围堰吸泥专项方案

-1-某大桥工程Z6、Z7、Z8主墩（围堰吸泥专项方案）一、工程概况1、工程总体概况某大桥主航道桥为六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，其跨径布置为70+200+5×428+200+70=2680米。第Ⅲ合同段为主桥靠南侧一半，主要施工内容下部（Z6-Z10基础、承台），索塔及钢箱梁安装，南侧部分栈桥搭设。Z6-Z8索塔墩基础均采用对水流适应性较强的圆形承台，承台顶面标高设计为-4.5m。Z6、Z7索塔墩承台直径为Φ40.6m，厚6m；Z8索塔墩承台直径为Φ39.0m，同样厚6m。为使索塔底部荷载均匀地传递到承台上，在承台和塔柱之间设置了2.5m厚的棱台型塔座。Z6围堰高度为26m；Z7围堰高度为29m；Z8围堰高度为30.5m。施工常水位+1m；河床标高-7m；围堰顶标高为+8m。2、地质条件桥位线第四系覆盖层南侧较薄，水域厚度为130～100m，可划为3层，相对应的岩性据钻孔揭示为：①亚砂土、淤泥质亚粘土（Q4）；②亚粘土、粉砂（Q3）；③圆砾、卵石层（Q2）。Q2层工程地质条件好，可作为持力层，其水域厚度20～40m，顶面标高为-95～-80m；南岸为-80～-60m。初勘揭示桥址区地层岩性上部为较厚的第四纪松散沉积物地层，下伏白垩系下统(K1)泥质粉砂岩、砂砾岩风化层。套箱入土处泥面为亚砂土，松散～中密。桥位区普遍分布，厚度10.90～26.50m，水域厚度较小，向两岸厚度逐渐变大。钢围堰刃脚沉放进入淤泥质亚粘土②1层，其上主要地层参数见下表。主航道桥岩土层起始部分参数一览表层号岩性顶板埋深最小值～最大值/平均值(m)顶板标高最小值～最大值/平均值(m)厚度最小值～最大值/平均值(m)[σ0]kPaτikPa①1亚砂土0.00-5.56～-2.16/-3.997.00～17.50/13.18100～12030～40①2亚砂土、粉砂7.00～8.80/7.90-13.38～-12.16/-12.773.90～5.00/4.45140～16040～45②1淤泥质亚粘土10.90～17.50/13.81-20.65～-15.26/-17.8020.60～32.50/26.749025②2亚粘土夹粉砂36.60～46.50/40.56-51.55～-39.80/-44.553.20～14.40/7.79100～11030～35-2-3、围堰内吸泥的方量Z6、Z7、Z8墩围堰，在围堰着床后，即采用不排水取土下沉的方法吸泥。按Z8围堰内取土净方量：（围堰截面积－护筒截面积）*吸泥深度=(1194.59-6.157×30)×7.5=7574.1m3.河床标高围堰顶标高承台封底砼封底底标高围堰内壁吸泥方量约为6564m3×1.5（吸泥系数）=9846m3二、设备、人员及工期的安排1、施工队伍及工期安排针对水上吸泥施工的复杂性和工期的紧迫性，我部安排胡孔超担任项目负责人，组织一支水上吸泥施工经验丰富的施工队伍，以保证工程质量和工期要求。暂计划2个月完成一个围堰下沉吸泥施工任务。2、机械设备与人员进场计划钢围堰内取土主要采用二台空气吸泥机（LG110-7.5螺杆空压机排气量20.8m3/min排气压力0.8MPa电机功率110kw）、离心泵3台。补水通过设在钢围堰壁上的连通管，来平衡钢围堰内外水头差。为了提高施工机械设备的利用率，两台空气吸泥机配备二台20m3/min空压机。在施工中二台空气吸泥机吸泥区域不同，取土量也不同，在供气管路设计时，通过串、并联闸阀，可根据需要随将2台空压机串、并联，即二台空压机均可向任何一台吸泥管供气，以减少倒换吸泥管的工作量。钢围堰内吸泥机及其供气管路系统布置图见下图。-3-钢围堰内吸泥机及其供气管路系统布置图人员计划表序号人员人数1现场管理人员42安全员23电工64吸泥机操作工65普工24三、空压机吸泥计算围堰内吸泥清淤主要以亚砂土、淤泥质亚粘土。理论吸泥方量为7574.1m3,吸泥系数为1.5，实际吸泥方量为11361.15m3。对于砂土采取辅助方法取土,随着吸泥高度的增加,吸泥速度会有所不同,取土速度按平均50m3/h计。1、喷出吸浆流量：30112376)(mwddqqvv式中：1vq：按天然状态土体积计算每小时净出土量，取50hm/3。1d：土在天然状态下的相对密度，取1.353/mt-4-0d:土颗粒的相对密度,取2.6.w:每立方米天然状态下土成为泥浆的所需水量,取W=7。2、泥浆相对密度：11.10112wddwddd式中：d—水的相对密度，取13、需要吸泥管的面积：吸吸vqAv2')/(104.03600'322smqqvv20522.0mA吸式中：吸v—吸入泥浆的速度，去2m/s对于圆形管：半径R=0.13m故吸泥浆管选用φ273×8钢管。4、吸泥机排出水量：)/(350313hmwqqvv5、每台吸泥机的压缩空气消耗量，换算为大气压下的体积：1010lg''2214Hchmqcqvvmin/2.313m式中：H—空气混合气在水面以下的深度,按H=16米h—排泥管出口处高于围堰内水面的高度,取围堰顶标高向上提2m,即+10.0,则h=9m2''vq—泥浆每分钟流量2''vq=6.27min)/(3m1c—标正系数,1c=1.5～2.0,上限值1c=22c—系数72.0)/(hHH,查表知2c=14.1m—由吸扬净水所需的空气量换算为吸扬泥浆的增大系数.62.1)2(1/)21(ddddddm6、需要的空气压力(空压机气压表读数):1.13.010Hp～2.65(H变化范围8～23.5-5-米)7、需要的扬泥管面积:在混合室压缩空气喷口处,泥浆中的空气泡受有H/10附加大气压的压力,所需截面积为:A混=混vHqqvv1010''420.152m式中：混v—取:2m/ssmqqvv/52.060'344对于圆形管:R=0.21m8、需要压缩空气供应管的截面积:气气vHqAv11010'4=0.012m式中：气v—空气在管内的流速10m/s～20m/s,取20m/s对于圆形管:R=0.056m9、需要批压缩空气供应量:kqQv4)3.1~2.1(=36min/3m综合以上计算数据,并结合本工程特点,设计空气吸泥机基本数据如下:吸泥管和出泥管采用相同管径:φ273×8钢管供气管选用φ110×6钢管每台空气吸泥机配两台20min/3m空压机。按2台吸泥机每天有效工作时间12小时,则理论日取土量为6003m,则取土共净工作日约为:11361.15/600=18.9天。四、空压机吸泥方法1、空气吸泥机的组成空气吸泥机主要由混合室出泥管供气管组成。在砂卵石层吸泥时还需用高压射水扰动吸泥。故在吸泥机吸泥口处设有高压射水管。射水管选用φ60×3.5钢管。-6-空气吸泥机采用φ273㎜钢管制作，吸泥机端部设有高压水枪，当取土困难时启动水枪破土吸泥。吸泥下沉时配备20min/3m空压机2台，离心泵若干台，另在围堰壁+0.00处设置4个φ400㎜补水连通器，进行自流补水，确保在取土下沉过程中堰内外头差在规范允许范围内。2、取土下沉施工要点a．取土应遵循对称均匀取土的原则，使围堰底形成锅底，围堰平稳下沉。正常情况下只在比围堰内径小两米的范围内吸泥。在取土过程中，测量人员应严密监视泥面标高变化情况，围堰内做几个浮鼓，专供测量使用。测量应每隔1～2小时测一次泥面变化情况，并绘制出泥面变化曲线。b．围堰的偏位情况应随着围堰下沉同步进行。围堰每下沉20～50㎝应观测一次围堰偏位情况。c．合理安排排渣位置，避免对围堰造成偏压。4．下沉至设计标高约2米左右时，应适当方慢下沉速度，并控制取土量的取土位置，以使围堰平稳下沉，正确就位。d．空气吸泥机的出浆水平管上应系4根缆风，以控制出浆管方向。e．吸泥管口离泥面约15～50㎝为宜，过低易堵塞，过高吸泥效果不好。通过吊机经常摇荡管身和移动位置可增加吸泥效果。f．吸泥机使用时为防止堵塞，应注意以下几点：⑴.停吸前应将吸泥机提升到一定高度后再关闭空压机.⑵.经常注意风压，防止回风，避免导管内泥浆倒灌入吸泥管和风管内。3、下沉辅助措施在围堰下沉过程中，可能会遇到取土效果不佳的情况，特别是在砂卵石层中，若胶结力较-7-强，则需采用高压射水破土扰动，以增加吸泥效果。吸泥和射水同时进行，射水嘴随吸泥机一起升降和移动。4、连通器的设置连通器采用φ400×8钢管，设置在+0.00位置，共4个。连通管在围堰下沉前打开，使围堰内外水位保持平衡。围堰抽水前由潜水员下水关闭。五、围堰吸泥下沉的注意事项1、围堰吸泥下沉过程中可能遇到各种各样的障碍物，若处理不当，可能造成围堰倾斜、开裂、刃部损坏。在遇到障碍物时，要立即停止下沉，并进行详细的检查。若无法确定障碍物情况可派遣潜水员下水探摸、处理。2、围堰下沉过程中吸泥取土先中间后向四周扩散形成锅底，使围堰均匀下沉。围堰的垂直度通过单边吸泥调整，即在较高侧单边吸泥。当泥面标高低于刃脚标高1cm~2cm时，围堰仍不下沉，说明围堰重力不够，则向围堰隔舱内注水或浇注堰壁混凝土，以增加围堰的下沉重力。3、若围堰下沉结束达到标高后仍有倾斜现象，则可利用在围堰内壁四个平分点处安装的纠斜装置达到纠斜目的。具体做法是：围堰下沉到位后在围堰内壁上焊制牛腿，牛腿与纠斜桩-8-顶之间放置250T液压千斤顶，通油加力使围堰刃脚较低部位抬高，潜水员下水用钢凳和钢楔块支垫并用袋装混凝土填堵刃脚孔隙以达到纠斜偏目的。4、在围堰刃脚高点着岩后，采取逐点吸泥着岩的方法。即按一定顺序（顺时针或逆时针）吸泥着岩。对不能着岩的位置，内侧采用由潜水员先将岩面清理平整，潜水员用麻袋装石封堵；外侧从钢围堰上游抛填足够的袋石，以抵抗水流冲击和冲刷，确保结构的牢固、稳定。六、安全文明保证措施为确保施工中的安全，在进行钢围堰吸泥施工时，必须坚持“安全第一，预防为主”的方针，其具体措施如下：1、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行机电人员和其它特殊工种的作业人员持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。2、机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程。设专人负责日常检查和养护工作，在施工过程中设专人指挥，避免人多时乱指挥，出现安全事故。3、机械操作人员应做好各项记录，达到准确、及时，严格贯彻操作制度，认真执行清洁、润滑、坚固、防腐、安全。具体为：（1）操作空压机时，必须按技术操作规程程序操作。（2）启动前,必须对空压机详细点检,确认正常方可开机。（3）运转中，应检查空压机各种仪表读数在额定范围内。（4）检查各仪表读数是否在允许的范围内，电机温升是否正常。（5）检查各处响声是否正常，防护设备是否齐全可靠。（6）空压机设备工作两小时将油水分离器的油水排放一次，风包内的油水每班放一次。（7）运转中发现有异常响声要立即停止。（8）电器开交要有隔离网。（9）禁止敲打风管或贮气缸。（10）空压机周围严禁明火。（11）机器运转时，不得离开工作岗位，不得干与工作无关的事项，如属操作失误造成设备事故者，要追究责任。（12）空压机周边非工作人员不得入内。（13）操作工应按要求做好运行记录和交接班记录。（14）不得随意拆除或停用安全保护装置和安全防护设施，安全阀每月做一次启动试验，并做好记录。4、设备及工具摆放整齐，不得随意摆放。-9-5、钢围堰拼装完成过程中，应经常检查围堰外河床冲刷情况，必要时应抛石防护。6、在吸泥施工时，应做好防护工作，施工人员需佩戴防护眼镜。警防在开动空压机后开始吸泥时，排泥管口因骤然排泥出现偏斜或抖动，泥水喷射人体。排泥管上拉八字缆风绳应牢固、固定。7、施工人员应定期巡视风管的破损情况，警防压力风伤人或造成排泥管堵管。8、水上作业安全措施（1）、合理安排作业区域和时间，保证施工人员正常工作。（2）、作业区域进行必要围挡，设置安全警示标语。（3）、水上施工平台必须有标识和防护栏，夜河道作业区域应布置警示照明灯。（4）水上作业人员必须穿好救生衣，以防不慎落水。（5）、施工现场必须要备有落水救生设施：救生圈2～3