高寒深水地區(qū)雙壁鋼圍堰拆除施工技術(shù)

高寒深水地區(qū)雙壁鋼圍堰拆除施工技術(shù)摘要：以蘭渝鐵路(蘭州樞紐)楊家灣黃河特大橋5號(hào)墩承臺(tái)為例，詳細(xì)介紹，高寒深水地區(qū)雙壁鋼圍堰拆除施工技術(shù)，本工程具有高寒、深水、流動(dòng)河水、水下作業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)，工程實(shí)踐證明此項(xiàng)技術(shù)效果良好，施工技術(shù)可行，可為今后類似工程的施工提供技術(shù)借鑒。關(guān)鍵字：高寒深水雙壁鋼圍堰拆除施工技術(shù)Abstract:theLanYurailway(lanzhouhub)YangGuWanYellowRiverbigbridge5#pierelevatedpilecapsasexamples,thepaperintroduces,alpinedeepwaterdouble-wallsteelcofferdamsofthedemolitionintheconstructiontechnology,theprojecthasthealpine,deepwater,theriverflow,underwateroperationstechnicaldifficulties,andengineeringpracticeshowsthetechnologytogoodeffect,constructiontechnologyandfeasible,andcanbefortheothersimilarprojectconstructiontoprovidethetechnologyreference.Keyword:alpinedeepwaterdouble-wallsteelcofferdamsofthedemolitionconstructiontechnology工程概況楊家灣黃河特大橋位于蘭州市東崗鎮(zhèn)，橋梁全長(zhǎng)1442.13m，雙線貨運(yùn)鐵路橋，設(shè)計(jì)43個(gè)墩臺(tái)，為保證通航要求，跨越黃河的3、4、5、6、7號(hào)墩梁體設(shè)計(jì)為(40m+64m+64m+40m)預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)梁，其中5號(hào)墩處于河道中央，水深7m，水流湍急，黃河汛期對(duì)橋梁施工影響較大，徑流量主要源于上游流域的降水和冰雪融水，年徑流量隨降雨和氣溫的變化而異，橋址有冬天寒冷的特點(diǎn)，黃河河水蘭州段枯水期為每年的1月至3月，此時(shí)徑流量小，但氣溫處于全年最低，水面氣溫平均零下15°C。該處地質(zhì)卵石覆蓋厚度2m，其下為花崗巖。5號(hào)墩承臺(tái)施工采用雙壁鋼圍堰，目前橋梁施工完畢，按黃河管理委員會(huì)要求對(duì)雙壁鋼圍堰進(jìn)行拆除，恢復(fù)原有河道，滿足通航要求，2、雙壁鋼圍堰的拆除2.1雙壁鋼圍堰組成結(jié)構(gòu)圖一：雙壁鋼圍堰組成結(jié)構(gòu)如圖一所示：雙壁鋼圍堰為內(nèi)徑19m，外徑20.4m的圓柱形鋼結(jié)構(gòu)容器，圍堰由水平桁架、豎直桁架和內(nèi)壁、外壁鋼板組合而成，水平桁架由內(nèi)壁加強(qiáng)環(huán)形角鋼、外壁加強(qiáng)環(huán)形角鋼、水平桁架斜桿角鋼組成，豎直桁架由豎直桁架立桿布置而成，雙壁由鋼板和豎直桁架立桿角鋼和水平加強(qiáng)環(huán)形角鋼焊接加工而成，雙壁間的連接由水平桁架斜桿角鋼連接呈W形，水平成環(huán)布置，水平桁架隨標(biāo)高的下降而加密，圓形圍堰又均分成10個(gè)獨(dú)立的井箱，井箱內(nèi)填滿碎石，井箱用6mm的隔艙板從圍堰頂?shù)降缀附用芊猓乐箛咄鈧?cè)受沖刷的石頭和船舶撞擊，如果圍堰局部井箱漏水，不影響其他井箱的拆除，圍堰底部密封呈三角形，便于插入卵石覆蓋和精確定位，2.2雙壁鋼圍堰與橋墩的位置關(guān)系圖二：雙壁鋼圍堰與橋墩位置關(guān)系圖如圖二所示，雙壁鋼圍堰插入卵石層1.5m，為保持內(nèi)外壁受力平衡，承臺(tái)墩身施工完畢后，圍堰內(nèi)就注入了河水，受外界溫度影響，圍堰內(nèi)靜止水流在寒冷季節(jié)結(jié)冰1m厚，受氣溫影響，靜止水流在24小時(shí)內(nèi)將會(huì)結(jié)冰，所以要求施工方案嚴(yán)謹(jǐn)，卻必須快速完成，如何快速在此低溫，拆除雙壁鋼圍堰是施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)。2.3雙壁鋼圍堰水上部分的拆除提前預(yù)置2mx2mx2m的實(shí)心混凝土塊，預(yù)埋掛鉤，用25T浮吊，將混凝土塊運(yùn)往圍堰頂部，起吊一定高度，自由落下，將圍堰內(nèi)1m厚冰層砸一窟窿，放入2臺(tái)15KW的水泵，將冰層以下的河水抽干，然后再用浮吊起吊混凝土塊將圍堰內(nèi)冰塊砸碎，浮吊配合人工清理冰塊，然后清理、沖洗墩座頂面上淤泥、雜物等。并對(duì)墩身表面缺陷及墩身上預(yù)埋件，拉桿頭進(jìn)行處理修飾，以保證枯水期，墩身外露部分表面美觀。首先清理圍堰內(nèi)碎石：沿切割面往上內(nèi)壁切開(kāi)一個(gè)1mx1m的內(nèi)壁切口，環(huán)向間距2m布置，每個(gè)井箱盡可能多的布置內(nèi)壁切口，便于圍堰內(nèi)碎石的清理，此時(shí)圍堰內(nèi)碎石隨重力作用從內(nèi)壁切口滑出，浮吊配合人工將碎石裝入舶船內(nèi)運(yùn)往岸邊，但從圍堰頂往下3m，由于溫度影響，碎石已經(jīng)與水形成了如圖三所示的塊狀堅(jiān)固的冰碎石，無(wú)法落到圍堰底部，人工操作空壓機(jī)帶風(fēng)鎬對(duì)冰碎石進(jìn)行破除，破除過(guò)程中邊破邊灑鹽，便于快捷解凍清理混合物。破除的石渣要及時(shí)清理，防止石渣二次結(jié)冰。塊狀冰碎石清理完畢后，割除從圍堰頂下2.5m的鋼圍堰，切割方法，浮吊提前將切割的圍堰塊掛住，防止切割完畢后掉河里，氧氣乙炔切割成塊，分別吊裝至舶船，運(yùn)往岸邊，25t吊車將鋼圍堰塊吊裝至車內(nèi)運(yùn)走。2.4雙壁鋼圍堰水下部分的拆除如圖四所示：為減少水下作業(yè)工程量，在圍堰內(nèi)部還未放水前，沿圓周切割內(nèi)壁鋼板，切割線與Imxlm內(nèi)壁切口底線重合，割除井箱之間隔艙板，切割隔艙板時(shí)首先檢查此井箱外壁是否漏水，如果漏水先對(duì)此井箱進(jìn)行抽水，然后對(duì)漏水處進(jìn)行水下焊接堵漏，切割時(shí)需距外壁鋼板2cm以上處燒割，不允許燒傷外壁鋼板，然后沿Imxlm內(nèi)壁切口頂線中央往上切割內(nèi)壁鋼板和內(nèi)壁水平加強(qiáng)環(huán)形角鋼，切線的位置需要超出枯水期水位10cm，保證箱內(nèi)進(jìn)水后此割縫外露水面。然后如圖五所示人員進(jìn)入兩壁之間將外壁切割面一周內(nèi)的外壁豎直桁架立桿全部割除，剩余外壁鋼板、水平桁架斜桿、內(nèi)壁桁架立桿不動(dòng)，保持圍堰自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和操作人員的安全。以上操作完畢后，往圍堰內(nèi)側(cè)注水，高度與圍堰外枯水期水位一致，然后進(jìn)行水下切割作業(yè)，由于圍堰外側(cè)水流湍急，保證潛水工水下作業(yè)效率和安全，潛水工從圍堰內(nèi)下水，從箱底Imxlm的內(nèi)壁切口進(jìn)入雙壁之間，沿提前做好的豎直切割標(biāo)志線切割外壁鋼板，并割除豎直切割線內(nèi)所有的外壁環(huán)形角鋼，豎直切割線從切割面往上超出水面10cm，然后割除切割面內(nèi)壁豎直桁架立桿，按提前計(jì)算的尺寸進(jìn)行切割，本案例是按圓幅長(zhǎng)3m，高5m，雙壁同時(shí)起吊計(jì)算重量并進(jìn)行切割，切割原則上從下游向上游對(duì)稱切割，此時(shí)圍堰剩下水上的40cm連接，再進(jìn)行水上作業(yè)將內(nèi)外壁豎直切割線內(nèi)的所有障礙進(jìn)行清除，水上作業(yè)前，需提前將需要取下的圍堰塊用浮吊吊住避免河水沖走。將圍堰塊起吊擱置在舶船上，舶船船需足以承受鋼圍堰的重量，運(yùn)往岸邊25t吊車起吊上岸。循環(huán)以上操作完成所有雙壁鋼圍堰的拆除。3、安全控制要點(diǎn)3.1設(shè)備安全：所有作業(yè)機(jī)具，必須具有相應(yīng)審核審核資料，相關(guān)檢驗(yàn)合格報(bào)告，設(shè)備部分構(gòu)件如吊車、浮吊鋼絲繩需加強(qiáng)保養(yǎng)和定期檢查，水下切割設(shè)備檢查配件是否完善、是否完好。舶船錨固繩索、發(fā)動(dòng)機(jī)是否完好。船體外壁等都應(yīng)該定期檢查。3.2人員安全：現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須具備相應(yīng)工作經(jīng)驗(yàn)，和相應(yīng)資質(zhì)，對(duì)圍堰拆除工藝流程熟悉，并有一定的緊急情況處理能力，所有現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須佩帶安全帽、安全帶和配穿救身衣，潛水作業(yè)人員必須配置保暖潛水衣，和足夠的氧氣裝置，病患不適合從事潛水作業(yè)，每位潛水工水下連續(xù)切割工作時(shí)間不得超過(guò)3小時(shí)為宜，所有機(jī)具操作人員必須具有相應(yīng)證件。3.3施工注意事項(xiàng)：切割注意事項(xiàng)：切割施工期間，船只不得碰撞圍堰，圍堰周圍作好防護(hù)標(biāo)志及防護(hù)措施。嚴(yán)禁重物掉入水中，傷害潛水工。切割時(shí)，應(yīng)禁止一切不安全的起吊工作和其它工作，同時(shí)嚴(yán)禁使用交流電焊機(jī)進(jìn)行電焊工作。為減少割條丟失，力求節(jié)約，使用時(shí)應(yīng)用布袋裝好，割條當(dāng)長(zhǎng)度約3cm時(shí)，即應(yīng)更換，以免將割刀熔結(jié)不易取出，每位潛水工對(duì)本次切割的長(zhǎng)度范圍內(nèi)進(jìn)行檢查，建議用①4mm鐵絲或焊條，從割縫中通過(guò)，確保全部切斷。起吊注意事項(xiàng)：起吊前潛水工應(yīng)全面檢查全園是否全部切斷，確認(rèn)全園切斷后，方準(zhǔn)起吊。起吊前對(duì)起重系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，并進(jìn)行交底后，方可起吊。起吊時(shí)分工要明確，統(tǒng)一指揮，開(kāi)始時(shí)起動(dòng)少許，受力均勻，起吊過(guò)程中，觀察測(cè)力器力量和測(cè)繩高度的變化，確保圍堰平穩(wěn)提起。其他注意事項(xiàng)：加強(qiáng)與氣象部門的聯(lián)系，提前知曉未來(lái)幾天的天氣變化趨勢(shì)，以便為汛期施工及汛期安全提前作好準(zhǔn)備。另應(yīng)加強(qiáng)與水務(wù)部門的聯(lián)系，密切關(guān)注主汛期的水位情況，確保服從水務(wù)部門的統(tǒng)一指揮。加強(qiáng)職工的安全教育及防汛搶險(xiǎn)教育，避免險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)發(fā)生混亂，并能在防汛指揮小組的指揮下，及時(shí)做好防汛搶險(xiǎn)工作。準(zhǔn)備先請(qǐng)公司安全處的領(lǐng)導(dǎo)來(lái)對(duì)本工地的施工人員進(jìn)行防汛安全知識(shí)講座，傳達(dá)防汛知識(shí)和要領(lǐng)，相關(guān)工程防汛措施的經(jīng)驗(yàn)。4、結(jié)束語(yǔ)本案例成功的解決了高寒、深水雙壁鋼圍堰的拆除技術(shù)的施工要點(diǎn)和難點(diǎn)，本案例切割高度5m，借鑒此案例可以考慮大于切割高度5m的雙壁鋼圍堰及相關(guān)水下鋼構(gòu)件的拆除技術(shù)，目前中國(guó)高速鐵路迅速發(fā)展，跨江跨河甚至跨海、高海拔、惡劣氣候條件的橋墩施工將屢見(jiàn)不鮮，帶來(lái)的施工難度和安