5#墩围堰封底施工方案

文件编号：EQ3-SGFA-026武汉二七长江大桥正桥工程施工第Ⅲ标段5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部二〇〇九年八月武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工方案5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部--1文件编号：EQ3-SGFA-026武汉二七长江大桥正桥工程施工第Ⅲ标段5#墩围堰封底施工方案编制：复核：审批：中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部二〇〇九年八月武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工方案5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部--2一、编制依据：《武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段实施性施工组织设计》《武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工计划》《围堰内支撑结构图》《钻孔平台结构图》二、编制目的5#墩围堰封底施工，工程量大，要求连续施工，施工组织复杂，质量要求高，需要制定周密的计划，妥善安排。编制本方案用于指导现场施工，明确施工工序及要求。三、方案概述5#墩钻孔桩施工前，已将河床面清理至标高+5.0m左右，钻孔桩施工过程中的监测数据显示，河床标高已淤积至＋7.0m左右，根据钢板桩围堰设计要求，钻孔桩施工完毕后，还需在围堰内继续吸泥，清除围堰内的泥沙，将围堰内基坑底面清理至-0.5m标高，以便进行水下砼封底。泥沙的清除采用空气吸泥机配合高压射水的方法进行。5#墩围堰平面尺寸55.5m×33.6m，清淤吸泥范围大，需清除的泥沙数量达13986m3，清淤吸泥的速度直接关系到基础施工的进度。为此，拟投入4套吸泥设施，每一套包括一台吊机、一台空压机、一套吸泥管及一台高压水泵。围堰下游武昌角少插打一根钢板桩用于吸泥清基时向围堰内补水。围堰内清淤吸泥完成后，在承台施工前需对围堰进行封底，以便能在干燥的环境中施工承台。封底砼的主要是与钢板桩围堰侧壁一起，共同形成挡水围堰，从而形成干燥的基坑施工承台；另外作为承台施工的底模，承受承台施工时的各种荷载；在围堰内抽水以及承台砼浇注时，通过封底砼与钢护筒之间的粘结力，将荷载传递至钻孔桩。围堰封底砼浇筑一次完成，砼量共计7462m3。封底水下砼浇筑采用垂直导管法进行，按照从上游向下游、从两边向中间逐步推进的施工顺序连续进行。封底混凝土浇注在围堰顶面设置3台布料杆（布料半径18m），每一台布料杆接一台输送泵，通过布料杆将砼输送到围堰上各浇注点封底厚度和混凝土标号待定。四、封底施工准备工作1、施工材料的准备⑴、围堰封底混凝土高度5m，混凝土方量约9325m3，按照10000m3混凝土储备原材料武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工方案5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部--3⑵、原材料的储备方式（自备和商混）⑶、原材料的供应⑷、原材料的检验⑸、2、施工机具设备的准备⑴、围堰内支撑及钻孔平台杆件纵横交错，吸泥机移动不便，吸泥机需配置4套。⑵、吸泥管采用直径300mm的刚性导管，导管长度26m，需要配备20～25m3/min的空气压缩机，空压机压力为0.5MPa。⑶、测绳采用钢丝测绳，吸泥和封底施工测点共用测绳，测绳的位置不变动，需要配备测绳100根，每根长30米。⑷、测锤采用专用的钢板焊制成平底空心封闭的锥形测锤，重量在2.5kg左右。⑸、封底混凝土灌注导管采用吸泥管改制，需准备28根，每根长度26米⑹、储料斗准备4套⑺、高压水泵（压力）及射水管、射水嘴⑻、灌注方式（布料杆）⑼、排泥管（软管，和吸泥管配套）⑽、吸泥机的要求（风包的结构）3、水下封底混凝土配合比设计3.1、封底混凝土技术要求⑴、水下封底混凝土坍落度宜采用18～22cm，首批混凝土坍落度采用18cm～19cm，正常灌注和接近结束时采用20～22cm。⑵、为保证封底混凝土和钢护筒、钢板桩的有效粘结，5#墩围堰封底混凝土中掺加微膨胀剂。⑶、5#墩围堰封底混凝土方量大，施工时间长，封底混凝土中需掺加缓凝剂，以保证混凝土的正常灌注⑷、为减少封底混凝土强度上升时间，提前围堰内抽水施工，封底混凝土中需掺加早强剂。⑸、5#墩围堰封底混凝土施工采用分层往复的灌注方法，次层混凝土灌注时必须在前武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工方案5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部--4一层混凝土初凝时间以内。按照3套灌注设备布置，每套设备灌注速度60m3/h计算，灌注1层封底混凝土（约3730m3）需21小时，封底混凝土的初凝时间宜为24～30小时。3.2、商品混凝土与自制混凝土性能匹配⑴、封底混凝土方量大，为保证封底混凝土质量，商品混凝土和自制混凝土采用同一设计配合比。混凝土拌制时根据原材料含水率由中心试验室人员进行适当调整。⑵、混凝土所需水泥、减水剂、外加剂、微膨胀剂、粉煤灰采用同一厂家、同一批次产品，以保证混凝土性能的一致。⑶、封底混凝土所需原材料检测统一由中心试验室进行，以确保所需材料质量。4、技术准备⑴、向所有参加围堰封底施工的人员进行技术、安全、质量交底。⑵、根据施工工序明确施工人员职责、施工内容及控制指标。⑶、5、围堰封底施工组织⑴、⑵、⑶、五、施工方法1、施工平台搭设围堰吸泥、清基及封底混凝土施工平台利用现有钻孔桩平台，拆除钻孔平台上钢板及平台杆件之间的连接角钢，保留钢护筒顶面上的钢板作为人员操作平台，钢护筒顶面平台之间搭设人员通道。平台布置见图2、围堰内吸泥、清基2.1、吸泥机的布设⑴、4台吸泥机布设在围堰4个角落上，从四周向中间移动吸泥。⑵、吸泥机由围堰上布设的3台起重设备配合施工，其中1台吸泥机备用。⑶、空气吸泥机风包设置在距离吸泥管口1m～1.5m的位置2.2、吸泥、清基施工⑴、采用空气吸泥机配合高压射水进行围堰内吸泥、清基施工。武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工方案5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部--5⑵、吸泥机、风阀、出泥管统一编号，由专人负责并观察出泥情况，决定吸泥机的升降和移位。⑶、目前河床标高在＋7.0m左右，需吸泥至-0.5m，吸泥需分部分层施工，全断面逐步吸泥，避免基底河床高差过大。⑷、吸泥分层往复施工，每层高度不超过3m。⑸、吸泥至标高＋0.0m后，要提高吸泥管口至河床面的距离，逐步吸泥至标高－0.5m。⑺、吸泥至设计标高后，不要拆除吸泥设备，待围堰水中泥砂沉淀后继续将泥砂吸干净。⑻、吸泥管及排泥管弯头处容易堵塞，吸泥时要注意勿使木块、沙袋掉入围堰内堵塞吸泥设备。⑼、靠近钢板桩、钢护筒附近的泥砂较难吸出，利用高压射水将泥砂冲散后吸出。⑽、吸泥时为保证围堰内外水位平衡，围堰下游武昌角的钢板桩少插打一根，待吸泥结束后在插打合拢。2.3、吸泥施工注意事项⑴、吸泥管口距离河床面宜为15cm～50cm，距离过小容易堵塞吸泥管，距离过大吸泥效果不好。⑵、吸泥时要经常升降、摇荡吸泥管，并移动吸泥管位置以取得吸泥的最佳效果。⑶、吸泥机移动位置或停吸前应将吸泥机提升一定高度后再关闭风阀。⑷、吸泥时要经常观察风压，防止回风，避免吸泥管内泥浆灌入吸泥器和风管内。⑸、如果吸泥管堵塞或久吸效果不佳，应暂时关闭风阀2～3min后瞬间打开风阀，使风量和风压骤然增大，吸出堵塞物及坚硬土块。⑹、吸泥时吸泥机的位置要定期变动，避免在同一位置长时间吸泥，防止周围土层坍落或涌水翻砂而堵塞吸泥机。⑺、吸泥时应经常使用测锤测量河床标高，尽量减小河床高差。3、钢护筒及钢板桩表面处理围堰内吸泥时，只是将围堰内大范围的泥沙清除掉，钢板桩表面、钢护筒表面粘附的泥沙并未完全清除掉，这些泥沙在封底前必须进行彻底清除，以保证封底砼与钢板桩、钢护筒的粘结力，也可防止钢板桩与封底砼之间出现涌水通道。这些粘附泥沙的清除，采用高压射水进行，整个围堰不得有任何遗漏；清理完毕后，需由潜水员下水检查。潜水员检武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工方案5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部--6查时，需对各种角落特别注意，尤其是封底砼范围内的钢护筒、钢管桩表面，必须重点检查，不得粘附有淤泥。4、围堰基底处理5#墩围堰封底混凝土方量大，施工时间长，混凝土施工需要二次拔球，为避免二次拔球导致混凝土有夹层，造成混凝土封底失败，在吸泥至设计标高后，在基底铺设一层100～150mm碎石垫层，碎石粒径不得过大，以减少拔球时混凝土冲击基底，将基底泥砂翻起，使得二次拔球时2层混凝土之间夹砂。5、导管及测点的布设5.1、导管的布设原则⑴、导管按照影响半径3.5m布设，导管的影响范围要大致相同。⑵、为使钢板桩与封底混凝土有良好的粘结，围堰四周导管的布置要相对密集。⑶、导管布设时需考虑围堰内支撑及钻孔平台杆件的干扰，以便于导管的移动及提升。5.2、导管的布设⑴、根据导管的布设原则，共布置封底混凝土灌注导管3排，每排7根。⑵、3组导管先布设在围堰上游，根据灌注顺序循环使用。⑶、⑷、5.3、测点的布设⑴、每个导管下料点布置1个测点⑵、导管与导管之间布置1个测点⑶、导管与导管影响半径交叉点布置1个测点5.3、拔球首批混凝土方量首批混凝土的坍落度不宜过大，以避免混凝土不能形成一定的坡度而埋不住导管。首批混凝土方量采用下式计算：V=1/3×π×R2×hR——混凝土扩散半径，取3.5mh——导管底口混凝土埋高，取0.5m计算得：V＝6.5m3武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工方案5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部--76、封底混凝土浇注6.1、浇注顺序⑴、采用分层往复浇注，每次同时灌注同排的4根导管。在同排的导管浇注完后灌注第二排导管。在灌注第二排导管时将第一排导管前移至第四排浇注位置。⑵、由围堰两边向中间，上游逐步向下游推进，分2层浇注，第一层浇注3m，第二层浇注2m，第一层浇注完成后按照相同的浇注顺序再返回浇注第二层。⑶、混凝土灌注前精确测量基底各部位的标高，先灌注低洼处封底混凝土，避免混凝土流动造成导管底口脱空或埋入深度过浅，致使导管底口进水。⑷、6.2、混凝土的供应⑴、封底混凝土由岸上混凝土工厂和商品混凝土站同时供应。⑵、岸上混凝土工厂直接将混凝土泵送至浇注位置。⑶、在施工栈桥上布设1台天泵，施工主便道上布设1台地泵，泵送商品混凝土至浇注位置。⑷、混凝土输送管道的布置要预留水泥、粉煤灰输送罐车通道。6.3、浇注方法6.3.1、混凝土储料⑴、拔球时采用6m3漏斗储料，拔球后正常灌注时采用0.6m3的小漏斗。⑵、⑶、6.3.2、混凝土浇注⑴、在设计下料点垂直下放内径300mm的钢制导管，导管底口距离基底面20～30cm。⑵、在第一排导管①、②、⑥、⑦顶口安装6m3漏斗。⑶、将导管①、⑦、②、⑥顶口漏斗储满混凝土，并将布料杆下料口放置在导管①、⑦、②、⑥顶口漏斗上。⑷、导管①、⑦砍球，灌注正常后，导管②、⑥砍球。⑸、在导管①、⑦、②、⑥正常灌注，混凝土浇注厚度到2米后拆除导管①、⑦、②、⑥顶口漏斗，安装在导管③、⑤、④上。武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段施工方案5#墩围堰封底施工方案中铁大桥局三公司武汉二七长江大桥正桥工程Ⅲ标段项目经理部--8⑹、在导管③、⑤、④上的漏斗储满后，导管③、⑤砍球，正常灌注后，导管④砍球。⑺、拔球时储料斗和搅拌站后台储料要充足，保证混凝土能在瞬间通过导管压向基底，在导管周围形成一个混凝土圆锥体，随着导管的提升使得混凝土在水下均匀摊开和升高。⑻、混凝土灌注时，要经常测量每根导管影响半径范围内的混凝土标高，检查导管的埋深和混凝土的流动方向，控制导管的下料速度和方量，使得混凝土均匀分层。⑼、在浇注第一层封底混凝土时，测量人员要经常检查混凝土标高，分层高度要均匀、一致，高差过大时要通过导管补料进行调整。⑽、第一层浇注完毕后，按照相同的顺序浇注第二层。第二层浇注二次拔球时，导管要插入第一层封底混凝土中50cm，避免两层封底混凝土之间夹层。拔球后，导管内混凝土下放缓慢或是不下放，可适当提升导管，使得混凝土下放顺畅。⑾、混凝土灌注中如果导管或漏斗颈卡住，可用振捣棒振捣疏