CN1884719A - 围堰内无封底混凝土、开口高低刃脚双壁钢围堰施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁水上基础施工根据河床面高程变化采用围堰内无封底混凝土、开口高低刃脚双壁钢围堰施工工艺。在河床无覆盖层、围堰内无封底混凝土的条件下提供一种安全可靠、工期短、环保、质量满足要求且经济合理的水上基础双壁钢围堰施工方案，主要包括以下2部分：①双壁钢围堰在工厂分块制造、现场拼装、整体下放。②围堰下沉到位后双壁内水封混凝土封底横向止水。这2部分都是本方案的发明技术。通过采用该施工工艺，在围堰双壁内水封混凝土、设置抗剪桩，使围堰能止水，承受外侧水压力和水流冲击力，能够正常进行承台施工。该方案对承台底贴近无覆盖层河床面、围堰内无封底混凝土，不允许水下爆破、水流湍急的施工条件下具有很强的适用性。

Description

围堰内无封底混凝土、开口高低刃脚 双壁钢围堰施工工艺

一、技术领域

本发明涉及桥梁水上基础施工根据河床面高程变化采用围堰内无封底混凝土、开口高低刃脚双壁钢围堰施工工艺。

二、技术背景

随着我国各行经济的迅速发展，铁路、公路网络的发展及完善，需要建设的水中桥梁日益增多，水上基础处的地形、地质、水文越来越复杂，水中施工对环保的要求也越来越高，水下爆破在许多水下工程已被限制。在基础处无覆盖层，岩面倾斜的情况下，此基础承台若采用常规的围堰内封底混凝土方法止水来施工，没有封底混凝土厚度的空间，而又不允许进行水下爆破作业来开拓空间，因此只能采取非常规的外止水方法来进行承台施工。

三、发明目的

本发明的目的是针对上述现状，旨在河床无覆盖层、围堰内无封底混凝土施工条件下提供一种安全可靠、施工工期短、环保、质量易于保证且经济合理的桥梁水上基础双壁钢围堰施工方案。

四、发明内容

1、本方案主要包括以下2部分：①开口高低刃脚双壁钢围堰工厂分块制造、现场拼装。②双壁钢套箱围堰下沉到位后围堰壁内水封混凝土封底。这2部分都是本方案的发明技术。

2、本方案的施工流程：开口高低刃脚双壁钢围堰工厂分块制造→围堰浮式吊架大梁及垫档铁驳组拼、定位系统施工→围堰拼装，内支撑、下放导向安装→围堰浮运至墩位→主尾锚及导向船边锚施加预拉力，钢围堰平面精确定位→围堰下放→双壁钢围堰壁内、外堵漏，钻孔桩施工及清基→双壁钢围堰壁内进行水封封底→抽水、进行承台施工。

3、双壁钢围堰设计、制造、拼装、浮运：充分考虑双壁钢围堰在施工过程中各个工况的受力、稳定及构造要求，充分考虑双壁钢围堰运输、组拼方便。

(1)双壁钢围堰设计计算工况

①双壁钢围堰浮运到位后定位锚碇形成平面约束(预施张拉力)，此时最大流速产生的水流阻力与风阻力同方向，由锚碇承受。

②双壁钢围堰壁内进行水封封底，水封混凝土达到强度后抽干围堰内水，此时最大流速对围堰产生的水流冲击力和围堰侧压力的不平衡力，由抗剪桩和围堰与河床摩擦力承受。围堰双壁承受围堰内外水头差及施工船只撞击力。

(2)双壁钢围堰制造、运输

①按照围堰施工图双壁钢围堰竖向分段、平面分块制造，每块重量控制在起吊设备起重曲线范围内。

②双壁钢围堰所用板材、型材进行预处理下料加工，在胎架上焊拼成型，所有焊缝进行探伤检查，除满足受力要求外，还确保水密性良好。

③加工完毕经验收合格后采用平板汽车运抵现场码头吊机，采用码头吊机吊至运输船上运至拼装现场。

(3)双壁钢围堰拼装、浮运

拼装围堰采用在围堰浮式吊架大梁下设置垫档铁驳，采用浮吊及码头吊机进行拼装，由于围堰的刃脚是根据墩处河床标高情况而变化，因此围堰垫档船上应搭设高度不同的枕木垛，以保证围堰顶口标高一致。围堰拼装时先拼装底节围堰，底节围堰拼装完毕并焊接成整体后再拼装顶节围堰。围堰侧板拼装完毕并焊接成整体后，再安装围堰上口内支撑和围堰下放导向装置。

在围堰两侧对称设置共四个吊点，对浮式吊架进行试吊试验

围堰拼装完毕并经过检查验收后，两艘拖轮分别布置于围堰浮式吊架铁驳下游两侧，通过钢缆与铁驳相连，将围堰浮运至墩位附近，一侧临时挂在靠帮船尾部，调整另一侧拼装船锚碇系统，使之稳定。在浮运过程中，两艘拖轮应保持协调一致。

(1)将围堰整体起吊至脱离支垫0.5m，同时应高出墩位割除完毕的钢护筒顶面。

(2)拆除支架，同时对围堰支垫钢凳就地解体，并进行堆码，堆码时应注意不能超出垫挡铁驳连接工钢，避免影响垫挡铁驳抽出。

(3)4台潜水泵同时向垫挡铁驳的前舱及后舱注水，使之下沉，以便其能顺利抽出。

(4)采用两艘拖轮置于垫挡铁驳的下游将其抽出。

(5)吊架铁驳采用钢丝绳进行斜角对拉。

(6)两艘拖轮布置于拼装船下游两侧，用钢丝绳于拼装船连接，并同时发动两艘拖轮，使拼装船在流水中保持稳定。

(7)解除拼装船挂于靠帮船之钢缆。

(8)将靠帮船通过调整锚碇系统使之向一侧横移，以便拼装铁驳能顺利进如墩位处。

(9)两艘拖轮同时加力，使拼装船向上游同时移动，同时及时的调整另一侧拼装船上锚碇系统。

(10)当围堰移动至墩位中心处时，停止顶进。将拼装船与靠帮船用钢丝绳连接固定，调整另一侧拼装船锚碇系统，使之稳定。

(11)撤离拖轮。

4、围堰下放

(1)通过调整锚碇系统，对围堰进行精确定位(测量人员通过设置于围堰顶口十字中心的4个钢筋辊进行)。

(2)围堰下放，当下放至下导向到钢护筒顶口处时，此时围堰在流水的作用下上游下导向可能伸入至钢护筒内，通过调整锚碇使围堰向上游移动；若此方法仍不能调整此种状况，可采用千斤顶进行。

(3)围堰在下放过程中，4台卷扬机应同步进行，具体的做法是：围堰在下放0.5m时，即停止下放，观测人员在围堰靠近吊架立柱四角通过吊架参照物对围堰顶口进行量侧，判断围堰是否水平，若水平则继续下放，否则进行调整，直到围堰顶口水平才能继续下放。

(4)当围堰下放至上导向到钢护筒顶口处时，此时围堰在流水的作用下上游下导向可能伸入至钢护筒内，通过兜缆进行纠偏，然后进行下放。若兜缆纠偏不成功，可采用千斤顶。

(5)围堰下放至底口离河床面约0.3m左右时，测量人员对围堰进行测量，根据测量的结果，通过调整锚碇进行纠正达到精确定位。

(6)围堰下落至河床面。

5、围堰内抗剪桩的设计与施工

考虑到围堰要承受水压力及水流冲击力，在双壁内设置足够数量的抗剪桩，抗剪桩要求有一定的入岩深度。

(1)抗剪桩设计：建立围堰立体模型，通过计算程序计算(在抗剪桩的位置加铰结约束)。

(2)抗剪桩施工：安装放下比抗剪桩直径大20～30cm的钢护筒，在护筒内用冲击钻进行钻孔施工，用吸泥机清渣，在灌注水下混凝土之前安装钢筋笼，桩内混凝土与围堰内混凝土同时一次性灌注

6、围堰内水封灌注混凝土

(1)围堰底口水封堵漏：围堰外侧堵漏，用安全网一次性打包多袋沙袋，投入水中后，潜水员下水检查。围堰双壁内堵漏，潜水员在水下用小沙袋堆码堵塞，沙袋内填充装沙和水泥混合物。隔舱板堵漏，隔舱板处除焊接足够厚度的钢板刃脚与河床密贴堵漏之外，另外用沙袋来堵漏，等相邻舱水封混凝土达到一定强度后，潜水员下水清除沙袋。

堵塞工作完成后，用吸泥机对围堰双壁内基础进行清洗，潜水员检查清基效果。

(2)封底混凝土灌注

为保证封底的质量，围堰被分为多个舱，每个舱内均布置足够的导管，混凝土灌注顺序遵循先封抗剪桩后其他，先低处后高处的原则。

7、围堰内抽水，承台施工

(1)围堰内渗水处理

由于岩石裂隙的存在，抽水后还有少量的渗水，在围堰内承台模板外侧四周设置汇水沟，围堰一角设置一汇水井。水由汇水沟流至汇水井，用潜水泵将其抽至围堰外。

(2)桩基桩头处理及桩基检测

将桩基设计标高以上超封部分混凝土用风枪凿除，配合相关部门对每根桩基进行超声波检测和部分桩基钻芯取样，恢复桩头钢筋并按设计要求形成喇叭形并绑扎螺旋钢筋。

(3)承台基底处理及垫层施工

采用风枪、钢钎等工具将围堰内水封混凝土表面超过设计部分凿除并找平，在凿除多余水封混凝土过程中，对桩基周围混凝土应人工进行，防止损坏桩基。采用高压水枪或风枪将围堰内凿除的混凝土等残留物清除干净。在河床较低细沙层上浇注10cm厚C15混凝土进行找平。

(4)承台钢筋制作、运输和安装

承台钢筋加工下料在钢筋车间进行，加工下料完毕后进行编号，用平板汽车运至下河码头，用码头吊机吊至机驳后运至承台施工地点。

(5)承台模板安装

承台模板及支架应具有足够的强度、刚度和稳定性；能承受所浇注混凝土的重力、侧压力和施工荷载；保证结构尺寸的正确。

(6)承台混凝土浇注

承台为大体积混凝土结构，为防止大体积混凝土在水化过程中释放的热量影响承台内在质量，在承台内布置循环水冷确系统，在混凝土浇注到一定的时候开通循环水，以便降低承台内外温差。同时在承台内选取一定数量的点布置测温元件，随时掌握承台内混凝土温度。混凝土由水上混凝土工厂来拌制，通过混凝土输送泵泵送至承台内浇注地点进行浇注。

(7)承台混凝土养护

混凝土浇注完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施。

五、有益效果

与背景技术相比较，本发明开口高低刃脚双壁钢围堰+围堰内无封底混凝土双壁钢围堰施工方案，具有安全可靠、抗施工风险能力强、施工工期短、环保、质量易于保证且经济合理等独到的优点，这些是与双壁钢围堰采用围堰内无封底混凝土、开口高低刃脚双壁钢围堰施工工艺分不开的。

六、附图说明

图1是围堰立面布置图；

图2是围堰侧面布置图；

图3是1-1剖面、2-2剖面模板分块示意图；

图4是3-3剖面、4-4剖面模板分块示意图。

Claims (5)

1、钢围堰平面上根据起吊、运输能力合理分块在工厂分段制造、为保证水封混凝土灌注质量将围堰底节用隔舱板合理分舱，运至施工现场在铁驳船上进行组拼并焊接成整体。

2、围堰拼装完毕并经过检查验收后，采用拼装船浮式吊架将围堰整体起吊、拖轮拖运至墩位，用锚碇系统对围堰进行精确定位后下放到位。

3、钢围堰精确定位后，根据水流冲击力大小在围堰双壁内设置抗剪桩，抗剪桩要求在岩层和围堰壁内各有一定长度，在灌注水下混凝土之前安装钢筋笼，桩内混凝土与围堰内混凝土同时一次性灌注。

4、围堰外侧堵漏，为防止沙袋被水流冲走，用安全网一次性打包多袋沙袋，投入水中后，潜水员下水检查；围堰内壁堵漏，潜水员在水下用小沙袋堆码堵塞，沙袋内填装沙和水泥混合物；隔舱板堵漏，隔舱板处除焊接钢板刃脚与河床密贴堵漏之外，另外用沙袋来堵塞，等相邻舱水封混凝土达到一定强度后时，潜水员下水清除沙袋。

5、堵塞工作完成后，用吸泥机对围堰双壁内基础进行清洗，潜水员检查清基效果，合格后逐舱灌注封底混凝土，灌注顺序遵循先封抗剪桩后其它，先低处后高处的原则。