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(biāo)段為三標(biāo)，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(biāo)高為+2.0 m,河床 底標(biāo)高-1.0m，兩個水上承臺底標(biāo)高為-3.700m，承臺位于水面以下近6m。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(shè)計 鋼套箱設(shè)計主要考慮鋼套箱抽水后承擔(dān)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(shè)計承臺的平 面尺寸，為矩形6.7Mx6.3m，每側(cè)預(yù)留寬度為0.15m。 鋼套箱下沉到位后頂標(biāo)高為+2.4m，

2、底標(biāo)高-5.1m，總高度7.5m，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厚內(nèi)層選用 6mm厚的鋼板制作，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(dāng)采用螺栓連接，聯(lián)接處用 2CM遇水膨脹橡膠 條。 2.2鋼套箱制作 （1）材料：所用的鋼材和焊接材料符合設(shè)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(yīng)力集

3、中。 （3）坡口加工：面板坡口采用刨邊機加工，保證拼裝和焊接質(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(yīng)力和變形，對于連接與面板（井壁）的焊接，兩端留 250mm 待 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

4、上進行拼裝。 2.4 鋼套箱拼裝 （1）測量復(fù)核：拼裝以前，在平臺上預(yù)先測放出鋼套箱打樣，對單塊的編 號進行復(fù)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(biāo)準(zhǔn)。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）

5、利用已經(jīng)施打的 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15cm，是鋼套箱順著定位樁就位和下沉。定位樁頂標(biāo) 高+2.85,樁底標(biāo)高-14m。鋼套箱下沉到位底標(biāo)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(guān)系到鋼套箱能否順利下沉的 關(guān)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(shè)兩道支撐,第一節(jié)兩道之城分別設(shè)置 為承臺

6、頂及承臺墊層底位置,避免影響混凝土結(jié)構(gòu)施工。 2.6 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(yīng)確保在每天的低水位進行,且第一節(jié)鋼套箱 頂部應(yīng)路出水面。 2.6.3 鋼套箱下沉計算 （1）土與鋼套箱外壁摩擦阻力計算： T=U X h 0 X f 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 1 層為 1.4m， 2 層為

7、 0.5m; f 為土與鋼套箱壁摩阻系數(shù)， KN/m2， 2 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。 可得： 摩擦力： T=U X h 0X f=27X(1.4X12.25+2.9X5.9)=925(KN) ( 2)浮力計算： B=V Xp 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； p s 為水密度,該工程為 1t/m3. (3)鋼套箱下沉需要壓重： X=K X T + -Q 公式中：

8、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=K x T + 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?。?套箱沉到設(shè)計底標(biāo)高-5.3m,封底混凝土澆筑后，套箱所受浮力： 6.8x7.2x6.8x仁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

9、.7x1.1x2.4=111.4(t)第二節(jié)、第三節(jié)灌水：27x0.23x4x仁24.84(t) 套箱封底后所受浮力：333-50-111-60-25=87 ( t)，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)每個鋼套箱配置高壓水泵(揚程120 m,單機流量130m3/h )臺、水 槍(噴嘴口徑 12mm) 2 根，水力吸泥機(口徑 25mm) 2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(yīng)用繩子吊空,不應(yīng)讓吸水頭埋在集泥坑的浮泥內(nèi)導(dǎo)致 土塊堵塞吸泥頭的網(wǎng)

10、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(shè)施安裝好后應(yīng)進行負荷試運轉(zhuǎn),要保證設(shè)備能正常運轉(zhuǎn), 水力吸泥機及水槍均應(yīng)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(yīng)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(yīng)特別注意選擇水沖吸泥的位置。對此應(yīng)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

11、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(dāng)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(yīng)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(yīng)適當(dāng)向刃腳方向?qū)ΨQ移動水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(yīng)注意控制好鋼套箱內(nèi)泥水?dāng)?shù)量，水槍應(yīng)直接沖刷土 體。當(dāng)泥水過

12、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(yīng)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(yīng)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(biāo)高刻度，利用定位樁頂標(biāo)高進行 下沉標(biāo)高和傾斜度測量，沒 2h 測量一次，必要時應(yīng)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(biāo)高，中心偏位、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(guān)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(dāng)刃腳至設(shè)計標(biāo)高河床底還有 1m 時，

13、此時進入終沉階段每小時至 少觀測一次。當(dāng)鋼套箱井下沉離設(shè)計標(biāo)高 30-50cm 時應(yīng)停止吸泥，利用鋼套箱 自沉至設(shè)計標(biāo)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(biāo)高位移和傾斜應(yīng)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，對第一次水下混凝土補漏，檢查后澆筑20cm找平 混凝土。 2.7.1xx底層混凝土施工順序 布置水下混凝土導(dǎo)管，按混凝土導(dǎo)管影響半徑為 3m 考慮導(dǎo)管的平面布置， 導(dǎo)

14、管平面的梅花樁布置。 灌注水下混凝土 -養(yǎng)護-布置抗浮設(shè)施-混凝土達到70%強度后抽干套向內(nèi) 的水井檢查補漏-封底混凝土找平層澆搗-養(yǎng)護。 2.7.2xx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80cm，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%強度后,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,所以采用常規(guī)混凝土澆筑方法。 ( 2)布置導(dǎo)管。布置導(dǎo)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

15、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(dǎo)混凝土順序,同時要確保第一根導(dǎo)管在完成 澆筑任務(wù)時混凝土應(yīng)把第二根導(dǎo)管包裹住。 ( 4)要經(jīng)常量測混凝土表面標(biāo)高,以寧高不低為原則,以防起不到止水作 用。 (5)當(dāng)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(dāng)混凝土強度達到 70%設(shè)計強度時方可開始排水。 ( 6)當(dāng)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(biāo)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。2.8抗浮和抗管涌措施 鋼