CN111155540A - 一种双壁钢围堰施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双壁钢围堰施工方法，包括以下步骤：将多节钢围堰底节拼装成型；浮运就位并起吊下水，使其稳定垂直地自浮于预设施工墩位处后进行锁紧定位；接高后下沉并使其稳定着床；吸泥清基后，在成型的钢围堰底节内吊插钢护筒；浇筑钢围堰底节水下混凝土进行封底；在封底混凝土上浇筑承台，在所述承台上浇筑预设施工墩身，且使墩身高于水面。利用该方法施工双壁钢围堰，具有安全可靠，能满足稳定性、抗渗及抗冲要求，同时结构简单，施工方便，便于拆除，堰基易于处理，堰体便于与岸坡连接的特点。

Description

一种双壁钢围堰施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种双壁钢围堰施工方法。

背景技术

钢围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护钢结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。常见的钢围堰有钢板桩围堰、锁扣钢管桩围堰、双壁钢套箱围堰、单壁钢套箱围堰和钢吊箱围堰。其中双壁钢套箱围堰适用于深水基础施工，主要应用于长江及主要河流基础的施工。为便于加工制造和满足结构受力要求，围堰壁厚一般为1.2m-2.0m。主要优点是围堰整体刚度及强度大，具有自浮功能，可采用先定位下沉围堰再插打钢护筒的工艺。主要不足为承台或河床面以下的材料不可回收、可回收部分的材料利用率很低，焊缝探伤及水密性试验要求高，整体沉放施工难度大，因此双壁围堰成本相对较高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种双壁钢围堰施工方法，利用该方法施工双壁钢围堰，具有安全可靠，能满足稳定性、抗渗及抗冲要求，同时结构简单，施工方便，便于拆除，堰基易于处理，堰体便于与岸坡连接的特点。

为至少解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案为：

一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据施工图纸要求制造双壁钢围堰，并将多节钢围堰底节拼装成型；

S2：将成型的钢围堰底节浮运就位并起吊下水，使其稳定垂直地自浮于预设施工墩位处后进行锁紧定位；

S3：对成型的钢围堰底节进行接高后下沉，并使其稳定着床；

S4：在成型的钢围堰底节内进行吸泥清基后，在成型的钢围堰底节内均匀吊插多根钢护筒，且使钢护筒顶面高出施工水位0.5m；

S5：根据钢护筒的位置，采用垂直导管法浇筑钢围堰底节水下混凝土进行封底；

S6：在封底混凝土上浇筑承台，在所述承台上浇筑预设施工墩身，且使墩身高于水面；

S7：将成型的钢围堰底节进行拆除，完成墩身的制造。

进一步的，所述钢围堰底节的高度比施工期最高水位高0.5m，并且在岸边拼装船上将多节钢围堰底节拼装焊接成圆端形薄壁钢结构浮体。

进一步的，所述S2具体包括：利用导向船上起吊设备将成型的钢围堰底节吊起，退出拼装船后，使成型的钢围堰底节稳定下水，然后将成型的钢围堰底节的底部和顶部所有拉缆收紧，使其保持垂直不被水流冲斜，成型的钢围堰底节起吊下水后，通过导向船四角处设置的导向架、拉绳和拉缆共同作用，使成型的钢围堰底节稳定垂直地自浮于预设施工墩位处。

进一步的，所述S2还包括：将成型的钢围堰底节顶部外壁上焊接的两个吊耳通过拉缆连接到定位平台上锁住，防止成型的钢围堰底节在接高和下沉过程中转动。

进一步的，所述S3具体包括：接高时用两个浮箱拼接施焊工作平台，且使成型的钢围堰底节顶部距施焊工作平台顶面1.4m；通过往成型的钢围堰底节内浇筑混凝土和灌水压重控制下沉。

进一步的，下沉时，在成型的钢围堰底节外围抛投钢筋石笼，稳定成型的钢围堰底节并起挡流作用，然后再浇筑5m的夹壁混凝土，增加成型的钢围堰底节自重，使其稳定着床。

进一步的，所述S4具体包括：采用空气吸泥机清除於泥和杂物，吸泥的顺序为从成型的钢围堰底节的中部开始到内壁结束，且在吸泥过程中，经常摇荡空气吸泥机的吸泥管身和移动其位置，且使空气吸泥机的吸泥管口离开泥面为15～50cm。

进一步的，所述S5具体包括：把多根导管按照钢护筒的位置均匀分布，导管间距为3～5m，导管顶部与漏斗相连，漏斗与具有一定容量的混凝土储仓相接，导管管口距基底面0.3～0.4m，导管下埋入混凝土1m以上。

本发明的有益效果至少包括：本发明利用该方法施工双壁钢围堰，具有安全可靠，能满足稳定性、抗渗及抗冲要求，同时结构简单，施工方便，便于拆除，堰基易于处理，堰体便于与岸坡连接的特点。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1：本发明所述一种双壁钢围堰施工方法，具体包括以下步骤。

S1：根据施工图纸要求制造双壁钢围堰及拼装成型，具体包括以下步骤。

S101：双壁钢围堰制造：双壁钢围堰平面为一个带刃脚的矩形双壁水密钢结构井筒，底部刃脚封闭，施工时有自浮能力。内外壁间以刚性支撑联结，并设有竖向隔舱板，把井筒平面等分成数个互不相通的隔舱，以保证围堰在下沉过程中，各舱灌水保持稳定；钢围堰的高度比施工期最高水位高0.5m。考虑到制造的困难和下沉的需要，钢围堰的壁厚（内外壁板间的距离）取1.2m，分两节下吊，钢围堰的平面尺寸根据承台平面尺寸确定。

S102：双壁钢围堰拼装：钢围堰底节拼装工作，是在岸边拼装船上进行的，将各基本单元体拼装、焊成一个圆端形薄壁钢结构浮体。钢围堰底节拼装前，应事先将两艘铁驳船连成一个整体组成拼装船，连接强度以在可能达到的荷载作用下能保持其基准面不致变动为准。在铁驳船上准确画出各单元体轮廓位置，然后沿周边逐件拼装，操作时随拼装、随调整，待全部点焊成型检查合格后，方可全面焊接，组拼不符合要求的用顶杆撑和5t链条葫芦进行校正。

S2：成型的钢围堰底节浮运就位并起吊下水，具体包括以下步骤。

S201：浮运前，要对钢围堰下水后稳定性进行检算。

S202：钢围堰底节拼装完毕经检查合格后，将拼装船与导向船组用拖轮拖至上游定位船侧，系好锚绳及拉缆，再将导向船组顺流放至预设施工墩位初步定位。

S203：通过浮位船组进行浮运。

S204：利用导向船上起吊设备将底节钢围堰吊起，使之离开拼装船船面0.1m左右，观察10min，如无反常情况则继续提升，至其高度能使拼装船退出时停止提升，然后迅速将拼装船向下游方向退出。拼装船退出后，底节围堰徐徐平稳地落入水中，然后将围堰底部和顶部所有拉缆收紧，使其保持垂直不被水流冲斜。

S205：钢围堰底节起吊下水后，通过导向船四角之导向架、拉绳、拉缆共同作用，使底节双壁钢围堰像船体一样稳定垂直地自浮于预设施工墩位处。

S3：成型的钢围堰底节接高下沉：成型钢围堰底节在接高下沉时应将每节钢围堰底节顶部外壁上焊的两个吊耳通过拉缆连接到定位平台上锁住，防止钢围堰底节在接高、下沉过程中转动。具体方法与步骤如下：

S301：钢围堰底节接高时，为方便施焊，其上口距平台顶面1.4m，并用两个浮箱拼接内壁施焊工作平台。

S302：通过计算每节钢围堰自重，分舱浇筑混凝土和灌水压重控制下沉时，使每次接头位置距施焊工作平台顶面1.4m左右。且灌水压重要待浇筑混凝土一天后进行。

S303：接口内、外壁板不吻合的部位应进行处理，接缝经油浸试验检查合格，才能往刃脚浇筑水加载使钢围堰下沉。吊耳的吊孔焊铁板封堵，防止隔舱互相串通。

S304：钢围堰底节灌水压重下沉，刃脚距河床面0.4m时，停止灌水，进行纠偏。通过导向船上调系缆设备控制钢围堰底节扭转，实现钢围堰底节的精确定位，经一夜观测未发生变化，河床无大的改变时迅速灌水着床。

S305：钢围堰底节着床后，继续灌水压重，使刃脚切入覆盖层中，稳定在河床上。

S306：用空气吸泥机吸泥下沉，用桅杆吊机吊着吸泥管升降或移位，由潜水员在水下指挥。可同时用高压射水冲刷覆盖层，提高吸泥效率，水面上观测围堰四方水位标尺，掌握下沉量和偏移情况，指挥水下作业。

S307：钢围堰底节下沉一接触岩面后，尚未最后稳定，随时可能出现倾斜和变位，需对钢围堰底节采取有效的稳定措施：在钢围堰底节刃脚加工时，预先在内壁刃脚均匀设置16个倒牛腿，并设液压支撑套箍。围堰刃尖着岩后，即用麻袋混凝土、钢板凳等在刃脚倒牛腿处进行水下支垫。必要时，用液压支承桩调节围堰倾斜。同时，在围堰外围抛投钢筋石笼，稳定围堰并起挡流作用，然后浇筑5m左右的夹壁混凝土，增加钢围堰自重，使围堰最后稳定定位。

S308：围堰初步稳定后，在围堰外再次抛填钢筋石笼和部分块石。其作用是使潜水员能安全下水工作，减缓围堰内部流速，平衡流态；使锚缆受力减小，水的局部冲刷力受到抑制；使水下封底混凝土的不平衡压力受到抵抗；封堵刃脚与岩面间较大的空隙。

S4：吸泥清基：钢围堰刃脚封堵完成确认合格后，即可进行清基工作，清底采用空气吸泥机清除於泥和杂物，把空气压缩量为40m³/min的空气压缩机放置在导向船上连接两台φ250mm的直管空气吸泥机，两台吸泥机由浮吊和桅杆吊各起吊一台工作。吸泥的顺序是从钢围堰中部开始到内壁结束。开始吸泥时，两台吸泥机同时启动，在吸泥过程中，经常摇荡管身和移动位置，以期吸泥效果最好。吸泥管口一般离开泥面为15～50cm效果最好，同时要随时升降吸泥机，以能经常吸出最稠的泥浆为标准。吸泥很久，吸泥效果仍不佳时，可采用“憋气”，即暂时将闸阀关闭，稍停2～3min，猛开风阀使风压突然增大，即可吸出较坚硬的土块或堵塞物。

根据本发明的该实例，还包括：钢围堰精确就位步骤：与水文站联系，及时观测水位及流速，围堰沉落河床工作尽量安排在水位低、流速小的时候进行。

围堰沉落河床前对墩位处河床进行一次全面的测量，若与预计不相符，不能满足围堰沉落河床后使围堰进入稳定深度及围堰露出水面的高度时，则应根据实际情况，调整围堰落床时的高度。

围堰沉落河床前，应对所有锚碇设备进行一次全面检查和调整，用调整锚绳和拉缆的办法使围堰精确定位。

纵、横向精确定位的偏差应视河床情况而定。落河床时墩位处河床由于冲刷面高差较大时，应视情况抛小片石进行河床调平，使围堰刃脚尽可能平衡着床。

S5：在成型的钢围堰底节内均匀吊插多根钢护筒：为保证钢护筒的安装精度，设有钢护筒定位架，钢护筒顶面应高出施工水位0.5m；用桅杆吊机配振动锤逐根插打钢护筒，吊插完毕后，逐根检查校正，并按先卡上层，再卡下层的顺序卡死在上下层定位架上。

S6：浇筑钢围堰水下封底混凝土：钢围堰封底混凝土采用垂直导管法浇筑，把多根导管按照钢护筒的位置均匀分布，导管间距3～5m，导管顶部装有一设导管阀门的管节与漏斗相连，漏斗上有流槽与具有一定容量的混凝土储仓相接，导管管口距基底面0.3～0.4m，导管下应埋入混凝土1m以上。混凝土浇筑前要精确探明各部位标高，应先从浇筑低洼处的封底混凝土开始。

为了保证封底混凝土的质量，必须连续供应并且在尽可能短的时间浇筑完毕。可采用水、陆并举的供应方式，通过混凝土输送泵将混凝土送到施工平台的储仓内。

根据混凝土流动度和有效浇筑半径布置足够的导管根数。按需要延缓混凝土终凝时间和提高混凝土早期强度，并据之选择混凝土配合比。

在浇筑作业平台上搭设集料槽和输送槽，用于浇筑混凝土。混凝土来料要依次，集中浇筑，加大混凝土的流动。

严格遵循水下混凝土浇筑规定，作好量测和记录，确保封底成功。

S7：在封底混凝土上浇筑承台，在所述承台上浇筑预设施工墩身，且使墩身高于水面。

S8：将成型的钢围堰底节进行拆除，完成桥梁墩身的制造。

综上所述：本发明利用该方法施工双壁钢围堰，具有安全可靠，能满足稳定性、抗渗及抗冲要求，同时结构简单，施工方便，便于拆除，堰基易于处理，堰体便于与岸坡连接的特点。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (8)

1.一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据施工图纸要求制造双壁钢围堰，并将多节钢围堰底节拼装成型；

S2：将成型的钢围堰底节浮运就位并起吊下水，使其稳定垂直地自浮于预设施工墩位处后进行锁紧定位；

S3：对成型的钢围堰底节进行接高后下沉，并使其稳定着床；

S4：在成型的钢围堰底节内进行吸泥清基后，在成型的钢围堰底节内均匀吊插多根钢护筒，且使钢护筒顶面高出施工水位0.5m；

S5：根据钢护筒的位置，采用垂直导管法浇筑钢围堰底节水下混凝土进行封底；

S6：在封底混凝土上浇筑承台，在所述承台上浇筑预设施工墩身，且使墩身高于水面；

S7：将成型的钢围堰底节进行拆除，完成墩身的制造。

2.根据权利要求1所述的一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，所述钢围堰底节的高度比施工期最高水位高0.5m，并且在岸边拼装船上将多节钢围堰底节拼装焊接成圆端形薄壁钢结构浮体。

3.根据权利要求2所述的一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，所述S2具体包括：利用导向船上起吊设备将成型的钢围堰底节吊起，退出拼装船后，使成型的钢围堰底节稳定下水，然后将成型的钢围堰底节的底部和顶部所有拉缆收紧，使其保持垂直不被水流冲斜，成型的钢围堰底节起吊下水后，通过导向船四角处设置的导向架、拉绳和拉缆共同作用，使成型的钢围堰底节稳定垂直地自浮于预设施工墩位处。

4.根据权利要求3所述的一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，所述S2还包括：将成型的钢围堰底节顶部外壁上焊接的两个吊耳通过拉缆连接到定位平台上锁住，防止成型的钢围堰底节在接高和下沉过程中转动。

5.根据权利要求1所述的一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，所述S3具体包括：接高时用两个浮箱拼接施焊工作平台，且使成型的钢围堰底节顶部距施焊工作平台顶面1.4m；通过往成型的钢围堰底节内浇筑混凝土和灌水压重控制下沉。

6.根据权利要求5所述的一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，下沉时，在成型的钢围堰底节外围抛投钢筋石笼，稳定成型的钢围堰底节并起挡流作用，然后再浇筑5m的夹壁混凝土，增加成型的钢围堰底节自重，使其稳定着床。

7.根据权利要求1所述的一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，所述S4具体包括：采用空气吸泥机清除於泥和杂物，吸泥的顺序为从成型的钢围堰底节的中部开始到内壁结束，且在吸泥过程中，经常摇荡空气吸泥机的吸泥管身和移动其位置，且使空气吸泥机的吸泥管口离开泥面为15～50cm。

8.根据权利要求1所述的一种双壁钢围堰施工方法，其特征在于，所述S5具体包括：把多根导管按照钢护筒的位置均匀分布，导管间距为3～5m，导管顶部与漏斗相连，漏斗与具有一定容量的混凝土储仓相接，导管管口距基底面0.3～0.4m，导管下埋入混凝土1m以上。