钢围堰下水工艺

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1、3#墩围堰下水施工工艺1编制依据、范围1.1编制依据(1)蒙西华中铁路洞庭湖特大桥3#墩围堰设计图纸及说明;(2)蒙西华中铁路洞庭湖特大桥3#墩围堰专项施工方案。1.2编制范围蒙西华中铁路洞庭湖特大桥3#墩围堰下水。2工程概况蒙西华中铁路洞庭湖特大桥3#墩围堰由双侧壁组成，其外形为圆形， 内部为双壁底隔舱，无底，围堰底节下水自重约1200t，整体下水。围堰 尺寸为直径50.5m，底节高度为17m，围堰壁厚2m，底隔舱高5.762m，宽 度为2m，两条底隔舱间以桁架相连。底隔舱主要起增加围堰浮力及浇筑封 底混凝土时分区的作用。围堰结构见“图2-1”。图2-1围堰结构图（单位：mm）=慕器冲落皇1

2、/2 I3施工组织安排及资源配置3.1施工组织机构根据围堰下水施工内容，下设1个施工架子队，负责洞庭湖特大桥3# 墩围堰下水。组织机构见“图3-1”。图3-1施工架子队组织框架图3.2劳动力配置具体劳动力配置见“表3-1”。表3-1劳动力配置表序号人员人数1架子队队长12技术负责人13技术员44质量员25安全员46试验员17材料员18领工员19工班长110电工211钳工212普工413合计243.3机械设备配置机械设备及工具配置情况见“表3-2”。表3-2机械设备及工具配置计划表序号设备名称型号数量备注1高压气囊0 1.2X8.5m36条2空压机15m32台3卷扬机15t2台4六门滑轮组180

3、t2对5卡环120t4对6钢丝绳0 802对7拖轮4000HP1艘8打捞船1艘4施工总体方案及工艺流程4.1施工总体方案考虑结构本身的安全性，采用气囊支承、滚动前移整体纵向下水，即 利用气囊托起围堰，依靠围堰自重分力下滑的方法使围堰前行，至水边松 掉后面控制拉缆加速下滑入水，整体自浮，最后用拖轮及锚碇控制围堰。4.2施工工艺流程围堰下水的主要工艺流程见“图4-1 ”。图4-1围堰下水工艺流程5详细施工方法及步骤5.1吃水深度计算底节围堰全高17m，双壁和底隔舱可提供浮力，底节围堰下水结构约 1200t，可知，围堰下水后吃水为3.5m左右（计算见“附件：3#墩围堰气 囊下水计算书”）。围堰吃水深

4、度较深，底隔舱高度为5.762m，在下水过 程中由于前端吃水较深，会淹没底隔舱5m左右，需将底隔舱艉端20m进 行封闭，保证下水时底隔舱不进水，达到顺利下水的日的。5.2围堰下水场地根据现场的各种情况，初步对下水滑道的情况分析如下：考虑到围堰下滑时卷扬机、滑车组的配备，以及制造坡道与下河快冲 时的坡道过渡等因素，初步确定围堰拼装场地的坡度为1:40，此坡道的长 度为50m，围堰拼装场地前端做成1:10坡40m和1:8坡10m。具体见“图 5T。图5-1围堰下水场地布置示意图（单位：m）由于此围堰无底，故下水坡道前的水域必须保证足够的深度才能使围 堰在下水过程中不会产生触底而停止不前。坡度要求参

5、照上图的所示，20m 以外必须保证不小于10m水深。由于围堰制造场地的坡度仅为1:40，为防止在下水过程中，围堰水平 分力不足以克服摩擦力而不下滑，可在围堰艉端设置拖轮牵引来帮助围堰 下滑。5.3围堰下水拖拉设备的配备为保证围堰在滑道能够向前移动，并能控制围堰下滑的速度和大致方 向，需要在围堰上设置后拉缆。围堰初期调整在拼装场地上进行，此坡道 的坡比为1:40，则后端的地锚设计拉力为1200 （考虑了底托板和其他辅 助结构）：40=30 （t）。当围堰下滑到1:10的坡道上时，此时围堰的一半 已经在此坡道上，考虑地锚偏安全设计，可看成围堰全部在此坡道上计算 水平分力，120010=120 （t

6、），根据以上的计算数据和围堰的外形结构， 初步确定围堰下河时的牵引采用两点牵引法（两点牵引利于控制下滑方 向），牵引点的位置设在围堰壁板上，牵引点的位置必须与底隔舱位置对 齐，通过一个地锚进行固定牵引。初步选定下采用单个设计拉力为150t 的下滑地锚，提供围堰下水过程中围堰的牵引。当围堰入水浮起后，围堰 下的20mm钢托板由打捞船进行打捞回收。现场下水设备和地锚布置为：围堰艏端控制围堰下滑的地锚布置于拼 装围堰的正端头25m距离处；在围堰底隔舱对应的侧壁设置四个拉耳；根 据受力要求，地锚需提供约150t的锚固力，地锚基坑为6X5X4m，地锚 结构为混凝土埋置式，顶与地面平齐，锚力通过外露的锚环

7、传至锚体内。 在拼装场地外侧，控制拉缆通过2对180t滑车组（15t卷扬机、六门走十 二滑车组）与地锚相连，在围堰上设置牵引耳板，提供地锚牵引索的附着 点，围堰与托板之间应进行临时的限位连接。设施的平面布置见“图5-2”。变坡线A变坡线B一ansaMsMcREEi图5-2围堰下水拖拉设备布置图（单位：m）5.4辅助设施布置5.4.1钢凳钢凳为围堰制造临时性结构，由型钢焊接而成的框架形结构，底面贴 一钢板。钢凳的作用在于支撑围堰以布置气囊和增加与地面的接触面积， 保证地面在承压时不会因为地面的承载力太低而导致地面下沉。5.4.2托板围堰托板采用20mm厚钢板，托板在围堰下滑过程中的作用是保证气

8、囊工作平整及传力。为保证其工作性能须作如下处理：钢管包边：在气囊进出托板时，为不伤及气囊，不影响围堰下滑，需 将外露边用建筑钢管包边并点焊牢靠。临时限位：托板在围堰下滑时须与围堰限位并固定，以避免围堰与托 板间出现相对滑动。水平限位采用在托板上焊接卡板的形式与底龙骨翼缘 卡定，范围为托板两侧围堰前半部30m，在围堰入水自浮后后端托板因失 去气囊的支承而下落，在自重作用下逐个拉掉卡板，最后脱落。此方式有 效保证了围堰在整体入水自浮后，实现托板的自动脱落。5.4.3地锚及后拉缆为控制围堰在气囊起顶后下滑运动，以及在滑道下滑的速度和大致方 向，须设置后拉缆，控制拉缆设计拉力为150t，大于围堰自重的

9、最大下滑 分力。后拉缆采用地锚、滑车组和卷扬机进行控制。地锚布置于围堰后侧， 距围堰艏端约25m，与滑车组相连；卷扬机通过滑车组和后拉缆相连。钢凳、托板布置见“图5-3 ”。5-3钢凳、托板布置示意图5.5气囊布置及充气安装5.5.1气囊的受力计算根据围堰结构的特点，围堰下滑采用O1.2mX8.5m的气囊，其技术参数见“表5-1 ”。表5-1 O1.2mX8.5m气囊的单个承载技术参数序号气囊的工作高度H （m）工作压强（MPa）气囊承载力（t/m）10.20.1727.2420.40.1721.7930.60.1716.34气囊的有效工作长度为8m、工作高度0.6m，则单个气囊的承载力为：

10、g=8X16.34=130.72 (t)。5.5.2气囊用量的计算气囊的工作高度H取为0.6m,下水的整体重量G=1200t，围堰的托 板的有效长度为42m,按每隔3m布置一个气囊，则可布置气囊总数为28, 则气囊的安全系数K为：K=16.34X8X28 / G3.05K0= 1.2-1.4 (常规情况)考虑到围堰箱体底部结构局部强度的不均衡，通过更多的气囊来分配 围堰的重量，使局部的受力减小。由以上计算可知，选用28个气囊是安全可靠的。5.5.3围堰下气囊布置、充气围堰拼装完后，在围堰下的支承点间布置气囊，根据现场钢凳的布置， 每3.0m间距布置一个气囊，对局部超过气囊承载高度的一些位置，采

11、用 气囊下垫沙包的方法进行将围堰顶起去除钢凳。气囊布置见“图5-4”。气囊在充气前，必须先布置好地锚及卷扬机等装置，将围堰锚固牢靠， 使其在被顶起后不向前滑动。气囊充气的顺序应尽量对称、分散，相邻的 气囊分成两批次充气，当围堰下的气囊充气至围堰被抬起至0.6m高左右 后，此时，围堰脱离支承点约20cm，拆除钢垫板下的钢凳支承。支承点需 清理干净，并作地面平整，以不影响后序的气囊滚动。it lamm_m图5-4围堰气囊布置图5.6围堰下水围堰制作拼装完成后报检，经检查合格后才能准备下水工作。对围堰 滑移范围内的场地进行清理，保证无戳破气囊的尖锐物。挂好地锚钢丝绳， 开始围堰下水。下水布置见“图5

12、-5”。MBM HBH MEM图5-5钢围下水场地布置图（单位：m）5.6.1起滑气囊下水的所有准备工作就绪，具体下水日期要综合考虑当时的天 气、风力及潮水情况，在风力较小、无雨水的天气下进行。当气囊完全托 起围堰，下滑道清理完成后，慢慢放松后拉缆，在前端不断补充气囊，利 用围堰自重的分力使围堰向预定方向滑动。5.6.2断缆、下滑入水当围堰控制下滑至离水边线10m处，调整气囊，并在围堰前端放置加 速气囊后，后拉缆断缆，让围堰自由加速下滑，利用其惯性入水并向江中 滑行一段距离，使围堰后端水深满足自浮吃水深度要求。围堰断缆前工况 见“图5-6”。图5-6围堰下水断缆工况示意图5.6.3围堰稳定围堰

13、整体入水后，会在惯性、风力、水流作用下继续漂浮，围堰入水 深度增大，达到稳定入水深度，为控制围堰不至继续漂浮，待命的拖轮及 时靠近并拴绑，控制围堰使其稳定。5.6.4托板、托架回收围堰拖离现场后，打捞船进场进行底板和底托架的打捞工作。由潜水 员下水后，在托板上割套装孔，穿套装钢丝绳，并将托板割开，进行套装。 套装上托板利用打捞船送到岸边，在岸边解体后回收。6围堰下水过程中注意事项及处理措施（1）夯实并整平下水滑道区域地基。（2）打磨托板焊缝，清理滑道区，避免尖锐物划破气囊。（3）在下水区域的前沿，开挖足够深度的围堰自浮区，此深度应不小于围堰本体完全自浮所需的吃水高度的1.5倍。（4）合理布置气

14、囊。布设气囊间距应合理有效，既应保证围堰结构 的强度和刚度，又应保证气囊间距不因过近而导致气囊重叠挤压的不良情 况的发生。（5）设置地锚结构，以固定卷扬机，其受力条件满足稳定拉力不小 于围堰本体的下滑力的要求。（6）采用合适的滑轮组将围堰本体与岸边地牛牢固系结，其牵引端 与卷扬机可靠连接。（7）加固滑道的末端地基基础，保证最后脱离围堰本体的气囊不至 于因负压过重而陷入河床底部。（8）注意检查气囊的受力状态，尽量使其受力均匀。（9）及时补充围堰滚动前方的气囊，确保气囊数日，改善气囊受力 状态。（10）围堰本体依靠自身重力下滑滚动，注意相关牵引设备安全可靠， 并可通过卷扬机调整其下滑速度，使其缓慢滚动下滑，断缆后快速入水。（11）特别注意滑道末端与围堰本体自浮区交集处的气囊、围堰本体 的受力状况，确保其平稳入水。