊系统主梁（贝雷梁或型钢），主梁上安装横梁（多为型钢），横梁上安装导链或千斤顶。利用钻孔平台拼装首节钢套箱，并于套箱与钢护筒之间焊接导向架，以便克服水流冲击影响，保证下沉位置准确。然后用导链或千斤顶将首节套箱提起，拆除套箱下部的钻孔平台，下沉钢套箱入水至自浮状态，继续拼装第二节钢套箱，然后注水下中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案2沉，直至钢套箱着床。钢套箱着床后使用长臂挖掘机、抓斗或空气吸泥机继续下沉至设计高程，清底后在刃脚内外抛填沙袋或片石，然后对钢套箱进行封底。（2）明确设计要求双壁钢套箱多采用工厂加工，现场拼装的方法，为便于运输和拼装一般立面分层高度不大于3m，平面分块长度不大于5m，壁厚0.8～1.5m。节段采用高强螺栓连接，并设置橡胶止水带用于止水密封。同时分设多个横向互不通水的隔水仓，以便在下沉过程中根据施工需要分仓对称灌水。顶部标高较施工期最大洪水位高出50～70cm，底部标高应保证封底混凝厚度要求即可，封底混凝土厚度按相关公式进行计算，本标段钢套箱封底混凝土厚度为1.5m；同时需对结构强度、刚度及稳定性进行检算，编制专项施工方案，并报监理单位审批。（3）对全体施工人员进行技术交底和岗前技术培训。由于双壁钢套箱施工难度大、技术要求高，且大部分为水上作业，因此必须做好技术交底及岗前培训工作。2.2外业准备（1）双壁钢套箱的加工与试拼在工厂按预定的分块制作双壁钢吊箱，编号贮存，完工后在加工场附近进行试拼，并进行焊接质量检查和水密试验。（2）搭设拼装平台钻孔桩施工完成后，拆除原有钻孔桩施工平台，接高桩基钢护筒作为悬吊系统的承重立柱。（3）钢套箱起重牛腿套箱起重牛腿设置在距套箱顶60cm处，分别对称布置在套箱面板的外壁和内壁。中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案3图2.2-1钢套箱悬吊系统起重牛腿示意图3人员组织施工人员结合既定施工方案、机械、工期要求进行合理配置，拟投入施工的项目部主要管理人员见下表3-1；所需施工人员需求计划见表3-2劳动力需求计划表（本表仅列出2014年需求计划）。表3-1主要人员配置表岗位主要负责人数量（人）技术总负责1技术负责人2现场负责人2质检工程师2试验负责人1测量工程师2专职安全员2表3-2劳动力需求计划序号工种2014年7月8月9月10月11月1机械工68884中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案42起重工681515103电工111114电焊工15202020105混凝土工555506普工1020202010桥梁四队施工队伍负责人李焕清施工队技术负责人刘平合计4262696935其中施工负责人、技术主管、工班长、技术人员、安全员等主要岗位和关键性岗位管理人员和生产作业人员必须由本企业正式职工担任，其他岗位可根据工程情况适当配备劳务工人。起重机械、场内机械驾驶、电工、焊工、混凝土工等特殊工种作业人员必须持证上岗。4材料及制作要求4.1材料要求双壁钢套箱采用的钢材和焊接材料的品种规格、化学成分及力学性能必须符合设计和有关规范技术要求，具有完整的出厂材料合格证明。4.2双壁钢套箱制作拼装要求双壁钢套箱加工时必须按设计尺寸及规范规定进行加工制作，严格控制加工质量和焊接残余变形。4.3壁钢套箱制作拼装允许误差双壁钢套箱制作拼装允许误差如下表4.3-1。表4.3-1双壁钢套箱制作拼装允许误差序号检查项目规定值或允许偏差1顶面中心偏位(mm)顺桥向20横桥向202钢套箱平面尺寸(mm)30中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案53钢套箱高度(mm)±104节段错台(mm)25焊缝质量符合设计要求6水密试验不允许渗水5主要设备、机具选型主要施工机械设备包括钢套箱加工设备、沉放设备以及混凝土浇筑设备等，主要施工机具设备配置如表5-1。表5-1主要施工机具设备配置序号名称型号单位数量备注1汽车吊QY25/QY35辆1/12液压千斤顶YC20A台83电焊机BX1-500-2台44电焊机BX1-400-2台65高压油泵ZB4-500台86潜水泵台107卷板机CDWN-20*2000B台28剪板机QC12Y-16*2500台19车床CA6140A台110混凝土泵车42m辆111气焊按实际配置14混凝土搅拌运输车10m³辆46钢套箱围堰专项施工方案6.1钢套箱施工工艺流程黄泥河大桥7#墩以及牡丹江大桥11#墩承台施工采用双壁钢套箱围堰，钻孔桩施工结束后，接高桩基钢护筒作为钢套箱悬吊系统的承重立柱，在钢平台上拼装首节钢中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案6套箱。本工程悬吊系统主梁采用321贝雷梁（每组两片间距45cm），上横梁采用4根2I56b工字钢，吊杆采用φ32精轧螺纹钢并用连接器进行接长，使用液压千斤顶下沉或锁紧钢套箱。图6.1-1承台钢套箱围堰施工工艺流程图6.2双壁钢套箱的设计黄泥河大桥7#墩承台施工使用双壁钢套箱作为围堰，钢套箱顶面标高为432.5m，钢套箱封底砼标号为水下C20，封底厚度为1.5m，钢套箱底面标高为424.5m。牡丹江大桥11#墩承台施工使用双壁钢套箱作为围堰，套箱顶面高程为408.5m,钢套箱封底砼标号为水下C20，封底厚度为1.5m,套箱底面标高为403.5m。中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案7本方案将重点针对黄泥河大桥钢套箱施工进行介绍。钢套箱内壁尺寸为7.05m×7.05m，外壁尺寸为8.65m×8.65m，双壁间距0.8m，高8.2m；钢套箱面板厚度6mm；∠100×80×8角钢作为套箱节块间拼装边肋；双壁钢之间设8横向互不通水的隔水舱，以便在下沉过程中根据施工需要分仓灌水以保证下沉平衡；［8槽钢作为双壁间横肋，∠75×75×6角钢作为双壁间竖肋，∠63×63×6角钢作为双壁钢间水平支撑腹杆及斜支撑腹杆；钢套箱下设1.2m高的刃脚，留20cm的切土深度。钢套箱分三节制作，最下节高2.4m，第二节高2.8m，第三节高3m。现场拼装下沉。节段采用φ22高强螺栓连接，并设置橡胶止水带用于止水钢套箱下沉到底部，着床后进行水下混凝土封底，然后进行排水，排水到距围堰顶标高80cm后，在围堰内侧设置2I32b围檩，用φ300mm*10mm钢管做角撑。钢套箱结构侧立面图如图6.1-1；平面图如图6.1-2。图6.2-1钢套箱侧立面图中交路桥鹤大高速公路项目ZT03标段水中墩双壁钢套箱围堰专项施工方案8图6.2-2双壁钢套箱平面图（尺寸单位cm）表6.2-1黄泥河大桥单个双壁钢套箱围堰工程数量统计表材料规格总重kg套箱总重(t）套箱面板δ6mm48509.2363.45隔水舱钢板δ6mm