13-26深水基礎橋梁施工技術與工藝

1、橋梁深水基礎施工技術與工藝研究橋梁深水基礎施工，根據(jù)我單位施工經(jīng)驗，優(yōu)先選用雙壁鋼圍堰施工 方案。其主要施工過程是：制做焊接雙壁鋼圍堰，在浮運碼頭上拼裝，采 用浮船龍門浮運就位、下沉。雙壁鋼圍堰下沉封底后在圍堰頂部布置鉆孔 作業(yè)平臺進行鉆孔樁施工，鉆孔樁施工完畢后，抽水進行承臺、墩身施工， 選擇枯水期拆除鋼圍堰；水中墩施工所需的設備、機具及材料均通過水上 運輸船運送。在水中架設浮便橋用于泵送混凝土的輸送和施工人員的通道。 具體工藝方法研究報告如下：1.雙壁鋼圍堰總體施工工藝流程雙壁鋼圍堰施工工藝流程見下頁：圖5.2.2-1 雙壁鋼圍堰施工工藝流程圖2.主要施工設備及機具運輸、拼組、布設雙壁鋼圍

2、堰作業(yè)，主要由水上施工設備來完成。水 上施工設備有水上高架浮吊、運輸船、浮運龍門船、浮平臺、浮便橋、機 動舟等。鋼圍堰制作機具設備表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1等離子切割機LGK-8臺12電焊機臺63汽車吊8t臺14倒鏈滑車5t臺45卷板機臺16螺旋千斤頂10t臺27頂桿自制根28氣焊設備套6鋼圍堰運輸下沉機具設備表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1浮運龍門船拼組艘12錨碇設備套43浮吊20t臺14機動舟300馬力艘15潛水設備套16抓斗1m3個17水泵30m3/h臺12備用4臺8六四式軍用梁T429型鋼T163.關鍵施工設備及機具研究水上浮吊組成與施工能力水上高架浮吊主要由六七式鐵路戰(zhàn)備舟橋器材的標準

3、舟節(jié)、分水節(jié)、公路棧橋箱形梁、托架、電動錨機及動臂吊機組成的水上起重設備，岸上 到水中及水中的所有起重吊裝作業(yè)全部由水上浮吊來完成。水上浮吊的性 能：最大起重20噸，最大起重高度30米，起重幅度618米，起重臂旋 轉角度220度。其拼組形式見下圖。運輸船組成與施工能力設計復核 制圖圖號比例日期運輸船由標準舟節(jié)、公路棧橋梁、電動錨機等拼組而成，由機動舟頂 推，運送成孔鉆機、鋼護筒、鋼筋籠、鋼模板、混凝土或其它材料；根據(jù) 現(xiàn)場施工的實際需要，可調整標準舟節(jié)的數(shù)量來改善運輸能力，其拼組形 式見下圖。運輸船示意圖浮運龍門船浮運龍門船由中一60浮箱、六五式軍用墩和六四式軍用梁、天車等拼 組而成，在浮運船

4、上設立兩組龍門吊。浮運龍門船見附圖。鋼圍堰拼組浮平臺鋼圍堰拼組浮平臺由中60浮箱、箱形棧橋梁、電動錨機等組成，用 于雙壁鋼圍堰底節(jié)部分拼組時的作業(yè)平臺。機動舟機動舟（300馬力）是水上運輸?shù)闹饕獎恿υO備，用來頂推浮吊、浮運 龍門船、浮平臺及運輸船到位作業(yè)。臨時碼頭（拼裝碼頭）、浮便橋的構筑一般要在河兩岸橋軸線下游各設臨時碼頭一座，并在附近適宜位置用 砼硬化面積30X80米，用于雙壁鋼圍堰的加工制作和拼裝水上設備、機具 等運輸?shù)难b卸碼頭。對應河床基巖裸露，不便搭設鋼棧橋的河流，要在河流主航道兩側利 用多用途浮箱沿橋位方向鋪設通岸浮便橋，用于砼輸送泵管鋪設和施工人 員的通行。拼裝碼頭在河岸處，采用

5、震動錘插打060鋼管樁基礎，搭設貝雷片、 型鋼做橋面，作為拼裝碼頭。雙壁鋼圍堰結構設計雙壁鋼圍堰采用圓形斷面，壁厚1.21.4m，為使鋼圍堰達到能自浮及 注水平穩(wěn)下沉的目的，鋼圍堰采取雙壁結構，并用隔倉板分隔成8等分的8 個隔倉，每個隔倉是獨立的，相互間不貫通。圍堰結構采用角鋼焊接成圓形框架，框架內外焊接5mm厚的鋼板作內 外壁，形成大斷面圓形雙壁鋼圍堰，沿四周豎向用角鋼組成豎向加勁肋。 內外壁上設水平環(huán)形板，同一水平面上的內外水平環(huán)使用角鋼相連，形成 水平環(huán)形桁架，使內、外井壁組合成整體。圍堰高度依墩位處的水深確定， 一般考慮雙壁鋼圍堰就位后高出施工水位0.5m為宜。為減少拼裝焊接工作量，加

6、快進度，同時考慮運輸和現(xiàn)場拼裝起吊能力，雙壁鋼圍堰高度適當分節(jié)。圍堰刃腳在刃尖部分約0.5m高度范圍內， 內外壁板加厚至14啞。對應豎向加勁肋位置勻布高度0.9m的豎向三角板， 并用細石混凝土將刃尖填實。雙壁鋼殼結構均由內、外壁板，豎向肋骨、豎向加勁肋、水平桁架、 豎向桁架組成。主要結構材料：豎向肋骨：角鋼Z100X63X8外壁板：6 =6mm 內壁板：6 =4mm水平桁梁：弦桿角鋼L110X 110X12；斜桿角鋼匚70X70X6豎向桁梁：斜桿角鋼L70X70X6豎向隔艙板：6 =6mm 水平加勁肋：口0乂100雙壁鋼圍堰示意圖鋼圍堰的制造和拼裝鋼圍堰的加工雙壁鋼圍堰鋼殼塊件由工廠在胎具中按

7、設計圖紙要求施焊成形，到工 地拼焊成層，經(jīng)逐層檢查拼焊質量并做水密試驗，直至拼焊成整體。出廠 前內外壁板及隔艙板的焊縫，應進行抗?jié)B透試驗，在對接焊縫正面刷上煤 油，對焊縫進行煤油滲漏試驗，若反面出現(xiàn)滲油痕跡則必須進行補焊處理。 對于鋼殼幾何尺寸的檢查以骨架為準，分塊的上下口環(huán)形桁架平均弦長和 理論值的誤差要求在10啞以內。圍堰加工要遵守建筑鋼結構焊接規(guī)程、鋼結構工程施工及驗收規(guī)范、鐵路橋梁施工及驗收規(guī)范的要求。根據(jù)現(xiàn)場和起吊設備的能力，鋼圍堰采取分塊分節(jié)加工制作安裝的工 藝，把圍堰雙壁及平刃腳分為三節(jié)，每節(jié)均分為十二單元。制作工藝流程：按設計圖下料f壓制平刃腳防水板和水平桁架角鋼f 按劃分單元

8、分棉制作水平桁架一按單元組拼骨架（隔艙板組焊于其上）一 按節(jié)組拼骨架f檢查、校正骨架f圍焊內、外壁板f水密試驗、檢查焊縫 質量并補焊f焊制吊耳、錨環(huán)、劃高度標尺f成品檢查驗收f吊運接高。拼裝前鋼圍堰塊件的驗收出廠的鋼圍堰塊件按圖紙要求需對結構焊縫進行檢查，內、外壁板對 接焊縫須通過煤油滲透試驗，即在對接焊縫正面刷上煤油，反面不允許有 滲油痕跡，否則滲漏處必須補焊。塊件邊緣有壁板懸出，運輸存放時難免變形，檢查幾何尺寸時應以骨 架為準，分塊的上下環(huán)形桁架平均弦長和理論值誤差要求在設計容許的土 10mm之內。現(xiàn)場拼焊施工及質量控制鋼圍堰現(xiàn)場拼焊施工是由水上浮吊和汽車吊配合在浮平臺上完成的， 由機動舟

9、推到墩位處，利用龍門吊將其吊起，然后退出浮平臺，進行下一 圍堰的拼裝。現(xiàn)場拼焊圍堰鋼殼質量控制方法如下：a、測量放線及檢查。底節(jié)圍堰鋼殼拼裝時通過刃腳底口中心與刃腳平 面的垂線作為中心線，控制鋼殼上口半徑。以后分層接高皆以此中心線投 點在內腳手架上進行放樣和校核。b、拼裝要求。各相鄰水平加勁肋和支撐桁架要對齊，上、下豎肋允許 不對準，但必須和水平加勁肋焊牢。內、外壁鋼板拼縫不能對焊時，允許 采用搭接焊或貼板焊接，但必須滿焊，并保證水密。為了保證拼裝時各塊 的穩(wěn)定性，每一塊鋼殼內外腳部設型鋼支撐，同時頂部設置2個拉點，采 用鋼絲繩錨固于浮平臺上。c、焊縫檢查。所有壁板和隔倉的焊縫，必須做煤油滲透

10、試驗檢查，并 對不合格的焊縫要求修補直至合格。雙壁鋼圍堰拼裝允許偏差和檢驗方法應符合下表之規(guī)定。雙壁鋼圍堰拼裝允許偏差和檢驗方法表序號項目允許偏差檢驗方法1井箱平面直徑土 d/800尺量檢查不少于5處2頂平面相對 高差井箱相鄰點高差10mm尺量檢查全節(jié)圍堰最大高差20mm注：d為直徑，單位為mm。7.鋼圍堰的浮運、接高一般先將龍門吊泊于墩位處，然后錨繩一端拴在龍門吊平臺的電動卷 揚機上，另一端與混凝土錨（用水上浮吊預先將錨拋好）拴牢，然后通過 臺3T電動錨機分4個方向將錨繩拉緊，進行龍門吊平臺的就位，形成錨碇 系統(tǒng)。平臺的偏位調整通過調節(jié)錨繩的松緊程度來實現(xiàn)。為了加快施工進度，形成流水作業(yè)，施

11、工時先將導向船（龍門浮吊） 就位于墩位處錨牢固，將浮平臺泊于岸邊，并進行臨時錨碇，在浮平臺上 分節(jié)拼裝圍堰，待底節(jié)圍堰拼裝完畢后，吊起上節(jié)圍堰塊件進行接高，先 將上下節(jié)點焊，待所有塊件點焊完畢后，再進行滿焊，直至焊接完畢形成 整體。拼裝完畢后利用2艘機動舟將浮平臺推拉至龍門吊下的作業(yè)區(qū)內，由 于圍堰本身較高，在浮運過程中應注意將圍堰與平臺利用型鋼牢固的連接 在一起，同時注意運輸速度和避免有風天氣，利用龍門吊通過4個吊點將 圍堰吊起（吊環(huán)采用2cm厚的鋼板切割而成），撤走浮平臺。鋼圍堰著床、下沉著床：首先灌水調平圍堰，使圍堰處于設計位置上；其次向各艙內均 勻注水，使圍堰逐漸下沉，注水時要注意使鋼

12、圍堰各艙內水頭差及艙內外 水頭差不能超過設計允許值，繼續(xù)注水直至刃腳座落在河床上。下沉：對于覆蓋層較厚的墩，可直接吸泥下沉。在雙壁鋼圍堰就位下沉前，首先將墩位處河床表面進行清理整平，利 用吸砂泵將河床表面高處的砂吸走，同時在低處拋填一定量的砂石，使河 床表面平整，再由潛水員下到雙壁鋼圍堰內，清除下面的孤石，將雙壁鋼 圍堰刃腳處河床基底平整，保證雙壁鋼圍堰的垂直度。非嵌巖圍堰不需要進行抓碴作業(yè)，直接采用6寸口徑的真空吸泥泵， 由吊車配合潛水員水下吸泥作業(yè)。吸泥過程中應進行測量，防止超欠挖。圍堰下沉到位后，在封底前，為防止圍堰迎水面因沖刷而掏空，在圍 堰前端迎水面拋填草袋進行防護，必要時采用片石圍

13、籠防護。鋼圍堰下沉的技術標準雙壁鋼圍堰就位允許偏差和檢驗方法應符合下表的規(guī)定。雙壁鋼圍堰就位允許偏差和檢驗方法表序號項 目允許偏差檢驗方法1圍堰傾斜度h/502圍堰頂、底面中心位移h/50+250mm測量檢查3平面扭角2注：h為圍堰高度,單位為mm。雙壁鋼圍堰入水后分層接高，同時在井壁內分艙灌水，保持拼接面在水位以上24m。直至鋼殼刃腳與河床最高點僅相距0.30.5m時，通過上 下定位船錨繩，拉攬以及鋼殼下部的前后兜攬，對鋼殼位置進行調整，使 鋼殼精確定位、穩(wěn)固落底。然后再井壁間灌水或水下混凝土配重，并通過 施工檢算，以克服下沉摩阻力，使鋼圍堰沉至設計標高。鋼圍堰的定位和錨固圍堰在墩位的錨碇系

14、統(tǒng)是主要靠錨定于墩位處的龍門吊來控制，以保 證鋼圍堰下沉時能準確達到設計位置。錨碇塊初步考慮采用混凝土錨，設 計錨重采用W=2.5R （W為錨重，R為錨碇力）配置，每個混凝土錨的重量 為7T左右。根據(jù)水流速度及圍堰的入巖深度情況，選擇合適噸位的多個錨對圍堰 進行錨碇。初步考慮從上游分三個方向，兩兩成45角，下游分兩個方向， 成90角進行錨碇；同時可以通過調整錨繩的松緊程度，調整鋼圍堰的偏位 情況。錨繩利用3T的卷揚機拉緊，鋼絲繩的規(guī)格為19.5mm,每根錨繩 的長度初步考慮為40m左右。鋼圍堰的封底鉆孔鋼護筒的安裝鋼護筒的安裝是在圍堰清碴完成后進行。護筒采用8mm鋼板加工而成的整體式全鋼筒，內

15、徑大于設計樁徑 20cm，高度按底口接觸封底砼底面，上口高于圍堰頂面100cm左右。安裝前先將圍堰頂找平，然后在圍堰上拼裝鉆孔平臺。平臺主梁采用 貝雷片，在貝雷片上用型鋼焊接井字架，進行護筒的定位，圍堰面與貝雷 梁的接觸點要用10mm厚的鋼板進行補強，并且內外壁之間要適當增加角 鋼斜撐，以增加圍堰的承載能力。護筒通過井字架下放，用浮吊吊裝護筒精確就位，然后用浮吊帶動震 動錘將護筒震動下沉至設計標高或下沉至不能下沉為止。著床后為防止封底時下部移位，在護筒內拋填砂袋進行固定。所有護 筒就位后，用型鋼連接使其形成一個整體，增加穩(wěn)定性。平臺的安裝鉆孔固定平臺底面標高和圍堰頂面標高相同。封底完畢后，在貝

16、雷梁 上橫橋向均布I22a工字鋼，間距a=1.5m；工字鋼頂上滿鋪20X 20cm方木， 作為平臺面層。為了保證平臺的承載能力，必要時在護筒上焊接牛腿，增 加貝雷梁的支撐點。在布設面層方木時預留出鉆孔樁位置2x2m空檔）并 在已成樁或暫不鉆孔的空檔上鋪放鋼制并蓋，以免出現(xiàn)危險。平臺施工用 運輸船將型鋼、方木等材料分別運到墩位，由浮吊配合吊裝就位。圍堰封底在基底清理和護筒安裝完成后，即可用46根30cm的導管進行圍堰 內水下混凝土封底。封底前根據(jù)河床的沖刷程度，由潛水員用砂漿袋封堵鋼圍堰刃腳下的 縫隙以免封底混凝土流出，為了將護筒和基底之間的縫隙盡量堵住，不使 混凝土流入護筒內，采取先在護筒內灌

17、注一層水下混凝土堵縫的措施。導管在工作平臺上預先分段拼裝，吊放時再逐漸接長，下放時保持軸 線順直。導管口下沉至巖面后提升至距巖面2040cm,然后用倒鏈固定在 工作平臺上。封底導管的布置要特別注意使混凝土在鋼護筒周圍和圍堰內 的流動順暢。封底前后設置測點進行測點標高的測定，確保封底厚度基本 一致。封底混凝土為水下不分散混凝土，所配制的混凝土緩凝時間為48h,坍 落度為1822cm。為保證封底混凝土的質量，必須連續(xù)供應并在盡可能短 的時間內完成灌注。雙壁鋼圍堰施工順序見下頁。鉆孔樁、承臺、墩身施工鉆孔樁施工：封底完畢，改裝封底平臺使之成為鉆孔平臺，在平臺上 布置4臺鉆機鉆進成孔。鉆孔時必須根據(jù)不

18、同的地質情況，合理的選擇鉆 進參數(shù)。承臺施工：鉆孔灌注樁砼灌注完畢樁身砼終凝后，排除圍堰內的水， 鑿除樁頭砼清除樁頭鋼筋上附著的臟物，并將樁頭砼清理干凈，綁扎鋼筋， 組立模板，承臺模板采用組合鋼模，砼由岸上拌合站生產(chǎn)，輸送泵輸送到 墩位處，浮吊配合澆注。墩身施工：承臺養(yǎng)護到一定強度后即可用浮吊將加工好的墩身鋼筋籠 吊裝就位。鋼筋籠調整、固定后，即組立墩身模板。為保證施工質量及墩 身外表美觀，墩身模板采用拼裝式鋼模板，模板接縫處用法蘭盤連接，用 浮吊拼裝就位，接縫處用膠條密封，以防漏漿。砼在拌合站拌合，運輸船 運至墩位，用浮吊吊裝通過串桶澆灌入模，用插入式振動器振搗，每層澆 筑厚度不超過30cm，以保證振搗密實。拆模后用塑料薄膜將墩身包裹，并 灑水養(yǎng)護，同時冬季采取保溫措施。鋼圍堰的割除承臺、墩身施工完畢后，在低水位時進行圍堰的割除。因為此時圍堰 內外的