鋼吊(套)箱下水施工技術(shù)方案

1.適用范圍適用于處于深水中的大橋橋墩承臺(tái)鋼吊(套)箱施工時(shí)，采取氣囊法斷纜下水的施工作業(yè)。2.作業(yè)準(zhǔn)備2.1施工組織及勞動(dòng)力配備項(xiàng)目部全面負(fù)責(zé)組織、協(xié)調(diào)、管理鋼吊箱下水的施工任務(wù)，組織專業(yè)的氣囊下河施工隊(duì)伍作業(yè)。建立質(zhì)量、安全、工期的各項(xiàng)規(guī)章制度，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，確保安全、優(yōu)質(zhì)、按期完成。2.2機(jī)械設(shè)備及測(cè)量設(shè)備配置組織鋼吊箱下河與水上運(yùn)輸機(jī)械、水上起重吊船、交通船舶、臨時(shí)定位、專用氣囊及配套設(shè)備等機(jī)械設(shè)備參加本項(xiàng)目的施工。2.3施工用電采取變壓器和柴油發(fā)電機(jī)相結(jié)合的方式，總計(jì)250KVA變壓器1臺(tái)，630KVA變壓器1臺(tái)，250KW柴油發(fā)電機(jī)2臺(tái)。3.技術(shù)要點(diǎn)鋼吊箱在岸上制造，鋼吊(套)箱在重力作用下沿坡道下滑，入水后即有浮力作用；入水后懸出部分的重力矩和浮力矩都同時(shí)在增加，在重力矩和浮力矩相等時(shí)鋼吊(套)箱達(dá)到自浮平衡條件。具體施工內(nèi)容包括：地壟施工、下水坡道處理、下水工況計(jì)算分析、氣囊計(jì)算及布置、臨時(shí)錨碇施工、氣囊充氣并清理支撐垛、斷纜下水、下水穩(wěn)定、臨時(shí)定位、接高鋼筒割除及托板打撈等內(nèi)容。3.1沉入水深度計(jì)算底節(jié)鋼吊(套)箱全高14.5m，雙壁可提供浮力面積為394m2，下水自浮穩(wěn)定后自重約2800t（托板脫落），此時(shí)吃水深度為7.11m，加上底龍骨高度，入水深度為7.6m。鋼吊(套)箱下水時(shí)間段內(nèi)日最高、最低水位預(yù)測(cè)值詳見圖1。圖1水位變化曲線圖根據(jù)下水位置實(shí)測(cè)河床斷面圖和下水時(shí)間段水位變化，下水坡道末端22m以外即可達(dá)到7.6m的自浮水深，河床水深、坡度滿足下水要求。下水坡道斷面詳見圖2。圖2下水坡道示意圖3.2坡道計(jì)算鋼吊(套)箱總拼場(chǎng)至水中陡坎間的坡道距離約40m，根據(jù)氣囊的承載特性及受力情況，要保證通過氣囊的最大工作高度不小于0.3m，坡度調(diào)節(jié)必須分段進(jìn)行，坡度由1：40逐漸調(diào)整為1：10。3.3下水工況3.3.1計(jì)算假定(1)鋼吊(套)箱自重荷載近似按照長(zhǎng)度方向上均布，且忽略坡度影響。(2)鋼吊(套)箱箱體在下水至自浮狀態(tài)傾斜角度不變。3.3.2下水過程詳見圖3。圖3鋼吊(套)箱下水示意圖3.4計(jì)算結(jié)果分析由下水工況計(jì)算分析可得，在鋼吊(套)箱前端懸出50.5m前，鋼吊(套)箱的浮力矩小于鋼吊(套)箱自重的重力矩，在鋼吊(套)箱前段懸出50.5m以后，鋼吊(套)箱浮力矩大于重力矩，鋼吊(套)箱需維持一定角度而利于下水，由于鋼吊(套)箱動(dòng)量巨大，沖滑時(shí)間短，鋼吊(套)箱會(huì)保持初始角度沖入水中，不會(huì)因前端浮力增加過快而馬上抬頭，不致使尾部氣囊局部受力過大。坡道水深滿足安全下水要求。3.5下水布置3.5.1總體布置見圖4。3.5.2氣囊布置⑴單個(gè)氣囊的承載力詳見表2。表2φ1.2m×15m氣囊的承載技術(shù)參數(shù)表注：表中H（m）值為氣囊的工作高度，亦為箱體托板離地面的高度。⑵氣囊用量計(jì)算氣囊的工作高度H取為0.5m，下水的整體重量G≈3100t，取氣囊個(gè)數(shù)n=60，則：氣囊的安全系數(shù)K為：K＝118n／G＝118×60／3100＝2.28＞K0＝1.2～1.4（常規(guī)情況）考慮到箱體底部結(jié)構(gòu)氣囊受力不均勻，在計(jì)算時(shí)將單支氣囊受力控制在150t以內(nèi)。⑶氣囊放置、充氣鋼吊(套)箱拼裝完成，辦理完各項(xiàng)簽證手續(xù)后，拆除鋼管支撐，在混凝土支墩間布置氣囊。在直線段及部分圓弧段按每2.0m間距布置，對(duì)于與支墩矛盾的氣囊，待支墩拆除后布置。鋼吊(套)箱下兩側(cè)氣囊對(duì)稱布置。在圓弧段最前端10m范圍不考慮布置氣囊。氣囊在充氣前，必須先布置好地錨及卷?yè)P(yáng)機(jī)等裝置，將鋼吊(套)箱錨固牢靠，使其在起頂后不向前滾動(dòng)。氣囊充氣的順序應(yīng)盡量對(duì)稱、分散，相鄰的氣囊分成兩批次充氣，當(dāng)氣囊充氣至鋼吊(套)箱起頂0.9m時(shí)，鋼吊(套)箱脫離支承點(diǎn)約10cm，拆除混凝土支垛及鋼支撐。鋼吊(套)箱下共有188個(gè)支承點(diǎn)。支承點(diǎn)需清理干凈，并精心平整地面，以免影響氣囊的滾動(dòng)。3.6輔助設(shè)施布置3.6.1托板鋼吊(套)箱托板采用20mm厚鋼板，托板在鋼吊(套)箱下滑過程中的作用是保證氣囊工作平整及傳力。為保證其工作性能須作如下處理：(1)鋼管包邊在氣囊進(jìn)出托板時(shí)，為不傷及氣囊，不影響鋼吊(套)箱下滑，需將外露邊用建筑鋼管包邊并點(diǎn)焊牢靠。(2)臨時(shí)限位托板在鋼吊(套)箱下滑時(shí)須與鋼吊(套)箱限位并固定，以避免鋼吊(套)箱與托板間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)。水平限位采用在托板上焊接卡板的形式與底龍骨翼緣卡定，范圍為托板兩側(cè)鋼吊(套)箱前半部40m，在鋼吊(套)箱入水自浮后后端托板因失去氣囊的支承而下落，在自重作用下逐個(gè)拉掉卡板，最后脫落。此方式有效保證了鋼吊(套)箱在整體入水自浮后，實(shí)現(xiàn)托板的自動(dòng)脫落。圖5托板包邊示意圖3.6.2地錨及后拉纜(1)為控制鋼吊(套)箱在氣囊起頂后下滑運(yùn)動(dòng)，以及在滑道下滑的速度和大致方向，須設(shè)置后拉纜，后面控制拉纜下滑速度的拉纜設(shè)計(jì)拉力為2×100t，大于鋼吊(套)箱自重的最大下滑分力。當(dāng)鋼吊(套)箱入水后，鋼吊(套)箱下的20mm托板需由地錨卷?yè)P(yáng)機(jī)拉起回收。(2)后拉纜控制采用地錨，地錨布置于鋼吊(套)箱后側(cè)，距鋼吊(套)箱后端約30m。地錨為埋置式鋼筋混凝土錨，共設(shè)2個(gè)，每個(gè)地錨設(shè)計(jì)水平拉力為100t，尺寸為：長(zhǎng)5m，寬4m，深4m，頂與地面平齊，預(yù)埋鋼板錨環(huán)。拉纜通過100t滑車組（10t卷?yè)P(yáng)機(jī)、五個(gè)行走十字滑車組）與地錨相連。鋼吊(套)箱底龍骨上設(shè)置牽引固定點(diǎn)。(3)地錨驗(yàn)算：地錨布置如圖6所示，圖6地錨計(jì)算簡(jiǎn)圖地錨傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算KM=M穩(wěn)/M傾=P*b/（T*L）=5×4×4×2.4×2.5/（100/cos20*2.73）=480/290=1.65≥1.4上拔力安全系數(shù)KV=P/VT=P/（HT*tg20）=5×4×4×2.4/（100*0.364）=192/36.4=5.27＞2地錨因埋置較深，且該處地基為較密實(shí)土層和鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)處理地基，此處不驗(yàn)算地錨抗滑穩(wěn)定，該地錨滿足設(shè)計(jì)拉力要求。4.施工操作要點(diǎn)4.1操作要點(diǎn)4.1.1起滑(1)氣囊下河的所有準(zhǔn)備工作就緒，具體下河日期要綜合考慮當(dāng)時(shí)的天氣、風(fēng)力及潮水位情況，應(yīng)在風(fēng)力較小、無(wú)雨水的天氣下進(jìn)行，并盡量選擇高潮位時(shí)段。(2)當(dāng)氣囊完全托起鋼吊(套)箱，下滑道清理完成后，慢慢放松后拉纜，必要時(shí)在前端不斷補(bǔ)充氣囊，直至前面氣囊到達(dá)水邊。4.1.2斷纜、下滑入水鋼吊(套)箱控制下滑至水邊線，后拉纜斷纜，讓鋼吊(套)箱自由加速下滑，利用其慣性入水并向江中滑行一段距離，使鋼吊(套)箱后端水深滿足自浮吃水深度要求。在此過程中，由于鋼吊(套)箱底板的孔被托板蓋住，且后端8個(gè)圓孔已臨時(shí)封閉，所以鋼吊(套)箱內(nèi)進(jìn)水較慢，需要一定時(shí)間才能達(dá)到7.6m穩(wěn)定吃水深度。4.1.3穩(wěn)定鋼吊(套)箱整體入水后，會(huì)在慣性、風(fēng)力、水流作用下繼續(xù)漂浮，同時(shí)底板內(nèi)進(jìn)水，鋼吊(套)箱入水深度增大，達(dá)到穩(wěn)定入水深度，為控制鋼吊(套)箱不至繼續(xù)漂浮，待命的拖輪及時(shí)靠近并栓綁，控制鋼吊(套)箱使其穩(wěn)定。4.1.4托板回收托板一端預(yù)留起吊鋼絲繩和浮漂，在托板沉到河床后將其與地錨及卷?yè)P(yáng)機(jī)相連，托至近岸后，利用氣囊拖拉上岸。5.質(zhì)量控制及質(zhì)量檢測(cè)5.1鋼吊(套)箱開始不滑移控制措施鋼吊(套)箱在2.5%的拼裝坡度若開始不能下滑，可通過調(diào)節(jié)氣囊壓力，來(lái)調(diào)整氣囊的工作高度，從而改變鋼吊(套)箱的下傾坡度，必要時(shí)，則準(zhǔn)備采用裝載機(jī)或拖輪掛鋼絲繩牽引，直至鋼吊(套)箱開始下滑。當(dāng)鋼吊(套)箱被氣囊抬起后清理支承墩時(shí)，應(yīng)必須完全清理，不得有遺漏，地表之上的砼、磚等全部清退，專人檢查，同時(shí)不能有尖銳物遺留，以免戳穿氣囊。在邊坡?lián)Q填及平整時(shí)，亦應(yīng)注意類似情況。5.2鋼吊(套)箱下水速度過快，沖滑太遠(yuǎn)控制措施在鋼吊(套)箱下水前，設(shè)置柔性保險(xiǎn)長(zhǎng)纜繩，系結(jié)在水邊準(zhǔn)備的鐵錨上，保險(xiǎn)纜繩長(zhǎng)度按照鋼吊(套)箱安全距離確定，蛇行盤在水邊空地上，利用鐵錨控制鋼吊(套)箱。并配備大馬力拖輪附近待命。5.3鋼吊(套)箱在下沖階段擱淺處理措施擱淺的主要原因可能有江邊地基松軟，下滑阻力大，無(wú)法加速下滑入水，以及江邊處的水深不夠,采取的處理措施如下：5.3.1當(dāng)鋼吊(套)箱因氣囊滾動(dòng)不便而停止在江邊時(shí)，可通過江中的拖輪向江中拖拉，同時(shí)左右搖晃方式，使鋼吊(套)箱入水并自浮。5.3.2若上述處理方法無(wú)效，則采用在鋼吊(套)箱前端注水，使后端翹起，減輕鋼吊(套)箱后端對(duì)邊坡的壓力，從而減小向江中下滑阻力的辦法促使鋼吊(套)箱入水。5.4鋼吊(套)箱側(cè)板漏水處理措施鋼吊(套)箱側(cè)板密封焊接質(zhì)量不合格，或者鋼吊(套)箱在移動(dòng)、下水過程中結(jié)構(gòu)局部受力過大，造成局部焊縫裂開，導(dǎo)致側(cè)板進(jìn)水，應(yīng)備用水泵及時(shí)抽水，并補(bǔ)焊小隔倉(cāng)或采用專用堵漏材料進(jìn)行堵水。6.安全6.1項(xiàng)目經(jīng)理是安全生產(chǎn)第一責(zé)任人，全面負(fù)責(zé)本項(xiàng)目的安全生產(chǎn)工作。為了確保安全管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目部配備足夠的安全管理人員，并建立如下安全管理機(jī)構(gòu)，全面負(fù)責(zé)本項(xiàng)目的安全生產(chǎn)管理工作。6.2建立、健全各級(jí)安全崗位責(zé)任制，建立各項(xiàng)安全生產(chǎn)規(guī)章制度和安全操作規(guī)程，建立相應(yīng)的內(nèi)部考核制度，責(zé)任落實(shí)到人。充分發(fā)揮各級(jí)專職安檢人員的監(jiān)督作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除安全隱患。6.3開工前要制訂好安全生產(chǎn)保證計(jì)劃，根據(jù)各施工階段的特點(diǎn)，開列危險(xiǎn)源清單，編制出針對(duì)性的安全技術(shù)措施。（包括施工用電、腳手架、起重吊裝等專項(xiàng)方案）。安全技術(shù)措施要周密而有針對(duì)性，安全措施方案需經(jīng)單位有關(guān)部門批準(zhǔn)，并報(bào)安全監(jiān)理審核。6.4施工前，工地負(fù)責(zé)人必須向全體施工人員進(jìn)行安全生產(chǎn)總交底，其內(nèi)容應(yīng)做到面廣，突出重點(diǎn)。6.5施工現(xiàn)場(chǎng)要有醒目的安全標(biāo)語(yǔ)，安全警告標(biāo)示牌和指示牌，消防器材分布圖。大中型機(jī)具設(shè)備包括船舶要有安全操作規(guī)程。6.6現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員必須經(jīng)過安全培訓(xùn)和崗前教育，合格后方可上崗，特殊工種人員（車輛及船舶駕駛、吊車船司機(jī)、電工、焊工、架子工、起重工、指揮等）必須持證上崗。6.7所有進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員必須戴好安全帽，作業(yè)人員必須穿戴與其工作相適應(yīng)的個(gè)人防護(hù)用品。高處作業(yè)人員必須系好安全帶，水上作業(yè)人員必須穿救生衣。6.8施工現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備必須符合建設(shè)部《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》（JG46-88），輸電線路必須采用三相五線制和“三級(jí)配電二級(jí)保護(hù)”。6.9所有施工機(jī)具設(shè)備、施工用船舶、壓力容器、機(jī)動(dòng)車輛（包括外借設(shè)備）的進(jìn)場(chǎng)，均要進(jìn)行認(rèn)真檢查驗(yàn)收，填寫驗(yàn)收記錄。大型機(jī)械的保險(xiǎn)、限位裝置防護(hù)指示器等必須齊全可靠。6.10高處作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行JGJ80-91《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行施工，搭設(shè)施工腳手架時(shí)必須持有經(jīng)批準(zhǔn)的專項(xiàng)施工方案，并已進(jìn)行過安全技術(shù)交底。架子搭設(shè)完畢應(yīng)有專人驗(yàn)收，合格簽字，掛牌后方可正式啟用。6.11腳手架操作平臺(tái)等周邊要按規(guī)定搭設(shè)防護(hù)欄桿和踢腳板，外側(cè)和底面要掛設(shè)安全網(wǎng)。人行通道要滿鋪行走道板，并綁扎牢固。登高作業(yè)要走扶梯，嚴(yán)禁攀爬，嚴(yán)禁上下拋物。進(jìn)行兩層或多層上下交叉作業(yè)時(shí)，上下層之間應(yīng)設(shè)置密孔阻燃型防護(hù)網(wǎng)罩加以保護(hù)。6.12禁止在四級(jí)及以上大風(fēng)天氣拋錨定位。6.13拋錨船拋錨后，必須盡可能地直線駛向定位船，使錨鏈、錨繩盡量順直并予拉，以便錨纜均勻受力。6.14拋錨時(shí)應(yīng)注意錨繩走向及位置，不允許錨繩不順直相互壓接。6.15拋設(shè)水下高壓電纜時(shí)，應(yīng)避免錨繩被其壓住或錨掛壞電纜。6.16拋錨前應(yīng)測(cè)定錨位處水深，確定入水錨鏈長(zhǎng)度，以防止錨鏈堆積在錨位處。6.17在用拖輪控制溜放定位船時(shí)，有關(guān)錨纜之滑車組均應(yīng)帶勁，由其逐步控制溜放，當(dāng)發(fā)現(xiàn)過錨纜有死彎或其它異常情況時(shí)，由拖輪盡力控制溜放或其它方法處理。6.18浮運(yùn)必須遵守航道、海事部門安排，在規(guī)定的封航時(shí)間內(nèi)浮運(yùn)，鋼吊箱與前、后定位船系好后即可通知航道、海事，浮運(yùn)完畢。6.19應(yīng)在拋錨處上、下游各510米處設(shè)巡邏示警船。6.20在拖輪航行中應(yīng)采用安全航速，留有避讓余地，充分保證底節(jié)鋼吊箱的安全浮運(yùn)，另外定位船、臨時(shí)定位船上應(yīng)配備救生圈，船旁有救生小船。6.21要有足夠的通訊聯(lián)絡(luò)設(shè)備。6.22嚴(yán)明各工作小組的工作職責(zé)及紀(jì)律，由專人統(tǒng)一指揮。6.23嚴(yán)格檢查錨繩、錨環(huán)、卡環(huán)、卡子、將軍柱、滑車、絞關(guān)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等所有受力構(gòu)件機(jī)具的質(zhì)量及工作情況，必須保證其能正常使用。6.24已錨定好的定位船應(yīng)設(shè)示警燈，并派人24小時(shí)值班。6.25各工作拖輪及其它船只在錨區(qū)內(nèi)行駛時(shí)應(yīng)注意錨繩，防止纏繞事故發(fā)生。6.26鋼吊箱和定位船上，白天有紅色示警旗，夜間有紅色示警燈。7.環(huán)保及文明施工7.1文明施工措施（1）成立文明施工領(lǐng)導(dǎo)小組和檢查小組，對(duì)文明施工進(jìn)行檢查指導(dǎo)。（2）建立獎(jiǎng)罰制度，對(duì)文明施工保持好的作業(yè)隊(duì)和個(gè)人獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)不好的作業(yè)隊(duì)和個(gè)人進(jìn)行處罰。（3）臨時(shí)生產(chǎn)、生活房屋如辦公室、員工宿舍、料庫(kù)等房屋排列整齊，統(tǒng)一規(guī)劃，生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)分區(qū)布置，按區(qū)設(shè)置圍欄、配置門衛(wèi)。（4）生產(chǎn)區(qū)、生活