钢护筒施工方案

武船双柳基地滑道工程钢护筒施工方案编制：桂佳审核：崔成华中交二航局武船双柳基地滑道工程项目部2012年3月目录1工程概况1.1工程简介1.2地质结构1.3工程特点及难点2施工总体部署3主要施工技术要求、施工程序及方法3.1主要施工技术要求3.2主要施工工艺流程3.3主要施工方法4主要资源配置计划4.1主要人员配备计划4.2主要施工设备、机具计划4.3主要材料供应计划5施工进度计划6质量及安全保证措施6.1质量保证措施6.2安全保证措施7附图钢护筒施工方案1工程概况1.1工程简介武船双柳基地滑道工程位于武汉市阳逻经济开发区双柳镇长江左岸（汪铺村及王范高蒋村之间），沿江岸线300m。横向下水滑道长约186.2m(垂直于轨道下水方向)，宽196.2m(顺轨道下水方向)，其中轨道长195.2m。共设置32组轨道。滑道顶部轨道顶标高22.30m，滑道末端轨道顶标高-2.10m。采用QU100钢轨。水下灌注桩采用钻孔钢平台施工，钻孔钢平台采用φ2000mm钢护筒（δ=16mm）做支撑，水下钢护筒打设数量为9列，22排（P-X排），共198根，栈桥区域两根桩，合计200根钢护筒，护筒顶标高+22.5m，护筒底标高要求坐落在岩面，最小入土深度不得小于10m，桩帽以下3m~5m。1.2地质结构地层主要由粉土、粉质粘土、粉质粘土及粉细砂、细砂、卵石和含砾粉砂岩组成。勘区地层成因以河流冲积、冲洪积为主，且地层分布不均匀。地层自地表而下按单元土体分述如下：①冲填土：黄褐色，松散状态，主要由粘性土组成，夹少量粉土，主要分布在陆地区域，层厚较薄，局部存在抛石，15号孔抛石厚度为1.5米，16号孔抛石厚度为1.3米，11～14号孔抛石厚度约为0.5米。层厚0.5～3.50m。②粉土夹粉质粘土、粉砂：黄褐～灰色，混砂不均，呈互层状，含云母，含少许腐植物，饱和，埋深在0.00～3.00m之间，层厚1.50～6.20m，强度较差，中等压缩性。③粉质粘土：黄褐色，可塑状态，主要在陆地区域，以层状发育，夹有少量粉砂，层顶埋深在1.50～7.80m之间，层厚1.00～7.20m，强度较差，中等压缩性。④粘土：黄褐色，以可塑为主，局部为硬塑状态，含少量铁锰质氧化物。主要在陆地区域，层顶埋深在0.60～10.70m之间，层厚0.90～5.70m，强度一般，中等压缩性。⑤粉质粘土夹粉土层：灰色，可塑状态，粉土、粉砂呈薄层状互层状存在，含云母，饱和，稍密状态；层顶埋深在2.60～12.50m之间，层厚0.50～4.80m，强度一般，中等压缩性。⑥粉砂夹粉土：青灰色，含云母及石英，局部混少许中粗砂及薄层状粉土，饱和，呈稍密状；层顶埋深在0.00～16.30m之间，层厚1.30～10.80m，分布稳定，强度一般，中等压缩性。⑦-1粉砂：褐灰色，含云母及石英，局部混少许中粗砂，饱和，主要受江水扰动呈松散～稍密状态，层顶埋深0-4.0m，层厚2.0～7.00m，主要分布在水域，强度低，高压缩性。⑦-2细砂：青灰色，含云母及石英，局部混少许中粗砂，饱和，呈稍-中密状；层顶埋深在0.0～23.80m之间，层厚3.40～16.70m，分布稳定，强度一般，中等压缩性。⑧细砂：青灰色，含云母、石英，饱和，密实，局部混中粗砂及园砾石；层顶埋深在5.50～32.00m之间，层厚0.7～15.70m，强度较好，低压缩性。⑨卵石夹中粗砂：杂色，粒径2～6cm，含量约30～60%，混有粗砂、砾砂、圆砾、角砾，局部胶结，呈密实状，以薄层状或透镜体状分布,埋深11.3～39.0m之间。分布不连续，强度较好。⑩-1强风化含砾粉砂岩：褐红色，裂隙较发育，已被风化为砂土状、砂卵石土、碎块状，本层分布连续，呈厚层状分布在⑩-2中风化含砾粉砂岩之上，埋深10.4～45.20m之间，层厚0.40～4.70m，强度一般，局部表现为强风化砂砾岩或粉砂岩。⑩-2中风化含砾粉砂岩：褐红、灰白色、杂色，该层岩性较杂，局部为泥质粉砂岩或砂砾岩，裂隙较发育，采取岩芯一般呈块状、短柱状，部分为柱状，埋深11.0～46.5m之间，未揭穿该层。该层强度较好,属软岩，较破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。各土层地基土容许承载力与压缩模量（变形模量）综合成果表见下表：容许承载力及压缩模量综合成果表1.3工程特点及难点1.3.1地质条件复杂，沉钢护筒难度大施工区域江底曾抛过大量的石头，估计此区域内抛石厚度约在3m左右，同时需穿透20多米粉砂层，护筒下沉穿透难度大，必须先挖除抛石层，再沉护筒、否则无法达到设计要求。1.3.2江水流速大。滑道施工区域江水流速大，最高达2.9m/s，钢护筒沉放完毕后立即夹钢护筒以保证钢护筒的稳定性。1.3.3钢护筒直径大，精度要求高。地层编号岩土名称土工试验静力触探标准贯入综合取值（kPa）Es（MPa））Ps（MPa）（kPaEs（MPa）N（击）（kPa）Es（MPa）（kPa）Es（E0）（MPa）②粉土夹粉质粘土、粉砂15010.71.061206.05.61609.01256.02.341258.08.4150--③粉质粘土2209.01.081206.05.21458.51205.0④粘土26010.22.112109.09.123512.021010.0⑤粉质粘土夹粉土1155.40.85904.55.91709.01106.01.23956.57.9150--⑥粉砂夹粉土1.811057.513.116013011.04.8615013.07.3140⑦-1粉砂6.3100908.0⑦-2细砂8.8323020.017.819019018.0⑧细砂12.1530027.027.325025020.0⑨卵石夹中粗砂11.7*450--450（30）⑩-1强风化含砾粉砂岩47.4--400（4.0）⑩-2中风化含砾粉砂岩frk=8.2MPa1000滑道区域钢护筒利用桩帽钢护筒做支撑体系，护筒直径φ2000mm，护筒与桩帽直径相同，如钢护筒沉桩偏差大，将直接影响到桩帽偏位。1.3.4钢护筒数量多，工期紧。滑道区域水上灌注桩共242根，水上沉钢护筒198根，并且要求4月份完成水上钢护筒沉放工作，工期非常紧。2、施工总体部署本工程沉护筒顺序遵循先岸侧后江侧，由下游向上游施打的原则进行，施工时根据不同的水位情况进行调整,成阶梯形向前推进（具体见附图）。3、主要施工技术要求、施工程序及方法3.1主要施工技术要求3.1.1沉放钢护筒的技术要求1）钢护筒采用D-125柴油锤施打，保证钢护筒入土深度至少10m，施工要求按港口工程技术规范有关篇章执行，钢护筒偏位不大于50mm，钢护筒的倾斜度偏差不大于1﹪。2）钢护筒入土深度至少10m以上，桩帽以下3~5m，最后4排钢护筒要求进入岩面。3）由于该区域有大量的抛石，沉钢护筒前必须挖除3m多深的抛石层，确保沉钢护筒质量。4）挖除抛石层后，及时复核河床标高，推算钢护筒理论入土深度的标高。5）压锤后，开始计算入土深度。6）护筒下沉过程中，及时对河床进行抛投砂袋等措施。3.2主要施工工艺流程钢护筒沉放工艺流程见图3-1：图3-1钢护筒沉放工艺流程3.3主要施工方法3.3.1运钢护筒钢护筒制作验收通过后，在钢护筒顶和钢护筒尖以不同的记号予以区分，同时带线在护筒上用白油漆将长度刻度表标识其上。采用1000t方驳运至现场。装船时，按沉护筒顺序将先施打的钢护筒放在上层，后打的护筒放在下层。钢护筒的朝向见附图。准备工作GPS定位钢护筒制作与运输打桩船就位、移船取钢护筒打桩船吊钢护筒于龙口打桩船移船初就位调平船、调整龙口角度钢护筒靠自重下沉测量桩偏位、调整龙口压锤、安装送桩器和替打小冲程锤击沉钢护筒正常锤击沉钢护筒满足成桩条件，停锤打下一根钢护筒钢护筒运输装船图3.3.2沉钢护筒施工3.3.2.1施工前期准备（1）申请港务监督部门水下水上施工许可证,确保施工合法。根据业主提供的该项工程的政府批文及环评报告以及港务部门要求的其他资料我部替业主申请水上水下施工作业许可证，确保施工合法。（2）桩船、桩锤选型根据该地区的地质、水文及钢护筒情况，打桩船选用航工桩5#，桩锤根据设计要求选用D-125柴油锤，拖轮及起锚艇各1艘，供桩船进退场使用。航工桩5#、D-125柴油锤性能见表。D-125桩锤性能表锤型总重量（t）活塞重量（t）总长（m）冲击次数（min）活塞行程（m）锤击能量（kN·m）D-12524.312.57.35836~453.0417人行护栏型钢斜撑间距10m水线钢管桩支撑架间距10m船体半圆型钢吊带钢护筒“航工桩5#”打桩船技术性能表船名船体尺寸(m)吃水(m)龙口型式最大起重量（t）打桩长度长宽深首尾平均桩64522.23.702.02.02.0外8060m+水深（3）清除抛石层根据工程地质情况，沉钢护筒区域有大量的抛石，沉钢护筒前先用丰源3号挖泥船（配备8m3的抓斗）清除河床下的抛石层。（4）替打设备根据钢护筒直径、打桩船桩锤类型，钢护筒与桩锤之间需设置一个偏心替打设备，否则根本无法进行打桩作业，替打设备上口与桩锤相匹配，下口与钢护筒相匹配，并且下口做一个开口形式的喇叭口，方便与钢护筒对节。3.3.2.2施工水域及抛锚（1）施工水域范围：距滑道岸线上、下游端部各100m，滑道前沿线往江侧100m水域。（2）本工程所在的河段航行的船舶比较密集，考虑到水上运输和施工作业对过往船舶航行的安全，在锚缆抛设上，船锚缆采用倒八字的形式，即船艏向后江心方向抛八字锚，船艉向岸侧抛设八字锚，前后抽芯缆前后各向江侧和岸侧抛设。3.3.2.3沉护筒定位（1）测量定位打桩船利用GPS-RTK系统进行沉钢护筒，定位的原理如下：①基准站的建立：在岸侧地势较高处建立一个装有固定频率的数据链发射电台的基准站，距离现场1km范围内，满足GPS/RTK定位需求。②在打桩船的纵横轴线上布设2个流动站，能代表船的具体位置和方向，以RTK作业模式，实时测出该船上2个固定点的三维坐标，通过GPS-RTK打桩定位工程软件将基准站GPS坐标系统转换为本工程坐标和85国家高程，从而就知道打桩船的位置和方向。③通过各种传感器，测出钢护筒到2个固定点的相对距离、桩架倾斜度及其与桩船纵（横）轴线水平夹角、钢护筒顶标高等，从而利用打桩定位工程软件计算出护筒在设计中心处的设计坐标及偏位、钢护筒的扭角、倾斜度、钢护筒顶（尖）标高等。具体定位前，将定位护筒的设计中心坐标和高程输入计算机内，定位时，可在显示屏上显示实时钢护筒位数据与图形，同时也显示设计埋设钢护筒位及偏差，桩船指挥人员根据显示的有关信息指挥桩船正确就位。为使定位准确，在打桩船利用定位系统定好位后，用全站仪与经伟仪直接测出护筒在水面处的钢护筒两来校核。利用附近已沉钢护筒的高程控制点，可用全站仪直接测出护筒顶标高；如果没有沉钢护筒，可用前面所述的GPS水准加权平均法测出护筒顶标高。每节段钢护筒沉放完毕后，采用相当于D级GPS测量精度按快速定位模式测出护筒顶偏位、标高、护筒的入土深度等，编制《沉桩记录汇总表》上报。（2）定位基本步骤①、首先完成现场控制点布设，然后根据桩帽钢护筒（与灌注桩中心在其上下游平移10cm，单列桩（1、3、5等）护筒向上游平移10cm，双列桩（2、4、6等）护筒向下游平移10cm）中心坐标与测量控制点的相对关系，计算测量观测基准线与钢护筒切线夹角，采用两台仪器进行观测，1台仪器复核，具体每台仪器切线位置见下图：②、打钢护筒前在钢护筒的正面用油漆划上刻度，从钢护筒中间至钢护筒顶数字由小到大，刻度由疏至密，并标注整米数。③、全站仪、经纬仪就位，做好准备工作。④、打桩船抛好锚后，从运桩方驳上取钢护筒进入龙口，套上替打调整桩架，使钢护筒符合设计垂直度。⑤、打桩船用GPS系统定好位，全站仪、经纬仪进行校核。⑥、指挥船精确就位，确定无误后稳钢护筒、压锤，记录人员通过水准仪读出稳钢护筒、压锤读数并记录入表中，船上立尺人员测出泥面高程，报给记录人员一并记入。⑦、钢护筒稳定后开始锤击，锤击过程要做好记录，按设计标高及入土深度进行控制。⑧、停锤读出偏位情况。3.3.2.4