CN104047282B - 一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其通过专用运输船将在内陆预先拼装的副格钢板桩运至施工现场，由振沉用起重船将副格从运输船上起吊，并插入主副格连接桩锁口内，利用副格导向支撑架临时固定副格板桩，完成起重船卸扣、吊装振动锤的动作，然后将副格板桩分组、分层振沉至设计高程。本工艺适用于所有陆域形成工程中的格型钢板桩围堤施工，尤其适用于大型起重船不能进入的区域，如水深较浅的潮间带、机场附近的航空限高区域。陆上预拼不受现场条件的制约，特别适用于现场年有效作业时间很短的外海区域。

Description

一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺

技术领域

本发明涉及一种海上人工岛施工工艺，尤其涉及一种海上格型钢板桩大圆筒副格施工时，采用单个振动锤将场外陆域预拼装的副格分组振沉到位的方法。

背景技术

人工岛一般为在近岸浅海水域中人工建造的陆地，作为进行海上作业或其他用途的场所，大多有栈桥或海底隧道与岸相连。现代工业发达的沿海国家，滨海一带人口密集、城市拥挤，使得进一步发展和建设新企业及公用设施受到很大限制，原有城市本身的居住、交通、噪声、水与空气污染等问题也很难解决。因此，兴建人工岛，改变或改善了上述难题。人工岛是利用海洋空间的方式之一，也是一种新兴的海洋工程。

中国港珠澳大桥香港人工岛(HKBCF)是港珠澳大桥香港连接线的一个重要组成部分，经过赤腊角机场连接屯门及大屿山，占地面积约150万平米。该人工岛填海工程作为港珠澳大桥配套工程，工程的进度、质量和安全关系到整个大桥的建设与发展，顺利的实施本项目，对整个港珠澳大桥的建设有着坚实的铺垫作用。该人工岛通过在格型钢板桩大圆筒加防波堤形成的围堰内回填填料而成。

参见图1和图2，该人工岛100为在格型钢板桩大圆筒101加防波堤102形成的围堰内回填填料而成，占地面积约150万平米。其格型钢板桩岛壁结构轴线长度约5.1km，共有格型钢板桩大圆筒(101a)134只，直径分别为26.9m和31.194m。主格101a(即格型钢板桩大圆筒)与主格相连的副格101b共133组，分别为：①直径26.9m主格之间的副格直径为10.976m，共55组(110片)，单片副格由33块钢板桩组成；②直径31.194m主格之间的副格直径为15.96m，共77组(154片)，单片副格由46块钢板桩组成；③直径26.9m主格与直径31.194m主格之间的副格直径为16.296m，共1组(2片)，单片副格由47块钢板桩组成。

同时，本工程采用YSP-FXL型直腹式钢板桩，材质为S355，长度23.6～37.1m，其公称宽度为500mm，腹板厚度为12.7mm，转角为10°，理论重量为77.2kg/m。在进行格型钢板桩大圆筒施工前，应首先完成碎石垫层、土工布和碎石桩的施工，待碎石桩施工一段作业面后方可进行格型钢板桩大圆筒的施工，格型钢板桩大圆筒安装完成后，24小时内进行筒内填料回填工作。两只相邻格型钢板桩大圆筒主格安装完成并回填完成后，方可进行副格施工。

上述工程在施工过程中主要有五大难点：1)施工区域限高。2)水深浅。3)地质条件差，使得桩长较长。4)完全离岸作业，海上环保要求高。5)工期紧。

发明内容

针对通过在格型钢板桩大圆筒加防波堤形成的围堰内回填填料而形成的人工岛在施工过程中，在面临“上下左右都受限制”的现场施工条件(即施工区域限高、水深浅、地质条件差、海上环保要求高)时，难以在较紧的工期内按时完成的问题，本发明针对格型钢板桩大圆筒副格提供一种“陆上预拼、水上组合散打”的施工工艺，该施工工艺能够有效解决现有格型钢板桩大圆筒施工过程中所遇到的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，所述工艺通过专用运输船将在内陆预先拼装的副格钢板桩运至施工现场，由振沉用起重船将副格从运输船上起吊，并插入主副格连接桩(Y桩)锁口内，利用副格导向支撑架临时固定副格板桩，完成起重船卸扣、吊装振动锤的动作，然后将副格板桩分组、分层振沉至设计高程。

在优选方案中，所述预先拼装副格钢板桩时采用水陆结合的方式，陆域为材料堆场、板桩加工、起重作业场地；水域为利用运输船作为拼装场地。

进一步的，所述副格运输船为甲板承载货物，其甲板上固设有若干用于拼装的预拼支架。

进一步的，所述副格钢板桩拼装时，采用挂钩将钢板桩挂在预拼支架上，在预拼支架的上、下两处布置有T型钩，钢板桩每隔6片在相应位置焊接T型槽，用来将钢板桩与运输支架锁定；副格钢板桩预拼装片拼装完成后，在预拼装片两侧自上而下每隔15m布置有紧固装置，采用紧固螺栓将预拼装片与运输支架连接，确保预拼装片在运输途中不会晃动。

进一步的，所述运输船运输多个超高大圆筒副格钢板桩预拼装件，到现场锚泊时，采用拖轮顶推协助。

进一步的，采用1艘全回转起重船，并通过弧度与副格钢板桩组装片轴心弧度一致的弧形吊梁吊装拼装好的大圆筒副格钢板桩预拼装件。

进一步的，所述副格导向支撑架由设置在设置好的主格钢板桩之间基础支承桩以及固设在基础支承桩上的上部导向支撑架组成；

其中，基础支承桩采用6根钢管桩，分为两组根据副格的安装位置对称设置在设置好的主格钢板桩之间，每组中3根钢管桩呈等腰三角形分布，且位于待安装副格位置的内侧；

上部导向支撑架由上、中、下三层平台组成，下层平台兼起临时挂住副格钢板桩的作用，上层平台为可上下调节平台，以适应不同的副格长度和不同的自重下沉深度；同时每层平台对应副格位置设置有可伸缩平台。

进一步的，吊装副格钢板桩预拼装件安装前，将相邻大圆筒主格连接桩(Y桩)顶部接高，同时将顶部锁口切割半边锁口，作为副格下桩时的导向；副格两端Y桩导向锁口切割高度不同，以便副格一侧插入Y桩锁口后，再插入另一端Y桩锁口。

副格插入主格Y桩锁口后，若能顺利下沉至一定深度，确保副格起重解扣后站立稳定，则进行起重船吊具解扣，更换振动锤进行板桩振沉；

若下桩后，若由于主格变形，难以靠自重副格下沉至稳定的深度，则副格下桩后全部挂在导向支撑架底平台的挂钩上，并在导向支撑架中、上平台上采用葫芦拉住，以使钢板桩站立稳定，然后起重船解扣、换锤，振沉副格。

进一步的，在振沉时初期，采用6片钢板桩为一组进行振沉，后期振沉困难时，改为3片钢板桩为一组进行振沉。

再进一步的，在进行振沉时，采用对称振沉，方向为先两边，后中间。

进一步的，振沉施工前预先在弧形副格位置采用钢管桩进行冲孔，破除筒位钢板桩位置上的土工布。

再进一步的，采用钢管桩冲孔时，采用GPS定位，确保冲孔位置准确。

本发明中提供的“陆域预拼、水上散打”工艺在具体实施时能够达到以下优点：

1)格型钢板桩大圆筒弧形副格陆上预拼、水上组合散打工艺，适用于所有陆域形成工程中的格型钢板桩围堤施工，尤其适用于大型起重船不能进入的区域，如水深较浅的潮间带、机场附近的航空限高区域。陆上预拼不受现场条件的制约，特别适用于现场年有效作业时间很短的外海区域。

2)不受现场限高的约束，超长桩可以一次性完成，无需接桩。

3)陆上预拼节省了现场拼装的时间，且不受现场自然条件的制约，有效作业时间大为增加，特别适用于现场年有效作业时间很短的外海区域。

4)利用运输船直接作为大圆筒副格钢板桩拼装场地一部分，减少了拼装件落驳的环节，加强了船舶承载运输过程中的稳定性，并节省拼装场地陆域面积。既节省了成本，又增加了运输安全性。

5)采用“船架一体化”工艺，确保了运输时船舶及货物的稳定。采用“钢板桩挂锚相结合”的方式有效解决了运输过程中钢板桩预拼装片的稳定问题。

6)钢板桩分组振沉采用一条250t起重船配单个振动锤进行，适应了现场限高小、水深浅的条件，相比于整体振沉采用较大型起重船同时配六、七台大型振动锤，成本大为节省。

7)钢板桩振沉采用单锤组合散打工艺，减小了每组副格板桩之间的约束，从而有效解决了由于主格变形而引起副格难以振沉的难题。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为人工岛钢板桩格栅岛壁结构平面图；

图2为人工岛中钢板桩格栅平面布置图；

图3为本发明中预拼支架中支承钢管桩布置图；

图4为本发明中副格钢板桩弧形吊梁结构图；

图5为本发明中大圆筒副格板桩陆域预拼、水上组合散打施工流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本实例以背景技术部分所述的人工岛钢板桩格栅岛壁作为相应的施工工程，以此来具体说明格型钢板桩大圆筒副格预拼整打、接桩散打组合施工工艺的整个实施过程。

在本实例中，该工程的实施具有如下条件：

1)现场限高条件

本工程紧邻香港赤腊角国际机场，整个施工区域均位于香港赤腊角机场航空限高区，格型钢板桩大圆筒施工现场限高在+33mPD～+60mPD之间，施工设备选择受到极大限制，现有设备无法正常投入使用或使用效率极低，必须新建和改造部分设备才能适合本工程施工需要，且部分区域钢板桩还需在有限的航空限高放宽期内实施。

本工程平均海平面为1.2mPD，因此，本副格预拼整打、接桩散打组合工艺方法适用于在平均海平面以上最小净空31.8m的海域，沉设最大长度37.1m的大圆筒副格。

2)水深条件

工程施工水域海床面高程标高从-2.8mPD～-11mPD不等，在抛填碎石后，海床面实际高程会有所抬升。

本副格预拼整打、接桩散打组合工艺方法适用于在平均海平面以下最小水深3m的海域。

3)风浪条件

本工程工装支架体系计算时，最大水深取值为11m，极端波高2.2m，波浪周期5.5s，最大风速44m/s。但为了确保安全，但为了确保安全，本大圆筒副格现场下放、插入主格连接桩锁口时，需选择在风平浪静时。

4)地质条件

本工程现场海底淤泥层厚约15m～25m，设计桩长23.6m～37.1m。本副格预拼整打、接桩散打组合工艺方法适用于最大淤泥覆盖层厚约25m的海域。

5)施工区域范围限制条件

本工程完全离岸作业，现场施工期间岛体周边长期设置拦污帷幕，大圆筒施工位于狭长的区域内，总宽限制为200m，由海墙中心线起算，一侧150m，另一侧50m，实际最大施工净距约120m。因此，本副格预拼整打、接桩散打组合工艺适用于最小施工水域宽度120m的海域。

6)工期约束条件

本工程副格钢板桩桩长平均37.1m，在现场航空限高的条件下，有效作业时间太短，若采用现场散拼，工效太低，每个大圆筒副格46片钢板桩拼装耗时太长，难以满足除口门外129只格型钢板桩大圆筒开工后420天内完成的要求，因此必须选择一种预拼工艺，减少现场作业时间的方法。

综上所述，受香港国际机场航空限高的制约、局部工程水域水深较浅以及周边拦污帷幕的影响，本工程副格格型钢板桩施工工艺和施工设备都受到很大限制，只能选择特定的工艺和设备实施钢板桩工程。现有的大吨位起重船高度不能适应现场限高的要求，也难以适应水深条件，所以现场吊装件必须在高度、重量上作限制。

根据现场“限高、水浅、淤泥深、范围窄”上下左右都受约束的特点，针对直径31.194m、长37.1m的大圆筒副格格型钢板桩采用了一种陆上预拼、水上组合散打施工方法，该施工方法通过专用运输船将在内陆预先拼装的副格板桩组件运至施工现场，由振沉用起重船将副格从运输船上起吊，并插入主副格连接桩(Y桩)锁口内，利用副格导向支撑架临时固定副格板桩，完成起重船卸扣、吊装振动锤的动作，然后将副格板桩分组、分层振沉至设计高程。

为了清楚说明本实例的施工过程，以下将对施工过程中涉及到的一些装备的准备进行具体说明。

1、陆域预拼场地与码头的选择

大圆筒副格板桩预拼地点必须具备以下条件：1)具备落驳出运的条件，即要有4000吨级以上的码头；2)具备10000m2以上的面积，供材料堆放、倒运、拼装作业；3)具备能够承载起重设备的作业区；4)具备方便运输到达现场的水上航道条件。

拼装场地采用水陆结合的方式，陆域为材料堆场、板桩加工、起重作业场地；水域为利用运输船作为拼装场地。

2、专用运输船的准备

利用运输船，直接作为大圆筒副格钢板桩水域拼装场地，减少了拼装件落驳的环节，加强了船舶承载运输过程中的稳定性，并节省拼装场地陆域面积。既节省了成本，又增加了运输安全性。

专用运输船采用船、架一体化设计，即在专用运输船上设置特制预拼支架，运输支架采用电焊焊接工艺与运输船甲板连接，形成船舶整体，1/4大圆筒副格预拼装件为承载货物。

3、现场“导向支撑架”的准备

“导向支撑架”为设置在6根支承桩上的水平伸缩支架，用于副格现场下桩卸扣、更换振动锤时的操作。具备以下功能：1)钢板桩下桩定位、导向；2)钢板桩下桩后，临时支撑副格；3)水平调整副格弧度及钢板桩锁口位置；4)副格吊装时吊具生扣与卸扣。

副格“导向支撑架”主要由以下几部分组成：

1)基础支承桩

据地质条件、承载要求、各种工况和水位、气象条件等，副格拼装支架基础采用6根钢管桩作支承。这6根钢管桩11，分为两组根据副格钢板桩12的安装位置对称设置在设置好的主格钢板桩13之间，每组中3根钢管桩呈等腰三角形分布，且位于待安装副格位置的内侧(如图3所示)；每个格体钢板桩振沉后均拔除。

2)上部导向支撑架结构

上部导向支撑架由三层平台及水平伸缩杆等附属构件组成，下层平台兼起临时挂住副格钢板桩的作用，上层平台为可上下调节平台，以适应不同的副格长度和不同的自重下沉深度。

由于主格偏位，在副格总长不变的情况下会引起副格弧度的变化，因此支架每层平台对应于副格位置设计了可伸缩平台。

4、钢板桩弧形吊梁的准备

副格钢板桩组装片采用专用弧形吊梁起吊和安装，吊梁弧度与副格钢板桩组装片轴心弧度一致(如图4所示)。

具体操作时，副格钢板桩逐根悬吊在弧形吊梁上，吊桩索具穿过弧形吊梁，在其顶部通过插销固定。

5、专用吊架准备

在限高条件下，为尽可能减少起重船起重钢丝绳高度，副格板桩吊装时在专用弧形吊梁顶增设专用吊架。

施工时，弧形吊梁与专用吊架通过轴销组合在一起进行吊装作业，以减小吊装高度。

在完成上述的相关技术准备之后，确定相关的施工流程，整个施工流程参见图5。

步骤1，进行相关施工的准备，如相关设备、施工人员等各方面的准备工作。

步骤2，导向支撑架以及相关操作架的制作，并运输至施工现场。

步骤3，针对施工现场，对Y桩(即主副格连接桩)竣工位置的测量，根据测量的Y桩(即主副格连接桩)竣工位置，沉设相应的基础支承桩、吊装导向架以及操作架。

其中，导向支撑架支承钢管桩采用甲板驳上配置1台履带吊和1台液压振动锤实施沉桩，采用吊打型式。为便于钢管桩定位，在已施工的主格圆筒上设置型钢导向梁。

在完成导向支撑架支承钢管桩的沉设后，吊装导向支撑架。为满足不同工程区域限高要求，本工程副格导向支撑架吊装分别由1艘水平吊臂起重船或全回转起重船完成，导向支撑架安装后高度可满足不同区域的最低航空限高要求。

最后将导向支撑架与支承桩之间通过法兰连接。

步骤4，进行实时检测Y型锁扣钢板桩位置。

步骤5，根据检测的钢板桩位置，吊装预先组装的副格钢板桩组装片

在完成导向支撑架的吊装以及Y型锁扣钢板桩位置检测后，将吊装通过运输船运至施工现场的预先组装的副格钢板桩组装片。

其中，副格钢板桩组装片由陆域加工，并运输至施工现场。

本工程用于组装副格钢板桩的钢板桩长度23.6m～37.1m不等，由于钢板桩桩身较长，为防止钢板桩在堆放及吊装过程中产生永久变形，必须设置专用托架进行钢板桩堆存。

采用150t履带吊利用吊梁进行钢板桩场内起吊和转运，吊梁设计考虑按照3根钢板桩一捆重量设计。

钢板桩拼装前，应根据现场施工的格型钢板桩格体的位置，确定弧形副格预拼装片各钢板桩的位置，制作专门的拼装顺序图。拼装场地施工人员根据拼装顺序图，依次加工钢板桩。

由于钢板桩桩长在23.6m～37.1m的超长桩，需要采用三点吊的方式。采用150t履带吊主吊，另一台50t汽车吊配合，其中150t履带吊主吊起吊钢板桩的一端，50t汽车吊通过两点起吊钢板桩的另一端。

在组装钢板桩组件时，将堆存于陆域上的钢板桩起吊至运输船上的预拼支架上，拼接首片钢板桩时将钢板桩挂至预拼支架的顶横梁上的挂钩上，并插好T型销作为下片钢板桩拼接时的基准。

在首片钢板桩拼接完成后利用一导向装置，为后续拼接钢板桩提供导向，依次拼接剩余钢板桩。

在副格运输船上完成多个副格钢板桩组片的预组后，通过运输船运至施工现场。

在运输过程中，采用“钢板桩挂锚相结合”的方式解决运输过程中钢板桩预拼装片的稳定问题。钢板桩拼装时，采用挂钩将钢板桩挂在运输支架上，在运输支架的上、下两处布置有T型钩，钢板桩每隔6片在相应位置焊接T型槽，用来将钢板桩与运输支架锁定。钢板桩预拼装片拼装完成后，在预拼装片两侧自上而下每隔15m布置有紧固装置，采用紧固螺栓将预拼装片与运输支架连接，确保预拼装片在运输途中不会晃动。

在运输到现场锚泊时，采用拖轮顶推协助。

对于由运输船运至施工现场的副格钢板桩组片，采用1艘全回转起重船进行吊装，为满足限高要求，减少起重船钢丝绳高度，采用专用吊架与弧度与副格钢板桩组装片轴心弧度一致的弧形吊梁组合吊装。

具体的，弧形吊梁顶增设专用吊架，弧形吊梁与专用吊架通过轴销组合在一起进行吊装作业。具体操作时，副格钢板桩逐根悬吊在弧形吊梁上，吊桩索具穿过弧形吊梁，在其顶部通过插销固定。

步骤6，再将副格钢板桩组片整体吊装到相应的位置后，整体沉放。

在副格钢板桩组片整体沉放前，将相邻大圆筒主格连接桩(Y桩)顶部接高，同时将顶部锁口切割半边锁口，作为副格下桩时的导向。副格两端Y桩导向锁口切割高度不同，以便副格一侧插入Y桩锁口后，再插入另一端Y桩锁口。

副格插入主格Y桩锁口后，若能顺利下沉至一定深度，确保副格起重解扣后站立稳定，则进行起重船吊具解扣，更换振动锤进行板桩振沉。

若下桩后，由于主格变形，难以靠自重副格下沉至稳定的深度，则副格下桩后全部挂在导向支撑架底平台的挂钩上，并在导向支撑架中、上平台上采用葫芦拉住，以使钢板桩站立稳定，然后起重船解扣、换锤，振沉副格。

在沉放后进行副格拼装时，每3片钢板桩桩顶以下某位置焊接，连接为一体，以防分组振沉时，产生带桩现象。

步骤7，在完成副格钢板桩组片的吊装和沉放后，将吊装起重船撤离施工现场，并将振沉船驶入相应的施工位置。

步骤8，由驶入施工位置的振沉船对沉放后的副格钢板桩组片进行分层振沉。

由于超长钢板桩刚度很弱，施工前预先在副格钢板桩位置采用钢管桩进行冲孔，破除筒位钢板桩位置上的土工布，以便弧形副格整体下放时容易穿透海床面上的土工布。采用钢管桩冲孔时，采用GPS定位，确保冲孔位置准确。

在振沉过程中，副格钢板桩采用单个振动锤分组振沉工艺。初期振沉时，采用6片桩一组进行振沉，后期振沉困难时，改为3片桩一组进行振沉。

副格振沉方向为先两边，后中间。采用对称振沉、控制振沉方向与分次振沉深度等措施，使得副格板桩尽可能适应主格板桩的变形。

步骤9，由此完成一个大圆筒副格的现场施工，拆除操作架以及导向架至下一位置。

由上可知，本实例中的工艺由四大工艺步骤组成：陆域预拼、水上运输、现场吊装、分组振沉，每个步骤均有独立的工艺特点。

陆域预拼特点：

1)大圆筒副格预拼装选择在具有4000吨级以上的码头和10000m2以上面积的内陆地区进行施工，解决了预拼场地问题及预拼件落驳难题。

2)拼装场地采用水陆结合的方式，陆域为材料堆场、板桩加工、起重作业场地；水域为利用运输船作为拼装场地，起到了既节省场地面积，又省去了陆上倒运与落驳的环节。

3)专门设计、加工了专用运输船上特制预拼支架。副格运输船为甲板承载货物：甲板上安装运输支架，运输支架采用电焊焊接工艺与运输船甲板连接。既解决了预拼支架需求，又确保了预拼件船舶运输时加固稳定问题。

4)拼装采用60m臂架的150t履带吊，有效解决了预拼吊高与吊重的问题。

5)采用150t履带吊利用吊梁进行钢板桩场内起吊和转运，解决了预拼场地材料倒运与吊装问题。

6)专门设计了拼装支架上的挂桩方式。既解决了拼装时板桩临时固定问题，又解决了预拼件至现场后的起吊问题。

水上运输特点：

1)37.1m高格型钢板桩大圆筒副格预拼装件采用水上长途运输方式，属国际首次应用。

2)在专用运输船上设置特制预拼支架。运输支架采用电焊焊接工艺与运输船甲板连接，形成船舶整体，大圆筒副格预拼装件为承载货物。该运输方式与结构均为国际首次应用。

3)采用“船架一体化”工艺，确保了运输时支架稳定。

4)运输船直接作为板桩拼装场地一部分。利用运输船，直接作为大圆筒副格钢板桩水域拼装场地，减少了拼装件落驳的环节，加强了船舶承载运输过程中的稳定性，并节省拼装场地陆域面积。既节省了成本，又增加了运输安全性。

5)采用“钢板桩挂锚相结合”的方式解决运输过程中钢板桩预拼装片的稳定问题。钢板桩拼装时，采用挂钩将钢板桩挂在运输支架上，在运输支架的上、下两处布置有T型钩，钢板桩每隔6片在相应位置焊接T型槽，用来将钢板桩与运输支架锁定。钢板桩预拼装片拼装完成后，在预拼装片两侧自上而下每隔15m布置有紧固装置，采用紧固螺栓将预拼装片与运输支架连接，确保预拼装片在运输途中不会晃动。

6)采用自航甲板驳运输多个超高大圆筒副格钢板桩预拼装件，到现场锚泊时，采用拖轮顶推协助。。

现场吊装特点：

1)格型钢板桩大圆筒副格拼装国际上有现场筒位散拼工艺、现场整体预拼装工艺，但在限高条件下，超长板桩的现场拼接无法实现。

2)本工程格型钢板桩一般桩长达到37.1m，为目前国际之最。本发明的格型钢板桩大圆筒副格板桩内陆预拼、现场散打方法属首次应用。

3)为现场临时固定副格而设计的特殊导向支撑架为国际首创，其高度设计解决了现场限高条件下难以周转使用的问题；结构设计解决了台风期工装稳定问题、超长桩整体悬挂问题、副格下桩时人工操作安全问题；支架每层平台副格位置设计了伸缩平台，有效适应了由于主格偏位引起的副格弧度变化；上层平台为可上下调节平台，适应了不同的副格长度和不同的自重下沉深度。

4)专门设计制造了专用弧形吊梁和专用过渡吊架，有效解决了限高条件下弧形副格预拼件吊装时的稳定性稳定、减小吊装钢丝绳高度问题。

分组振沉特点：

1)直径31.194m、长37.1m的格型钢板桩大圆筒副格采用单个振动锤分组振沉工艺，为国际首次应用。

2)分组振沉采用一条250t起重船配振动锤进行，适应了现场限高小、水深浅的条件，相比于整体振沉采用大型起重船同时配六、七台大型振动锤，成本大为节省。

3)施工前预先在圆筒副格钢板桩位置采用钢管桩进行冲孔，解决了副格整体下放时难以穿透海床面上的土工布的问题。

4)采用对称振沉、控制振沉方向与分次振沉深度等措施，减小了每组副格板桩之间的约束，从而有效解决了由于主格变形而引起副格难以振沉的难题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，所述工艺通过专用运输船将在内陆预先拼装的副格钢板桩运至施工现场，由振沉用起重船将副格从运输船上起吊，并插入主副格连接桩锁口内，利用副格导向支撑架临时固定副格钢板桩，完成起重船卸扣、吊装振动锤的动作，然后将副格钢板桩分组、分层振沉至设计高程；所述副格导向支撑架由设置在设置好的主格钢板桩之间基础支承桩以及固设在基础支承桩上的上部导向支撑架组成；其中，基础支承桩采用6根钢管桩，分为两组根据副格的安装位置对称设置在设置好的主格钢板桩之间，每组中3根钢管桩呈等腰三角形分布，且位于待安装副格位置的内侧；上部导向支撑架由上、中、下三层平台组成，下层平台兼起临时挂住副格钢板桩的作用，上层平台为可上下调节平台，以适应不同的副格长度和不同的自重下沉深度；同时每层平台对应副格位置设置有可伸缩平台。

2.根据权利要求1所述的一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，预先拼装副格钢板桩时采用水陆结合的方式，陆域为材料堆场、板桩加工、起重作业场地；水域为利用运输船作为拼装场地。

3.根据权利要求1所述的一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，所述运输船以甲板承载货物，其甲板上固设有若干用于拼装的预拼支架。

4.根据权利要求3所述的一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，所述副格钢板桩拼装时，采用挂钩将副格钢板桩挂在预拼支架上，在预拼支架的上、下两处布置有T型钩，副格钢板桩每隔6片在相应位置焊接T型槽，用来将副格钢板桩与预拼支架锁定；副格钢板桩预拼装片拼装完成后，在预拼装片两侧自上而下每隔15m布置有紧固装置，采用紧固螺栓将预拼装片与预拼支架连接，确保预拼装片在运输途中不会晃动。

5.根据权利要求1所述的一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，所述运输船运输多个超高大圆筒副格钢板桩预拼装件，到现场锚泊时，采用拖轮顶推协助。

6.根据权利要求1所述的一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，采用1艘全回转起重船，并通过弧度与副格钢板桩组装片轴心弧度一致的弧形吊梁吊装拼装好的大圆筒副格钢板桩预拼装件。

7.根据权利要求1所述的一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，吊装副格钢板桩预拼装件安装前，将相邻大圆筒主格Y桩顶部接高，同时将顶部锁口切割半边锁口，作为副格下桩时的导向；副格两端的Y桩导向锁口切割高度不同，以便副格一侧插入Y桩锁口后，再插入另一侧Y桩锁口；

副格插入主格Y桩锁口后，若能顺利下沉至一定深度，确保副格起重解扣后站立稳定，则进行起重船吊具解扣，更换振动锤进行板桩振沉；

若下桩后，若由于主格变形，难以靠自重副格下沉至稳定的深度，则副格下桩后全部挂在导向支撑架底平台的挂钩上，并在导向支撑架中、上平台上采用葫芦拉住，以使副格钢板桩站立稳定，然后起重船解扣、换锤，振沉副格。

8.根据权利要求1所述的一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，在振沉时初期，采用6片副格钢板桩为一组进行振沉，后期振沉困难时，改为3片副格钢板桩为一组进行振沉。

9.根据权利要求1或8所述的一种格型钢板桩大圆筒副格陆域预拼、水上散打的施工工艺，其特征在于，在进行振沉时，采用对称振沉，方向为先两边，后中间。