套箱圍堰施工方案

1、1、工程概況紹興*公路，全線全長為22.5KM,該標段為三標，線路長度為2.22KM沿線在跨越杭甬運河時有兩個水上墩柱，圍場河常水位標高為+2.0m,河床底標高-1.0m,兩個水上承臺底標高為-3.700m,承臺位于水面以下近6nl由于施工時圍場河必須滿足通航和泄洪的要求， 因此兩個承臺施工時采用鋼套箱圍堰施工。2、鋼套箱施工2.1鋼套箱設計鋼套箱設計主要考慮鋼套箱抽水后承擔的土壓力和水壓力的合力，另外要考慮施工起吊、定位及混凝土澆筑壓力等因素， 鋼套箱內(nèi)徑根據(jù)設計承臺的平面尺寸，為矩形6.7Mx6.3m,每側(cè)預留寬度為0.15m。鋼套箱下沉到位后頂標高為+2.4m,底標高-5.1m,總高度7

2、.5m,總重量約為35t,鋼套箱內(nèi)外壁距離23.2cm。為方便運輸和吊裝下沉，鋼套箱分成三節(jié)制作，第一節(jié)高度3.5m,第二節(jié)高度2.0m,第三節(jié)高度為2.0m。 鋼套箱每塊鋼構(gòu)件外層選用5mm內(nèi)層選用6mm#的鋼板制作，工廠分塊制作，每節(jié)由現(xiàn)場岸上拼裝完畢后，采用50t履帶吊整體吊裝就位。鋼構(gòu)件之間當采用螺栓連接，聯(lián)接處用2CM水膨脹橡膠條。2.2鋼套箱制作(1)材料：所用的鋼材和焊接材料符合設計規(guī)定，并且由廠家質(zhì)量保證書。(2)放樣、下料：按照圖紙尺寸，對面板及其它構(gòu)件進行放樣、下料，對于內(nèi)外壁面板在加工圖中必須考慮錯開縱縫，防止應力集中。(3)坡口加工：面板坡口采用刨邊機加工，保證拼裝和焊

3、接質(zhì)量。(4)單塊組裝：單塊構(gòu)件的組裝在平臺上進行。將外面板、內(nèi)面板和其他構(gòu)件按圖紙進行組裝點焊固定。(5)單塊焊接：將組裝好的單塊鋼構(gòu)件進行焊接，焊接時采用合理的順序和工藝，減少應力和變形，對于連接與面板(井壁)的焊接，兩端留250mm寺工地整體組裝后再焊接。(6)加固：為防止單塊鋼構(gòu)件在運輸和吊裝過程中變形，對單塊鋼構(gòu)件的開口用型鋼進行加固。2.3鋼套箱運輸鋼套箱單塊鋼構(gòu)件重量5t左右。用履帶吊吊裝，每個鋼套箱的第一節(jié)鋼構(gòu)件均運至岸邊場地上進行整體拼裝。第二節(jié)、 第三節(jié)單塊鋼構(gòu)件直接用岸邊履帶吊運至水上進行拼裝。2.4鋼套箱拼裝(1)測量復核：拼裝以前，在平臺上預先測放出鋼套箱打樣，對單塊

4、的編號進行復核，防止誤拼影響鋼套箱精度。(2)拼裝順序：現(xiàn)將一節(jié)的第一塊鋼構(gòu)件吊放在平臺上，將內(nèi)、外井壁(面板)支撐牢固，并保持垂直狀態(tài)，然后將第二塊鋼構(gòu)件吊放在平臺上，與第一塊鋼構(gòu)件連接，調(diào)整好位置后點焊固定，并做好支撐。用同樣的方法依次將剩余的鋼構(gòu)件吊放在平臺上，使其組成一節(jié)整圈的鋼套箱。(3)整體焊接：調(diào)整其垂直、水平等各項數(shù)據(jù)使其符合標準。焊接采用合理的工序和工藝進行，每節(jié)先焊分塊立縫， 然后再焊節(jié)間環(huán)縫以減少焊接變形和壓力。2.5鋼套箱安裝2.5.1定位樁(見圖1)利用已經(jīng)施打的中630鋼管樁作為定位樁對鋼套箱位置進行控制，定位樁與鋼套箱之間的工作距離為15cmi是鋼套箱順著定位樁就

5、位和下沉。定位樁頂標高+2.85,樁底標高-14m。鋼套箱下沉到位底標高為-5、3m確保定位樁在鋼套箱下沉到位后入土深度大于8.5m。2.5.2鋼套箱起吊、就位鋼套箱第一節(jié)重量小于20t,整體起吊就位是關系到鋼套箱能否順利下沉的關鍵。采用50t履帶吊起吊就位。履帶吊作于幅度6m臂長16m能夠滿足起吊要求。為確保鋼套箱在吊運及下沉過程中不變形，在鋼套箱內(nèi)部勇20#H型鋼安裝斜撐、縱向加強撐及橫向加強撐，每節(jié)設兩道支撐，第一節(jié)兩道之城分別設置為承臺頂及承臺墊層底位置，避免影響混凝土結(jié)構(gòu)施工O2.6鋼套箱下沉施工工藝流程簡圖2所示2.6.1第一節(jié)鋼套箱著床在鋼套箱就位前，鋼套箱位置已清除障礙物， 鋼

6、套箱第一節(jié)吊裝進入定位樁范圍后，盡量調(diào)整其位置誤差到最小，使其刃腳穩(wěn)固落于河床。2.6.2第二節(jié)第三節(jié)鋼套箱連接第二節(jié)鋼套箱拼裝連接時， 應確保在每天的低水位進行，且第一節(jié)鋼套箱頂部應路出水面。2.6.3鋼套箱下沉計算土與鋼套箱外壁摩擦阻力計算：T=UXh0Xf公式中：U為鋼套箱外壁周長，m取27m;h為鋼套箱入土深度，m取4.3m;穿越3層為2.4m,穿越i層為1.4m,2層為0.5m;f為土與鋼套箱壁摩阻系數(shù)，KN/m232層取砂土11.8kn/m2,1層取粘土層24.5JN/m2,按照下沉5m的摩擦三角形分布，則平均摩阻系數(shù)為土層摩阻系數(shù)的1/2?？傻茫耗Σ亮Γ篢=UXhoXf=27X(

7、1.4X12.25+2.9X5.9)=925(KN)(2)浮力計算：B=VXp公式中：V為鋼套箱入水的體積，水位去+2.0m,水深3m第一節(jié)、第二節(jié)雙壁鋼套箱完全入水，第三節(jié)下沉后水面外露0.7m,下沉過程中內(nèi)外水位高度保持一致；ps為水密度，該工程為1t/m3.(3)鋼套箱下沉需要壓重：X=KXT+B-Q公式中：K為鋼套箱下沉系數(shù)，取1.15;T為土與鋼套箱外壁摩擦阻力，為92.5t;B為鋼套箱下沉過程中所受最大浮力， 為18.63;Q為鋼套箱重量， 為50t。需要壓重：X=KxT+B-Q=1.15x92.5+18.63-50=75(t)鋼 套 箱 第 一 節(jié)3.3m通 過 灌 注 混 凝

8、土 壓 重 下 沉 ， 混 凝 土 重 量27x0.23x3,3x2,4=59.6(t),第二節(jié)、 第三節(jié)共4m,通過分階段灌水壓重下沉。(4)鋼套箱抗?。禾紫涑恋皆O計底標高-5.3m,封底混凝土澆筑后，套箱所受浮力：6.8x7.2x6.8x1=333(t),套箱自重50t,第一節(jié)灌注混凝土59.6t,封底混凝土：6.3x6.7x1.1x2.4=111.4(t),第二節(jié)、第三節(jié)灌水：27x0.23x4x1=24.84(t)套箱封底后所受浮力：333-50-111-60-25=87，通過鋼套箱與10根定位樁之間相互焊接，利用入土深度大于8.5m的定位樁來抗浮。2.6.4鋼套箱下沉(1)每個鋼套箱

9、配置高壓水泵(揚程120m單機流量130m3/h)臺、水槍(噴嘴口徑12mm2根，水力吸泥機(口徑25mm2臺、高壓輸水管路和低壓輸泥漿管路及調(diào)節(jié)水箱。吸泥機及水槍布置在鋼套箱中心附近，同時對稱吸泥。吸泥機的吸水頭應用繩子吊空， 不應讓吸水頭埋在集泥坑的浮泥內(nèi)導致土塊堵塞吸泥頭的網(wǎng)罩。為防止鍋底坑中泥沙淤積，要經(jīng)常用水槍在吸水頭處沖刷攪動，使排水暢通。(2)水力機械設施安裝好后應進行負荷試運轉(zhuǎn)，要保證設備能正常運轉(zhuǎn)，水力吸泥機及水槍均應經(jīng)過水壓檢驗，檢驗壓力為工作壓力的1.5倍。(3)水力排土鋼套箱下沉施工應按“先中后邊、分層對稱破土、先高后低、及時糾編“的原則進行操作。(4)鋼套箱著床后，先

10、用高壓水槍配合吸泥機調(diào)平鋼套箱內(nèi)河床，然后進行全斷面水沖法吸泥下沉。因此時鋼套箱入土較淺，自重較大，沉降系數(shù)也較大，鋼套箱下沉不穩(wěn)定，應特別注意選擇水沖吸泥的位置。對此應在鋼套箱中心向四周逐漸擴大均勻吸泥，避免在刃腳附近水沖吸泥，即在吸泥機吸水頭處先沖出鍋底坑，泥坑神0.5m左右，然后用水槍在各個方向沖土連步形成漏斗形土坑， 使泥漿水不斷匯集到集泥坑吸排出鋼套箱外。上述措施可使鋼套箱緩慢平穩(wěn)地下沉， 防止造成鋼套箱傾斜和位移。(5)當鋼套箱中心吸泥形成的鍋底坑深度低于刃腳時，如鋼套箱仍不下沉，應停止在中心吸泥，以防鍋底坑過深，造成鋼套箱突然下沉或翻砂使鋼套箱傾斜。此時應適當向刃腳方向?qū)ΨQ移動水

11、槍和吸泥機進行水沖吸泥， 擴大吸泥范圍，使鋼套箱下沉均勻。在靠近刃腳2m范圍內(nèi)吸泥，要保持吸泥機下口不低于刃尖，以免吸混過深，坑深超過刃尖過多引起翻砂。(6)在水槍沖泥時應注意控制好鋼套箱內(nèi)泥水數(shù)量，水槍應直接沖刷土體。當泥水過度時則可調(diào)整水槍出水量或暫停沖水。 要經(jīng)常檢查吸泥機工作是否正常。(7)在水洗沖泥下沉過程中，應始終保持鋼套箱內(nèi)外水位一致，防止內(nèi)外水頭差過大造成翻砂，必要時應用多臺水泵向鋼套箱內(nèi)補水。(8)鋼套箱下沉前即在外壁用油漆做好標高刻度，利用定位樁頂標高進行下沉標高和傾斜度測量，沒2h測量一次，必要時應連續(xù)觀測，及時糾編。鋼套箱下沉過程中，要隨時測量記錄鋼套箱刃腳底標高，中心

12、偏位、頂面高差、鋼套箱內(nèi)外泥面和變化情況、鋼套箱內(nèi)外水頭差等有關資料，發(fā)現(xiàn)問題及時分析總結(jié)。(9)整個沉放過程，必須要24h隨時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。(10)當刃腳至設計標高河床底還有1m時，此時進入終沉階段每小時至少觀測一次。當鋼套箱井下沉離設計標高30-50cm時應停止吸泥，利用鋼套箱自沉至設計標高。待8h內(nèi)鋼套箱自沉累計不大于10mm時方可進行封底，此時鋼套箱的標高位移和傾斜應在允許偏差范圍內(nèi)，并經(jīng)檢驗合格。2.8鋼套箱封底鉆孔灌注樁完成后，將采用水下混凝土封底的方案，防止因干封底而造成管涌、上浮的影響。封底混凝土厚度為1.0m,第一次采用水下混凝土灌注厚度為0.8m。第二次抽干水后，

13、對第一次水下混凝土補漏，檢查后澆筑20cm找平混凝土。封底層混凝土施工順序布置水下混凝土導管，按混凝土導管影響半徑為3m考慮導管的平面布置，導管平面的梅花樁布置。灌注水下混凝土一養(yǎng)護-布置抗浮設施一混凝土達到70%雖度后抽干套向內(nèi)的水井檢查補漏一封底混凝土找平層澆搗一養(yǎng)護。封底層混凝土施工(1)封底層混凝土總厚度為100cm,分兩次澆筑，第一次澆筑混凝土厚度為80GR1采用水下混凝土灌注法，第二次灌注混凝土是在第一次混凝土達到70%雖度后，排干水后進行的。澆第一次混凝土的目的是為了止水，因混凝土不易澆筑，難免會出現(xiàn)局部滲水現(xiàn)象。澆第二次混凝土的目的是為了補滲漏及對封底混凝土層表面進行找平，所以

14、采用常規(guī)混凝土澆筑方法。(2)布置導管。布置導管要考慮到混凝土的流動度，由于水下混凝土層流動性能較差，又要考慮到鋼套箱四周混凝土均靠混凝土自流來完成。(3)在混凝土澆筑前要盡量滿足水下混凝土的操作原則，混凝土要盡量避免和水直接接觸。所以要制定教導混凝土順序， 同時要確保第一根導管在完成澆筑任務時混凝土應把第二根導管包裹住。(4)要經(jīng)常量測混凝土表面標高，以寧高不低為原則，以防起不到止水作用。(5)當澆筑完成后，養(yǎng)護時間不少于3d,在有條件情況下，測試混凝土強度，當混凝土強度達到70流計強度時方可開始排水。(6)當排除鋼套箱內(nèi)水后，對第一次封底層混凝土表面進行清掃，并檢查是否滲漏現(xiàn)象，如有則要做好標記在第二次封底層混凝土(表面找平層)時，重點考慮。(7)無論是第一次還是第二次封底層混凝土均布置集水井，以利排水。(8)封底混凝土與鋼套箱之間的連接需加強，防止漏水，為此在鋼套箱制作時，在封底混凝土部位加焊U型連接鋼筋。抗浮和抗管涌措施