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1、粤海铁路通道工程海安南站铁路栈桥主墩钢围堰拼装下沉施工工艺三桥施 07编写：叶李复核：孙迎春总工程师：吴云月大桥局三桥处粤海铁路通道工程指挥部二000年二月、工程概况 粤海铁路通道工程海安南站铁路栈桥、号主墩（台）为直径1.25m的钻(挖)孔灌注桩桩基础，采用下沉带刃脚的浮式双壁钢围堰的方法辅助施工。钢围堰的作用是经水下混凝土封底后作为抽水灌注承台、墩(台)身混凝土的设施。轮渡栈桥、号主墩施工采用圆形钢围堰，围堰外径17.7m，内径16.5m，壁厚0.6m，高7.79m，围堰单个重70t（未包括刃脚填充混凝土的重量），每墩有两个，合计有四个圆形钢围堰。号主墩台采用圆端形钢围堰一个，其外形尺寸为
2、29m14.2m,半圆端内径13.0m,外径14.2m,直线部分长14.8m,壁厚0.6m,高8.0m，重128.3吨。主墩钢围堰施工布置参见附图一。、主要施工方法和地质简况一、施工方法双壁钢围堰在钢结构加工场分块加工制造，然后经陆地或海运运至主墩旁，由临时施工栈桥上的KH180履带式吊机逐块吊起在墩位基础处的钢围堰组拼平台上组拼，电焊成型；再由吊挂结构吊起围堰脱离组拼平台，拆除围堰下沉相碰的平台杆件，然后下放围堰至自浮水面；往围堰隔舱内灌混凝土，使其刃脚落入海床覆盖层，继续灌混凝土并配合围堰内吸泥使围堰下沉至设计标高位置-0.6m。主要施工工艺流程参见附图二。二、地质简况主墩处地表分布有第四
3、系海积淤泥，下伏基岩为第四系玄武岩，以下为湛江组砂粘土。岩性组成特征如下：1、覆盖层（淤泥层）：厚绿色，流塑状，厚度0.8-1.6米；2、玄武岩层： 风化极严重带（W4）紫红色，厚1.5-3.0米,=0.22 Mpa； 风化严重带（W3）：褐黄色，灰黄色，厚1.0-5.0米，=0.30Mpa； 风化颇严重带（W2）：节理裂隙发育，气孔状构造，=0.60Mpa； 风化轻微带（W1）：深灰色，灰黑色，岩石完整，较坚硬，=0.90 Mpa。3、砂粘土层：棕色，灰黄色，具半成岩作用，=0.23 Mpa。、主墩台钢围堰底设计标高低于承台底2.0米，围堰顶高于一般高潮水位0.8米，即围堰底标高在（-5.8
4、m-6.0m）之间 ，顶标高为+2.0m，钢围堰刃脚进入玄武岩层的W4风化极严重带.、施工工艺流程 钢围堰拼装下沉工艺流程框图如下：、钢围堰拼装下沉一、准备工作1、钢围堰分块制造钢围堰由竖向角钢为加劲肋的内、外壁板及数层环形水平桁架组合成一个整体（号台围堰壁板间还设有连接桁梁），在内外壁板间设有垂直状的隔舱板，把围堰等分成互不连通的舱；圆形围堰设八个隔舱板分八个舱，圆端形围堰设十四个隔舱分十四个舱。钢围堰分块制造安装组拼平台并放线作支垫平台上逐块吊拼合拢成型后检查，壁板作渗漏试验拼焊下沉导向，安装吊挂结构稍微吊起围堰，拆除刃脚支垫烧割平台承重梁，拆除下沉相碰杆件、支撑放松10吨倒链，下放围堰入
5、水自浮隔舱内灌混凝土下沉，刃脚进入海床覆盖层内隔舱内继续灌混凝土辅助吸泥下沉到设计位置拉缆风支撑稳固号台围堰施工需先拆除妨碍的临时施工栈桥一孔20米跨桁梁。 根据钢结构加工场情况、运输条件和KH180吊机的起吊能力，决定钢围堰分块加工制造；分块时按在平面内分块、立面内分段的办法进行。钢围堰整个结构用电焊焊接，要求密不透水。所以分块制造时应尽量减少焊接变形，亦可将分块先在加工场点焊成形，再在组拼平台上组拼成整体后全面施焊；制造好的围堰应进行水密试验。分块制造完后最好进行试拼，以确保块间接缝严密、双壁间环形桁架在同一水平位置焊接；同时对块件进行编号标识。2、钢围堰分块加工制造的同时，在墩位处已插打
6、的1.45m钢护筒上安装围堰组拼平台，并在平台上放出围堰外壁边缘线、分块位置及围堰中心位置，做好刃脚支垫。二、围堰逐块拼焊成型，安装吊挂结构1、制造并试拼好的围堰分块，经陆上卡车装运至临时栈桥上或由加工场下海船运至主墩处平台旁，用临时施工栈桥上的KH180履带式吊机按编号标识逐块吊上平台焊接组拼。2、号台围堰平台上组拼时，先拼焊栈桥两侧部分，待拆除此处一孔20米跨临时栈桥桁梁后，再行合拢拼焊成型。3、吊拼第一分块，将两端线对准分块线，刃脚外壁对准所作边缘线标记，在围堰外壁吊垂线，将分块调正后打支撑固定；4、吊装第二个分块与第一分块相接，调整对准边缘线并竖直，调对各环形水平桁架和内外壁板，焊接固
7、定，测量上口半径或内壁尺寸偏差；5、按编号依次逐块吊拼焊连直至围堰成型，此时应检查围堰平面尺寸、竖直度等，偏差值应在允许范围内。6、对块间拼接等处的焊缝用煤油作渗漏检查，对组拼好的围堰进行水密试验检查，以保证焊接围堰密不透水。7、围堰内安装下沉导向设备。8、接高1.45m钢护筒，安装围堰吊挂结构，安装各吊点滑车组，联上升降用10吨倒链，夹好各钢丝绳头。三、吊挂下沉围堰1、全面检查钢围堰尺寸、焊缝和吊挂结构，并办理下沉前签证手续。2、10吨倒链同时拽拉钢丝绳拉紧围堰，使其上升，刃脚稍离开支垫，烧割平台承重梁部分，拆除与围堰下沉相碰的平台杆件及支撑，使围堰脱空。3、慢慢松放吊点滑车组，调整倒链松放
8、速度，使围堰平衡下放直至自浮于水面。4、往钢围堰壁内对称灌水或灌混凝土加重下沉，使刃脚进入海床覆盖层（淤泥）内。5、继续向围堰隔舱内加水或灌混凝土加重，配合围堰内250吸泥机吸泥减少内壁摩阻力的办法，使围堰继续下沉直至刃脚整个支承在W4层玄武岩上的设计位置处。四、钢围堰制造、组拼、下沉施工注意事项1、钢围堰分块加工制造，胎模加工应精确，保证加工分块的圆度及尺寸；加劲肋角钢和环形水平桁架与内外壁板间应密贴后焊牢。2、分块加工时应避开隔舱板一定距离的位置切分, 要求隔舱板与壁板、角钢间焊接密实，舱间不漏水；同时为确保力的传递，围堰小横肋与竖肋、竖肋与大横肋之间应焊接牢固。3、号台围堰内壁间连接桁梁
9、安装应保证设计位置，尤其是中间有桩位的四道桁梁对位拼焊要精确；下沉时应留意桁架位置处。4、所有工地焊缝都应铲除药皮检查外观，对内外壁和隔舱板在下水前功尽弃要作渗漏试验；有渗漏者，必须铲除原焊缝认真修补。所有焊缝不允许出现“+”交叉状，且相邻两焊缝间隔不小于150mm，否则需采取措施处理。5、钢围堰水上组拼平台及吊挂结构在投入使用前，需经检查合格后方可投入使用；平台上组拼分块应支承稳固，也可拉缆风绳。6、围堰定位时，应进一步探明围堰松放点墩位处的海床情况，以防刃脚搁浅；下沉围堰应选在潮水涨落平缓、风浪较小的时机进行。7、围堰下沉时，应对称灌混凝土，在采取吸泥辅助下沉时亦应保证围堰均匀、平衡下降，
10、谨防发生倾斜；同时在吸泥过程中应向围堰内补充水，以保证任何时间围堰内水位都高于围堰外水位。8、围堰在下沉过程中发生不正常倾斜时，应探明原因，如刃脚遇有孤石、树杆、铁件等，在采取潜水工下水挖除、切割、爆破等措施进行排除后，才能继续下沉。9、围堰落入海床前应全面测量海床的变化情况，必要时应采取偏灌混凝土压重措施；围堰沉入海床后,应注意整平海床(可采取抛石的办法),使围堰周围不致出现较大的土压差。10、围堰在整个下沉过程中都应均匀平稳，下沉时“参照号墩钢围堰下沉深度与混凝土配重间近似关系表”进行。当刃脚接近设计位置时，要控制围堰顶面高差，使之不倾斜和超下沉。号墩钢围堰下沉深度与混凝土配重间近似关系表
11、状况围堰底标高围堰入水高度（m）浮力(t)自重(t)摩阻力(t)混凝土配重(t)沉降系数高潮(1.5)低潮(-0.5)高潮(1.5)低潮(-0.5)高潮(1.5)低潮(-0.5)水中-2.03.51.596.832.470.00.0-2.54.02.0112.848.570.00.042.8-3.04.52.5128.964.670.00.058.9-3.55.03.0145.080.770.00.075.0入海床-4.05.53.5161.196.870.016.7111.246.81.2-4.56.04.0177.2112.870.033.3147.282.8-5.06.54.5193.3
12、128.970.083.3223.3158.9-5.57.05.0209.4145.070.0111.0272.6208.2-5.87.35.3219.0154.770.0127.7302.3237.9-6.07.55.5225.5161.170.0138.8322.0257.7备注海水容重取1.0, 海床淤泥面标高采用-3.5米 11、钢围堰下沉至岩面后，应慎重处理。当确认围堰有一处已接触岩面，就不能再继续下沉；此时应在适当位置上将刃脚与岩面间的空隙予以支垫填紧，支垫后向围堰内灌注混凝土，使之稳妥支承在岩面上；对围堰刃脚与岩面缝隙较大的地方应用水泥砂包填住，尽量避免围堰外的泥沙流入，以保证清
13、基。五、施工质量控制要求 1、围堰组拼后允许误差： 半径或宽度0.5% 壁厚2cm 2、 下沉后允许误差： 围堰位置偏差 10cm 刃脚底面高程-6.0m 围堰倾斜面 1/50 围堰扭转 2、保证质量、安全的措施一、施工质量保证措施 按ISO9002标准要求建立质量保证体系，执行我处质量手册、25个程序文件和五公司制定的补充性文件。二、施工安全注意事项 1、拼装平台的刃脚支垫和分块的支撑必须牢靠； 2、吊拼的分块应拉缆风绳，防止摆动时碰撞已就位的分块； 3、拼装就位应打好支撑，拉好缆风绳后，吊机方可松钩； 4、电焊内外壁接缝的悬挂脚水架必须搭设稳固牢靠； 5、在内外壁上进行调整和电焊的工作人员必须拴挂安全带； 6、吊起围堰用的10吨倒链必须经事前检验合格后方准使用； 7、起吊下沉过程应分步进行，力求围堰下放均匀平衡； 8、围堰的下沉宜选用在潮水平稳、天气晴朗、风力不大的时间进行； 9、在围堰起吊下沉的施工范围应设置防护标志或派专人守护，防止过往船只意外撞击。、 主要施工机械设备主要施工机械设备表序号机械名称规格或型号单位数量备注1吊机KH180履带式50吨台1水上、岸上用2龙门吊8吨 5吨台各1钢结构加工场用3钢结构加工机械电焊机套台18钢结构加工场用4吸泥250型台2围堰
