水中墩钢板桩围堰施工专项方案

新建杭州至长沙铁路客运专线HCZJ-2标萧山浦阳江特大桥水中主墩施工专项方案编制：审核：批准：中铁十七局集团公司杭长铁路客运专线浙江段项目经理部二分部二○一〇年六月二十日中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部1目录一概况············································21工程概况·······································22工程地质·······································23水文···········································2二铁四院提供的水位资料····························4三萧山浦阳江水中墩施工安排························51栈桥与平台·····································52钢板桩围堰·····································53平台栈桥材料···································5四钢板桩围堰施工工艺······························6五主墩围堰施工组织································71施工方案·······································72组织机构·······································73施工人员、设备、机械···························7六主墩围堰设计与施工······························914#墩钢板桩围堰设计与施工···························91钢板桩围堰设计情况·····························92钢板桩围堰施工工序、工艺及注意事项·············9七工期安排及保证措施······························131总体工期安排···································132钢板桩围堰施工工序工期计划安排·················133工期保证措施···································144水中墩施工质量保证·····························155安全施工保证措施·······························166环境保护及文明施工措施·························16中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部2浦阳江特大桥水中墩施工方案一、概况1、工程概况浦阳江特大桥位于浙江省杭州市萧山区境内，起讫里程DK039+895.245～DK043+768.670，总长3873.425米。其中浦阳江水中主墩（14#）位于河道内，墩中心里程DK040+391.225，距岸边约22.8米。桩基：10根φ2.00m，桩长24m；承台尺寸：长2000cm×宽1220cm×高400cm。2、工程地质桥位场区工程地质特点，上层为淤泥、粉砂、强风化凝灰岩，呈肉红色，凝灰质结构，块状构造，节理裂隙发育，岩体完整性差；下层为弱风化凝灰岩，凝灰质结构，块状构造，节理裂隙稍发育，裂面规整，闭合状为主，倾角多见45～60°，岩质坚硬。根据初步设计桩基长度判断，14#墩地质较好。3．水文浦阳江属钱塘江主要支流之一，连接杭甬运河、钱塘江，为浙江省内河道网的主要航道之一。浦阳江是诸暨地区的水上运输动脉，为诸暨地区与浙江省内其它地区、江苏省及上海等地区的物质交流服务。拟建萧山浦阳江特大桥项目位于萧山境内浦阳镇至兰头角段航道，该航道目前为内河六级标准，最大可通航船舶为100吨级。根据中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部3萧山港航处的统计资料，2008年通过浦阳江（萧山段）的运量超过150万吨，主要货类为煤炭、矿建材料、钢铁、水泥及其它货物。通航船舶有：煤船、油船、液化气船、杂货船等。由于受航道条件的限制，船舶载重量较小，最大的为200吨级，最小的仅有几十吨，100吨级船舶占到50%左右。船流密度为165艘/日。浦阳江桥位所在河段两侧防洪堤已修建，两堤坝间距约为120m，整个河道深槽集中在河中央位置，桥区航道顺直，桥位上游直线段距离约400m，桥位下游直线段距离约280m。根据2009年8月30日实测水下地形资料，在最低通航水位2.66m，沿桥轴线方向，水面宽度约85m，最大水深约5.7m。-30-20-100102030405060708090100110-3-125710121201302009.08.30高程（1985国家高程基准）米距离（米）萧山浦阳江特大桥跨越浦阳江桥位河道断面图根据浙江省水利电力勘测设计院提供的数据，桥地处10年一遇洪水位为9.69m，设计最高通航水位取9.69m。桥位处多年历时保证率95%的水位为2.66m，设计最低通航水位取2.66m。中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部4拟建桥位处受潮汐影响不明显，受径流控制，水流平缓。根据近期的观察，常水位在3.5m—4.5m之间。桥区自然条件萧山区属亚热带型气候，四季分明，气候适中，降水丰富，雨量充足。根据萧山气象站多年实测资料统计，气象特征值如下：⑴气温多年平均气温16.1摄氏度极端最高气温39.0摄氏度极端最低气温-15.0摄氏度多年（7月）平均气温28.6摄氏度多年（1月）平均气温3.8摄氏度⑵降水多年平均降水量1391.7mm极端最高降水量1929.8mm（1973年）极端最低降水量837.6mm（1967年）日最大降水量183.7mm（1990年8月31日）年降水量≥10.0mm的日数44.6天，最长连续降水日数14天多年平均年降雪天数9天，多年平均积雪深度190mm。二、铁四院提供的水位资料设计水位：HI%=10.21m，流量Q1%=2330m3/s，流速V1%=3.8m/s；设计最高通航水位H10%=6.12mⅣ级航道，航道净空90mx8m；测时水位：3.73m（2009年7月12日）；中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部5流向：左→右，线路法线与水流方向夹角15度。三、萧山浦阳江水中墩施工安排浦阳江水中主墩（14#）位于河道内，墩中心里程DK040+391.225，距岸边约22.8m；河堤由抛石、填筑土方及砌石护岸组成；承台尺寸：20.0mx12.2mx4.0m；桩基：10φ2.0m；承台底标高：-3.037m（14#墩）；1．钢栈桥与钢平台：（详见附件1、2）栈桥长48m，宽6m，栈桥中心线距桥中心线18m；平台27.8mx27.8m=772.84m2；栈桥、平台顶面标高7.5m。2．钢板桩围堰：围堰内壁长22.4m，宽14.6m；承台边缘至平台边1.8m；围堰顶标高6.000m，底标高-12.000m，钢板桩长18m；3．平台栈桥材料：桩基：φ630x8mm螺旋钢管60根x20m；平台纵梁：2I56a，24x12m根；48根平台、栈桥横梁：2I45a，80根12m；160根；纵梁：H型钢488x300，36根x12m；平台栈桥分配梁：平台I22a，81根×27.8m；栈桥I18，138根x6m；中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部6平台、栈桥面板：厚度8mm花纹钢1200m2；槽钢18a：16吨；。四．钢板桩围堰施工工艺采用长度18m的钢板桩，桩底标高-12.0，桩顶标高6.0m，封底厚度2.0m：1．先清理河道内抛石，将河堤坡脚打入钢管桩防护（边清边打）；2．打设平台钢管桩、搭设钻孔平台（平台顶面标高7.5m）；3．打设钢护筒（钢护筒长15m）；4．钻孔直至成桩完成；5．拆除平台；6．打设钢板桩形成围堰；7．灌注封底混凝土；8．抽水、安装内支撑；9．抽水、凿桩头、清基；10．绑扎承台钢筋；11．安装承台模板；12．灌注承台混凝土（采用一次浇注工艺）。本方案优点：1．工艺成熟；2．充分利用旧材料，快速形成钻孔场面；3．成孔期间水位涨落不影响钻孔；4．施工完成后河道不需清理。本方案缺点：中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部71．河道抛石清理及河堤防护有难度；2．水上设备投入多；3．钢护筒容易偏位、漏浆。五、主墩围堰施工组织1、施工方案根据水文、地质、地形地貌及总体工期安排情况，项目部研究决定：14#墩采用钢板桩围堰。14#墩为水中墩，采用打设长度为18m的钢板桩围堰，长臂挖机挖泥，配合吸泥吸泥、水下灌注封底混凝土，边抽水边安装支撑。2、组织机构按照项目法施工原则组建中铁十七局集团杭长客运专线HCZJ-2合同段项目经理部，项目部下设二分部，分部设安全质量室、工程技术室、检测试验室、计划财务室、设备物资室、环保协调室、综合办公室及征迁办共8个职能部门，分部下辖架子四队、架子五队、架子六队、架子七队及梁场，各队部（梁场）直接负责现场施工及质量控制。施工组织机构见下图5-1。3、施工人员、设备、机械⑴施工人员：1个施工班组：班组长2人、围堰施工人员40人、潜水工2人，杂工6人；合计50人。⑵设备：200片18米钢板桩；4套降水设备，1套吸泥设备、1套封底设备。1台长臂挖机，电焊机6台，氧气、乙炔2套。⑶机械：1套DZ90振动锤、1台50t履带吊，1台25t汽车吊，中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部8图5-1施工组织机构图中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部9六、主墩围堰施工方法及工艺14#墩钢板桩围堰施工方法１、钢板桩围堰设计情况①承台尺寸：20.0×12.2×4m；②承台底标高：-3.037m；河床面标高（平均）：+2.200m③围堰设计水位：+5.0m④钢板桩围堰尺寸为14.9×22.7m，围堰高度为18m⑤钢板桩围堰顶面标高：+6.00；底面标高：-12.00m⑥钢板桩采用拉森IV型钢板桩，围堰一周需钢板桩（22.7+14.9）×2/0.4+8=196片，按18m钢板桩200片备料，单件重1.35t，总重270t；⑦内支撑：设2道支撑，（具体见施工图），围檩采用焊接H型钢H488×300mm，支撑钢管采用φ609×16mm地铁专用管，支撑布置形式根据承台尺寸及桩基位置布置成菱形框架外加中间布置直撑形式。⑧封底混凝土：厚度为2.0m；标号：C30；性能要求：流动性强、和易性好、初凝时间在12小时以上。⑨钢板桩围堰施工图及安全检算-见附件3２、钢板桩围堰施工工序、工艺及注意事项⑴总体施工方案：桩基施工完毕，拆除钻孔区平台，留下作业区平台，利用钢护筒焊牛腿，安装导向框后，履带吊配合DZ90振动锤进行钢板桩围堰施工；采用水中吸泥及水下灌注封底混凝土方法施工；最后在钢板桩中铁十七局集团有限公司杭长客专工程项目经理部二分部10围堰内进行无水作业施工承台；承台一次浇筑完成；最后进行墩身施工及拔出钢板桩。⑵钢板桩围堰施工工艺流程拆除平台及河床清理→设置导桩框架→清理及焊接钢板桩→插打钢板桩→安装第一道内支撑→挖泥或水中吸泥至设计标高→水下混凝土封底及养生→围堰内抽水并安装第二道支撑→抽水清基、割钢护筒、凿桩头→承台和墩身施工→拔除钢板桩。⑶钢板桩围堰工序及注意事项①平台拆除：根据设计拆除钻孔区平台，拔除平台钢管桩；进行河床清理，主要清理河床面上是否有漂石、型钢及障碍物，影响钢板桩打设。②导向框设置：在钢护筒上焊接牛腿，在牛腿上设置导向框；导向框材料直接利用第一道围檩材料；导向框设置只设一层，上下层支撑间距2.669m，控制好钢板桩的垂直度。上层设置在平台面下+4.200m；下层于标高+1.531m处设置第一道支撑处。③钢板桩施工在设置好的导向框选择在上游处插打第一片钢板桩，插打时钢板桩背紧靠导向框，边插打边将吊钩缓慢下放。这时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测及吊