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1、南京夹江自来水厂（取水头部）二o七年四月十一日南京夹江自来水厂取水头施工方案一、概述本工程取水头采用35根800mm的钢管桩，在桩顶部夹装槽钢 支架支撑两根1800mm吸水管及取水头（喇叭口）的结构形式取水, 在喇叭前端打设5组800mm的钢管桩作为防护，每组管桩3根。 根据设计的头部结构及沉管所处位置和高程，必须首先施打钢管桩， 再进行桩抱箍与钢支架结构件安装；在顶管结束后，在工作井内将管 用闷板或阀门密封，然后水上开挖施工取出机头，再由潜水员在水 下配合水面起重船将驳船上（或陆上）联接好的水下管段沉放到安装 好的支架上，对接钢制活络半合套筒及安装钢抱箍。该段取水管线所 有施工全部在水中作业
2、。取水头施工的难点有两个，难点一:50根钢管桩施工（锤击沉桩 并35根需水下送桩），难点二:单根最长约78m、1800mm钢管的沉 放。城南水厂取水头部水上水下施工主要工程量6取水头部喇叭水下安装件27沉管哈夫水下安装件48钢管桩内清孔及配合砼灌注根50二、主要施工方案1、800mm钢管桩施打钢管桩在专业生产产家订购，在水面由平板方驳船运至施工作业 区。根据施工区域的地质条件特点，采用皖工桩801打桩船配备D80 柴油打桩锤施工。用打桩船自带GPS定位，一台全站仪校核，桩顶 高程使用打桩船自带测设设备测定，用一台水准仪复核。1. 1施工测量1. 1.1打桩定位系统在岸上选定一避风无遮挡位置设立
3、GPS基站，将各桩坐标输入打 桩船自带GPS定位系统。1. 1.2岸基复核测量角网基线的设置 三角网的基线设置，根据地形条件在岸边设一条正面基线，基 线一般为直线，根据地形情况，其长度一般为桩基纵轴长度的2.0倍。 三角网所有角度布设在30120之间，角度尽量为90测设精度符合 规范要求。基线及控制点在沉桩前完成布置，并经测量复核，控制点选择 桩身一侧，使用时检查控制点是否保护完好。沉桩平面测量 采用 1 台 J 全站仪架设于基线 1 或 2 相应控制点处进行沉桩控制，高程测量 采用水准仪，按设计高程精确测控。1.2 施工准备：1、导线点、水准点复测及校核2、施工图汇审、定位、基线及高程测量3
4、、施工船舶进场、组装、抛锚、就位1.3 施工部署 施工前，为确保水上施工安全，在施工水域划定安全区，业主 单位应与有关单位联系，发布航行通告，其作用是在作业水域禁止其 他船舶抛锚或捕捞作业，未经同意不得进入；以及为确保通航与施工 安全，请过往船只经过作业水域时，应加强了望，注意识别信号，与 作业船保持 200 米外的安全距离，缓速通过。航行通告一般包括施工 作业时间、施工范围、作业船舶、作业内容和作业方式等。1.4 钢管桩施工工艺 钢管桩运运输到现场后，沉桩采用打桩船锤击法施工，桩锤 根据施工要求选择；预制桩由陆上经自航 500t 方驳运送至作业 点附近，由打桩船进行沉桩。1.4.1起吊管桩
5、根据设计要求在管桩吊点处用油漆划线作为吊点位置，打桩船移 至桩驳时，将打桩船上的钢丝绳在桩上绕二周后用卡环固定，然后吊 起管桩。起吊时应收绳缓慢均匀，同时对钢丝绳轻轻敲打使其不在桩 身滑动而改变位置。吊桩按设计位置采用四点吊。1.4.2沉桩打桩船作业平面布置示意图1）沉桩定位控制沉桩采用常规定位技术与 GPS 定位技术。初打阶段以常规沉桩 定位为主，GPS为辅，利用常规校核GPS沉桩的正位率。GPS沉桩 定位满足要求后，采用 GPS 为主，常规打桩为辅。 常规定位：沉桩时采用1台J2经纬仪、1台全站仪，前方交会 法控制桩的平面位置，另 1 台经纬仪作为校核。标高由 1 台水准仪控 制，倾斜度由
6、桩船上桩架的俯仰平控制。 打桩船GPS沉桩定位：GPS在打桩船上进行沉桩定位，采用 “GPS沉桩定位系统”由三台固定在打桩船上的GPS流动站以RTK模式（动态）实时控制船体的位置、方向和姿态，同时配合两台固定 在船上的免棱镜测距仪测定桩身在设计标高上的实际位置，并显示在 系统计算机屏幕上。通过与设计坐标比较，进行移船就位，直至桩位 满足沉桩质量标准的要求后，方可开始沉桩。桩身的倾斜度由桩架控制。桩顶标高由安装在龙口后方的摄像机 实时测定，同时由“锤击计数器”沉桩时的锤击数，自动进行沉桩贯入 度的计算，并显示在系统计算机屏幕上。沉桩结束后，系统能自动打 印出“沉桩记录表”。在定位过程中，要注意实
7、时检查“海工工程远距 离GPS沉桩定位系统”中的三台GPS接收天线的夹角误差、距离误差、 高差误差及三台 GPS 接收机的 RTK 状态的质量因子等是否符合相应 的规范要求。另外，要用另一个固定参考站的 RTK 测量校核，互差 小于 10cm ，并取两个参考站的观测平均值。这一系统的远距离定位 精度满足沉桩质量标准的要求，确保桩基定位准确性。2）下桩 当定位完成并经测量负责确认后，可指挥下桩，下沉时由下向上逐根解除钢丝绳。在下桩过程中，测量工要全过程监测，发现桩位偏 位立即停止下沉，采取措施后可继续进行。下桩时应根据具体情况考 虑提前量。在沉桩过程中，应根据已沉桩情况对提前量进行调整。3）锤击
8、沉桩 开锤前应检查桩向、桩锤、替打在同一轴线上，防止产生偏心锤击。沉桩时应全过程连续观测，发现异常现场，应立即停锤。沉桩时 应控制沉桩速度，同时加强观测，发现异常现象及时与监理、设计联 系解决。沉桩过程中施工员及测量人员应认真及时整理好沉桩记录。4）送桩 由于本工程所有管桩都在水下，需采取送桩措施。5）停锤标准本工程沉桩锤型宜选用 D-80 型锤，沉桩标准采用以标高控制为 主，贯入度进行校核。沉桩时，按照部颁港工程桩基规范（JTJ254-98要求做好沉 桩记录和测定最后贯入度。对于 PHC 桩的沉桩控制标准如下：控制 贯入度暂定为 5-7mm/ 击。当桩顶距离设计标高尚较大，而贯入度小 于控制
9、贯入度时，应继续锤击贯入 100mm 或锤击 30-50击，其平均 贯入度不应大于控制贯入度，且桩端距设计标高不应超过 2m 。且贯 入度无增大的趋势，可停锤。当超过 2m 时应，及时与监理、设计单 位联系解决。1.4.3沉桩技术措施1、沉桩前组织技术交底，明确沉桩顺序、停锤标准、质量要求 使沉桩有关人员心中有数，按要求操作。2、测量控制人员确认无误后，可由沉桩施工员通知下桩，下桩 时测量工要全程监测，发现桩位偏位立即停止下沉，采取措施后可继 续进行。3、桩的混凝土强度必须达到设计强度及龄期后方可沉桩。4、沉桩时，应确保桩锤、替打和桩身在同一轴线上。沉桩桩顶 偏差要求：直桩不大于 10cm 。
10、5、沉桩应连续施工，中途不得人为停锤，确需停锤，应尽量缩 短停锤时间。6、沉桩过程中，出现贯入度反常，桩身倾斜、位移或桩身、桩 顶破损，应查明原因，进行必要的处理后，方可继续进行施工。7、沉桩过程中，因地基原因或遇障碍物致使桩位偏移或倾斜时， 不得强行纠偏，应会同有关方面研究处理。8、严格按设计要求的沉桩停锤标准进行沉桩控制，发现异常情 况及时与监理、设计联系解决。1.4.4沉桩安全注意事项1、沉桩时加强观察，遇较大航行波时暂停锤击。2、打桩移位时，应密切注意锚缆状态，安排船只在现场值班监督，通过吊穿心缆等措施，避免锚缆刮桩。3、在已沉基桩上挂设红灯、信号等警戒设施并安排警戒船巡逻， 确保施工
11、区域已沉桩的安全。4、对已沉桩不许系船带缆，不得支承其他构件。5、沉桩形成一定区域后，尽快夹设围囹进行加固，使基桩连成 整体，以策安全。2、钢管支架施工取水头部的钢抱箍、钢横梁及引水管托架在工厂先加工好，当 钢管桩施工完成后，以上钢构件由驳船经码头装运到现场施工水域， 安装时先将钢管支架在浮箱上进行组装，并将钢管桩上的钢抱箍与钢 横梁、引水管托架连接成整体，抱箍上的螺栓暂不拧紧，使抱箍与钢 管桩之间可以滑动，当钢支架组装完成后，用吊船将整体支架略吊起， 撤出浮箱，然后由潜水员水下引导寻的，以钢管桩作导向，将钢支架 沉放到设计标高位置，再由潜水员在水下将抱箍螺栓拧紧，如此往复， 完成所有水下钢管
12、支架安装施工。3、二次开挖取机头及土方运输陆地管道在顶进至设计并满足安装要求的位置后，首先在工作井 内将密闭阀门安装好，并将阀门关闭，确保阀门能承载设计水压。然 后使用船载液压挖掘机进行土方水下开挖，使顶管机头暴露，由潜水 员在水下将机头割除。水下土方开挖时，注意对水下管道的保护，本 次顶管机头长度为 4 米，开挖时要求有 5 米长管道完全出土，以保证 在机头切割后留有 1 米的对接安装长度。水下土方在顶管和沉管交接 界面靠大堤侧 1 米处起坡，坡比为 1：3，管道下土方的开挖高程为2.0米，以保证潜水员的安装操作需要。切割管道时潜水员测量出 切割的断面，沿管道外围设抱箍做好标识，保证切割断面
13、的工整。切 割管道前潜水员在管道上焊接吊点，由起重船定位悬吊，保持机头在 切割前后的位置稳定，保证潜水员的安全。机头水下切割完成后，起 重船将机头吊离出水，精确测量长度，推断切割断面的准确位置，为 沉管段的加工长度提供依据。水下土方由抓扬式挖泥船挖除，岸坡处 保留部分土方待管道安装好后回填，多余土方经开挖放入开底泥驳， 由泥驳运输到抛土区弃置。4、钢管（沉管）安装4.1制作考虑：钢管委托管道厂制作所有原材料购进均需严格把关，规格对应，质保书齐全，入库后 抽检作理化性能试验，工厂进行半成品制作，底座分片制作，要求其 焊缝错开，半成品制好后，由业主、设代、监理等现场检验，合格后 才可出厂，由运桩驳
14、船运至现场水域。4.2现场拼装及沉管下沉钢管安装在岸边或工作驳船上布置钢管对接施工平台，分节运输 到现场的钢管可先拼装成长节管（以适合起重起吊为原则），然后完 成拼接、焊接、接头防腐处理、质量检验等工作，钢管制作完成并经 质量检验合格后，由起重船吊起钢管调整到位，定位后，在起重船有 吊力的作用下，慢慢放置到钢支架上就位，最后由潜水员水下进行安 装。本项目共安装 2 根水下管道，自顶管和沉管的分界面起算，上游 管道长 119.7米（含取水箱长度），安装时在桩 3 轴线和 4 轴线中间 及桩 11轴线和 12 轴线中间分段，共分 3 段，安装时自岸边向江心方 向安装，3 节管道长度分别为39.4米
15、、64 米和 16.3米（含取水箱长 度）。下游管道长111.69米（含取水箱长度），安装时在桩3 轴线和 4 轴线中间及桩 10 轴线和 11轴线中间分段，共分 3 段，安装时自岸边 向江心方向安装，3 节管道长度分别为39.39米、56 米和 16.3米（含 取水箱长度）。根据变更后的设计图纸，取水头由双莲蓬头形式变成 单体的取水箱，安装时，上下游管道在取水头部与取水箱在陆上拼装 成整体后一起安装。43沉管对接由潜水员配合测量头部顶管段末端的准确距离，然后安排组管组 对管道进行加工和防腐，待钢管防腐层全部固化后，安排吊船配合将 管道拖至沉管处，取水头一端先沉放，与铺管末端连接处采用加工好 的活络半合套筒进行连接安装。水下管道的连接和安装两名潜水员配 合进行，活络半合套筒两侧的紧固螺栓应对称紧固，确保活络半合套 筒与管道之间密贴，防止连接处漏水，应按设计要求安装好橡胶止水 圈。本项目活络半合套筒长度按 12米长加工制做。5、钢管桩内灌注砼钢管桩内灌注砼时首先对管内涌土进行清除，清孔采用水下吸泥机用气举法清理，验孔合格后按照水下砼的灌注方法填充钢管桩内 砼。51清孔清孔的吸泥机具在驳船的甲板上进行水管、风管组装，水管、风 管应根据需要适当加长，组装好后由起重船舶整体起吊，在潜水员的 引导下沉放入钢管桩内，按照气举法完成钢管桩内泥土的清理。清孔 时要注意水管和风管的配合
