钢围堰施工方案(终)

海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-1一、编制依据1、《海滨大道北段二期工程（疏港三线～蛏头沽）施工图设计》2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）3、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）4、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)5、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD60-2004）6、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）7、《公路测量规范》（JTJ061-99）8、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ041-2000）9、《天津市钢筋混凝土桥梁耐久性设计规程》(J10862-2006)10、《混凝土用矿物掺合料应用技术规程》（J10527）11、《天津市预防混凝土碱集料反应技术管理规定》（试行）（JJG14-2000）12、《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ053-94）13、《混凝土外加剂》（GB8076）14、国家、部委和地方政府颁布的与本工程相关的技术规范及检验评定标准；二、编制说明本施工方案是根据目前业主提供的《海滨大道北段二期工程招标文件》、《海滨大道北段二期工程施工图》、《海滨大道北段二期工程招标补疑书》，以及结合实地现场勘察后编写。三、工程概况1、概述永定新河特大桥8#、9#号两个主桥墩，基础为70根直径1.8m的钻孔灌注桩，8#墩桩长为88m，9#墩桩长82m(桩顶标高：-10.35m，桩底标高：-98.35m、-92.35m)。桩为矩型布置，间距4.6m。桩上为矩型承台，平面尺寸44.4×30.6m，厚度5.5m，顶标高-5.0m，底标高-10.5m。承台埋置较深，需要采用钢围堰对承台干施工。承台结构图见图3-1。钢围堰是承台干施工的临时挡土及挡水结构及承台混凝土浇注时的侧模。为考虑下沉偏差，钢围堰内皮尺寸长度方向上比承台大30cm，宽度方向上比承台大30cm。海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-2单个钢围堰采用无底、双壁结构，厚度1.5m，高度17.7m，长宽为47.7*33.9m,设计顶标高+4.0m,底标高-13.7m，单个重重量1115t。封底混凝土标号为C25，厚度2.3m，共计2998.8m³，一次浇注完成。刃脚混凝土高度5.7m，方量1158m³。图3-1承台结构图2、水文气象地质条件(1)潮汐本区属不规则半日潮，每日两潮，滞后45分钟，一般涨潮时间为6小时，退潮时间为6小时22分钟，最大潮差可达4m，一般潮差为2～3m。潮位特征值（以大沽高程起算，下同）年最高高潮位+4.81m（1992年9月1日）年最低低潮位－2.03m（1968年11月10日）年平均高潮位+2.77m年平均低潮位0.34m平均海平面+1.56m海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-3平均潮差2.43m最大潮差4.37m（1980年10月）(2)波浪根据塘沽海洋站多年波浪实测资料统计分析得：常浪向为ENE和E向，其出现频率分别为9.68%和9.53%。强浪向ENE向，次强浪向H4％﹥1.5的出现频率为1.35%,T﹥7.0秒的频率为0.33%。设计波浪要素：波高五十年一遇H1%＝3.340m;波长L＝5.7S。本海区的年强浪向为NNW，其次是E向；常浪向为S。本海域的不利浪向为ENE，E向。(3)海流本区基本为往复流型，涨潮主流向NW，落潮主流向SE，涨潮主流向SE，涨潮流速大于落潮流速，最大流速垂直分布大致由表层向底层逐渐减小。平面分布是由岸边向外海随着水深的增加而逐渐增大。流速小于40cm/s的累计频率为96.4%。(4)工程地形、地质承台施工区域位于华北平原北部海冲积平原，地貌特征为滨海低地、泻湖洼地和海滩。地势低平，海相与陆相相交互沉积地层。本工程与钢围堰下沉有关的地质情况简介如下：9#主墩地质情况如下：①淤泥：褐灰色，流塑，含有机腐殖质。层厚0.5m，底标高+0.98m。②淤泥质土：褐灰色，流塑，含有机质，夹粉团。层厚2.5m，顶底标高+0.98~~~-1.02m。③淤泥：灰色，流塑，含有机质，夹粉团。层厚2.5m，顶底标高-1.02~~~-5.02m。④淤泥质土：褐灰色，流塑，含有机质，夹粉团。层厚2.5m，顶底标高-5.02~~~-6.92m。⑤粉土：灰色，稍密，含云母、有机质、贝壳。层厚2.5m，顶底标高-6.92~~~-16.12m。8#主墩地质情况如下：海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-4⑤淤泥：褐灰色，流塑，含有机腐殖质。层厚0.5m，底标高+0.73m。⑥淤泥质土：褐灰色，流塑，含有机质，夹粉团。层厚2.5m，顶底标高+0.73~~~-1.27m。⑦淤泥：灰色，流塑，含有机质，夹粉团。层厚2.5m，顶底标高-1.27~~~-5.27m。⑧淤泥质土：褐灰色，流塑，含有机质，夹粉团。层厚2.5m，顶底标高-5.27~~~-7.37m。⑤粉土：灰色，稍密，含云母、有机质、贝壳。层厚2.5m，顶底标高-7.37~~~-13.97m。(5)气象条件本区域主要属于暖温带半湿润大陆性季风气候。主要气候特征：季风显著，四季分明，春季干燥多风，夏季湿暖适中，冬季寒冷少雪。(6)气温多年平均气温12.2℃（天津站）～12℃(塘沽站),最高气温39.6℃(天津站)～39.9℃（塘沽站），最低气温－22.9℃～－18.3℃(塘沽站)。(7)降雨量多年平均蒸发量1779.5毫米（天津站）～1909.6毫米（塘沽站）。据1951～1980年天津和塘沽气象站观测资料，多年平均降水量569.9毫米（天津站）～602.9毫米（塘沽站）,年最大降水量976.2毫米（天津站）～1083.5毫米（塘沽站），最小降水量269.5毫米(天津站)～178.4毫米（塘沽站），汛期6～9月占全年降水量的82%。(8)主导风向风速区域年平均风速为4.5米/秒，最多风向为西南风。冬季多北风，夏季多东南风和东风。多年各月最大风速值为24米/秒，出现在一月份。(9)冻结根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）,本场区标准冻土深度0.60m。冻结期平均为130天，霜冻期可达187天。(10)海冰海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-5常年渤海湾冰期约为3个月（12月上旬至次年3月初），其中1月中旬至2月中旬冰况最严重，为盛冰期。盛冰期间，沿岸固定冰宽度一般在500m以内，冰厚为10～25cm,流冰方向多为SE～NW方向，流速一般为0.3m/s左右。(11)海啸与风暴潮2002年出现风暴潮增水超过0.5m有24次，其中超过1.0m的有8次，最大潮水出现在2月8日，水位为1.34m，因未与天文大潮遭遇，最高潮位仅为3.34m。2003年是近年来风暴潮灾害最严重的一年，出现了特大温带风暴潮，最高水位为5.33m。最近一次是在2007年3月4日，最高潮位达4.7m。四、钢围堰施工技术方案1、施工工艺流程图钢围堰施工流程见图4-1。海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-6图4-1钢围堰施工流程图2、钢围堰前期准备(1)浇注灌注桩浇注灌注桩施工合理安排钻机顺序，以节约工期，具体顺序布置见图4-2：钻孔灌注桩施工部分护筒接长部分护筒接长钻孔平台拆除护筒牛腿标高放样及焊接钢围堰设计围堰分块加工制作分块单元运输至现场钢围堰分块拼装焊接千斤顶安装、检测提升钢围堰，割除牛腿，下放围堰吸泥下沉、接高定位围堰基底回填围堰封底封底平台搭设围堰抽水、承台施工海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-7接长护筒孔位提前孔位钻机钻机说明：1、本图尺寸以计。2、平台顶标高为+4.5。3、平台顶满铺设方木20*20。4、1#、10#钻机由于提前钻孔，进度相对于其余钻机多一孔位。8#主墩钻孔顺序布置图钻机钻机钻机钻机钻机钻机钻机钻机钻机钻机各个钻机钻孔顺序辅道栈桥第一孔位第二孔位第三孔位第四孔位第五孔位第六孔位第七孔位南北接长护筒孔位第七孔位第六孔位第五孔位第四孔位第三孔位第二孔位第一孔位栈桥辅道各个钻机钻孔顺序钻机钻机钻机钻机钻机钻机钻机钻机钻机钻机9#主墩钻孔顺序布置图说明：1、本图尺寸以计。2、平台顶标高为+4.5。3、平台顶满铺设方木20*20。南北图4-2主墩钻孔顺序布置见图(2)辅道工程在距钢围堰外侧1m位置修建8m宽施工辅道，作为吊机行走平台及施工平台，辅道平台基础为4根直径600mm长20m的钢管桩，壁厚8mm,单桩承载力50t。(3)接长钢护筒及导向装置为考虑钢围堰下沉布设千斤顶需要,在施工钻孔平台时，在相应的围堰八个下放海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-8位置处设置1800*20钢管桩,由钻孔永久护筒接长至顶标高+10.2m。钢管桩顶内设置井字撑，以保证八个1800*20钢管桩稳定性。同时在群桩4个角点钻孔桩的永久护筒上接长1800*20钢管桩，在钢管桩上焊接钢围堰导向装置（每根桩焊2个，共焊8个）。接长护筒布置图见图4-3。图4-3接长护筒布置图导向装置作用主要是对钢围堰平面位置及垂直度进行粗调，导向装置高度为2.2m，顶标高+5.7m。为确保下放入泥顺利，导向装置外皮尺寸比钢围堰内皮尺寸小15cm。导向装置结构图见图4-4。海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-9图4-4导向装置结构图海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-10(4)拼装临时支撑在辅道钢管桩上焊接围堰拼接牛腿，长方向焊接9处,短方向焊接6处,共计30处。牛腿采用HN400型钢，牛腿顶面标高为+3.1m。牛腿焊接前，先测量找平。由于部分围堰分块在两个牛腿之间，不能直接在牛腿上支撑，在牛腿之间焊接平联，平联采用HN400型钢，平联顶标高+3.5。临时支撑见图4-5。海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-11图4-5牛腿临时支撑图3、钢围堰设计(1)设计条件本工程钢围堰采用双壁无底围堰，施工水文条件按照二十年一遇考虑，设计条件如下：围堰顶标高：+4.0m围堰底标高：－13.70m围堰总高度：17.70m围堰夹壁厚度：1.50m承台顶标高：-5.00m承台底标高：－10.50m封底砼厚度：2.30m封底砼底标高：－12.8m首层承台浇筑厚度：3.3m施工期设计高潮位：+3.77m海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-12施工期设计低潮位：-1.00m钢围堰重量：1115吨(2)围堰结构主墩钢围堰由壁体、刃脚、内撑等三大部分组成。壁体主要由隔舱板、箱梁、水平环板、横向联系撑及内外壁板构成。刃脚高度1.5m。双层板架结构间距为1.5m，在双层板架之间设置竖向箱形梁、垂直舱壁板作为一级支撑结构，水平设置环形板作为二级支撑结构。垂向设置次梁为三级支撑结构，内外壁之间通过横向联系撑和舱壁板连接而形成整体。内撑主要有纵向和横向支撑，共同构成平面框架，与钢围堰壁板一起形成较为完整的稳定结构体系。纵横向及竖向支撑采用钢桁架，竖向支撑连通到-13.1m,其中最上面层支撑为φ1000×14mm钢管桩支撑。围堰顶部在+4.0m以上设置1.5米高挡水结构。围堰壁体设置连通器，连通器上口标高在低水位以下。在围堰下沉前打开连通器，保持围堰内外水位平衡；在围堰抽水时关闭连通器，围堰内外隔开。单个钢围堰设置8个连通器，连通器见图4-6图4-6连通器结构图钢围堰结构见图4-7。海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-13海滨大道北段二期工程钢围堰施工技术方案中交第一航务工程局有限公司-14图4-7钢围堰结构图4、钢围堰加工运输(1)制作场地钢围堰加工场地6000m2,由专业钢结构加工厂加工，加工好的成品厂内堆放。(2)加工工艺及流程钢围堰制作总体工艺采取先进行散件下料加工，在场内按设计分块制作成块件，再将块件运抵施工现场进行组拼焊接。钢围堰制作工艺流程见图4-8。海滨大道北段