流江河大桥深水桩基础施工方案(双壁钢筋混凝土围堰)

达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案（双壁钢筋混凝土围堰）中铁十四局集团达成铁路扩能改造工程指挥部二OO五年八月四川营山达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案2流江河大桥深水桩基础施工方案流江河大桥为我标段重点控制性工程，在工程质量、进度、安全等各方面均提出了较高的要求，也是我标段创优工程主要项目，其施工最终结果将是我标段综合管理能力、施工能力的体现。一、总体工程概况1、设计情况流江河1#桥中心桩号DK33+941，设计为21*32m钢筋混凝土桥梁，全长700.63m，其中深水基础有8#、9#桩，水深分别为7～10m，设计桩径150cm，常水位期间流速缓慢。流江河2#桥中心桩号DK34+799，设计为20*32m钢筋混凝土桥梁，全长665.63m，其中深水基础有3#、4#桩，水深分别为8～11m，设计桩径150cm，常水位期间流速缓慢；流江河3#桥中心桩号DK36+522，设计为8*32m钢筋混凝土桥梁，全长256.60m，其中深水基础有3#、4#、5#、6#桩，水深分别为10～13m，设计桩径150cm，常水位期间流速缓慢；2、水文资料流江河1#桥Q1/100=4530m3，H1/100=294.2m，V1/100=3.82m/s流江河2#桥Q1/100=4530m3，H1/100=279.45m，V1/100=3.92m/s流江河3#桥Q1/100=4530m3，H1/100=294.39m，V1/100=4.61m/s3、地质情况流江河1#桥深水桩位处河床表层上伏3～6m中砂层，中为3～4m强风化泥岩，下为弱风化泥岩（最大承载力0.4MPa）。流江河2#桥深水桩位处河床表层为4～6m强风化泥岩或砂岩，桩位处河床表面最大高差约150cm。流江河3#桥深水桩位处河床表层为2～4m强风化泥岩或砂岩，桩位处河床表面平缓，相对高差不大。4、周边环境、地形、地貌情况二、总体施工方案本桥深水桩基础施工采用双壁钢筋混凝土围堰，经岸边分块分节预制完成，浮运至墩位处组合拼装下沉。1、采用双层薄壁钢围堰，现场就位完成后采用水下灌注混凝土充填围堰内壁，根据需达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案3要上下层间采用高强螺栓连接或焊接。围堰详细情况见相关设计图纸。2、待双层薄壁钢筋混凝土围堰中混凝土达到设计强度后，预埋钻孔桩钢护筒，进行水下封底混凝土灌注。3、围堰顶面安装钻孔作业平台。4、钻孔桩施工、检测。5、高桩承台施工前拆除钻孔桩钢护筒，安装底模、侧模、绑扎钢筋、浇筑混凝土。6、墩柱混凝土浇筑完成。7、拆除上部节段的钢筋混凝土围堰，下部钢筋混凝土围堰不予拆除。8、该墩基础施工完成。三、工料机安排1、管理人员、技术人员和作业人员设工地指挥所，由一名项目付经理全面负责施工进度、质量、安全及调度等事宜；桥梁队队长任指挥所的付指挥，协助付经理工作；具体人员安排见下表：序号职位数量备注1指挥所负责人（项目部副经理）1驻现场2桥梁施工队长13主任工程师14桥梁工程师15试验员26测量工程师57材料员28电工29钻孔工班2510围堰加工工班3011综合工班30达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案42、主要机械设备表序号名称规格型号数量备注1冲击钻机CZ-30102泥浆泵4PNL203潜水泵WQD70154强制式搅拌机JS50025配料机PL80016装载机ZL3017挖掘机PC220-618空压机（风镐）P600（7655）6（18）9钢筋调直机TQ4-14110弯筋机GW40111电焊机BX400A1012对焊机100型213滚筒搅拌机JZC350214发电机24KW115发电机20KW116自卸车T815-2217变压器315KVA118吊车QY25119砼搅拌运输车XZJ5270220切筋机GQ40121军用梁六四式120t22浮箱六七式1223打桩机DZ60124卷板机125剪板机126钻床127浮吊30t/10t1/128潜水设备229水下切割设备1达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案530水下焊接设备131运输船200t132交通船133泥浆船234导链10t/8t10/1035钢丝绳φ32/φ28200/200m36吸泥机φ150437万能杆件150t38全站仪TCK-702239经纬仪DJ-22附注：上述主要机械设备表为一个单元水中桩施工所需的数量，两单元相应的数量乘2即可。3、施工材料水中桩施工所需的各种钢材、地材及其他材料均需符合国家相关强制性标准要求。四、施工进度计划1、总体安排根据我标段工程总体进度计划安排，结合施工现场的实际情况，确定三座桥梁的水中桩基础施工全部采用双壁钢筋混凝土围堰。即先加工薄壁钢围堰，下水就位后在其内部灌注水下混凝土，待强度达到设计的80%后再进行围堰内水下封底混凝土浇注。根据现场调查情况，三座桥梁中流江河1#双线特大桥与流江河2#双线特大桥之间可以互相通航，流江河3#桥位于陡坑电站水库库区内，上下油高差大，与1#、2#桥间无法通航；另外考虑深水桩施工实际工程量，确定划分为两个施工单元：单元一：流江河1#桥8#、9#墩深水桩，流江河2#桥3#、4#墩深水桩；单元二：流江河3#桥3#、4#、5#、6#墩深水桩。流江河1#桥水中桩有8#、9#墩共二排，根据设计资料经综合考虑结构受力等各方面因素，确定将该桥钢围堰加工成圆形，其直径1900cm，内外壁间距100cm。全桥共加工两套围堰，两排水中桩同时施工。流江河2#桥水中桩有4#、5#墩共二排，其结构形式及尺寸同流江河1#桥，围堰内径为1750cm，内外壁间距100cm。全桥共加工两套围堰，两排水中桩同时施工。流江河3#桥水中墩有3#、4#、5#、6#共四排，均采用组合双壁钢围堰进行施工。围堰内达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案6壁尺寸为承台尺寸四周各加50cm，具体数据详细见流江河3#桥围堰图纸。全桥共加工双壁钢围堰四套，四排墩柱根据现场条件具备情况再同一阶段内同时施工，并在2006年雨季前施工完成。水中桩具体施工进度计划见《流江河大桥水中桩基施工进度横道图》。五、主要工序施工方案1、双壁钢围堰加工⑴、围堰结构布置钢围堰在岸边加工厂进行加工与局部拼装，按照设计要求进行分段分节加工。围堰总体高度根据歌墩位处河床以及水面高程确定，为全焊水密结构，为使围堰底与岩面吻合，在围堰四周岩面高差在100cm以内时设置平刃脚，岩面高差大于100cm时根据现场实际条件设置高低刃脚。其主要结构如下：a.井壁围堰周围由内外两层钢壁组成，壁板厚度3mm，沿周围布置竖向角钢，同一平面上内外竖向角钢之间用角钢形成水平环行珩架，使内外壁形成整体。（详细见围堰图纸）。b.隔仓为保证围堰在水中悬浮阶段于井壁内灌水下沉时的稳定，以及沉落至河床时能分仓灌水或灌混凝土，以适应河床面的高差和调整围堰的倾斜度，在单个围堰环向分为4块，两端头设置隔仓板，在平面上分成4个互不相通的仓。隔仓板刃脚壁厚6mm，并用水平角钢进行加劲。c.刃脚围堰底部150cm设置成刃脚，具体见图。d.顶部支座考虑下阶段施工支承平台，使上部荷载能够均匀经过围堰传递到基底，在围堰顶部设置有8个支座。e.其他配置吊点，在每块围堰上部设置加强吊点，用它整体起吊入水，或围堰进入河床时进行扶持及调整；兜缆锚耳，在围堰底部距离刃脚250cm处饿外壁上焊接锚耳，用它拢住前后兜缆，防止兜缆松弛时被刃脚压住或互相缠绕；内外连通管，为保持围堰在下沉、封底和钻岩施工作业时内外水位的平衡，在最低水达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案7位附近和承台顶面以上的围堰下游方向，穿透内外井壁设置两个φ250mm的钢管，钢管与井壁间密焊。钢管伸入围堰端设有发兰并配有钢板堵头，可根据工序需要由潜水员开闭堵头板。2、双壁钢围堰的主要施工工序双壁钢围堰的主要施工工序：拼装双壁钢围堰、浮运、围堰定位、围堰接高并在围堰内灌水、下沉落底、施工填壁混凝土、清基、安装施工作业平台及钻孔桩钢护筒、封底、钻孔、抽水灌注承台及墩身、拆除上部钢围堰、墩身及墩帽继续灌注完毕。⑴拼装双壁钢围堰拼装前应对钢围堰块件进行验收，按照设计图纸要求对结构焊缝进行检查，内、外壁板对焊接缝通过煤油渗透试验，否则渗漏处必须补焊。施焊成型并经逐层检查焊接质量并做水密性试验后方可下水。⑵浮运在加工厂到河岸边范围内铺设滑道，同时在浅水区内铺设施工栈道延伸至深水区。先用吊车拼装第一节围堰，检验合格后通过滑道至深水区，由拖船牵引浮运至指定位置。围堰在墩位处的锚碇系统由前后定位船组成，以确保围堰下沉时能够准确达到设计位置。施工时将前定位船锚碇好，将后定位船置于墩位，抛好大部分锚，这些锚绳先系在后定位船上，待导向船浮运到墩位后再将大部分锚绳和拉缆移到导向船上，然后定位船就位形成锚碇系统。导向船在浮运前先泊于岸边码头附近，拼装船置于导向船中间，相互拉好缆绳，使用导向船上的吊浮吊进行上节围堰的拼装。⑶围堰接高并在围堰内灌水第一节围堰就位后，采用抽水机往围堰内灌水使其下沉至围堰顶距离水面2m处，再利用浮吊提升上节围堰进行对拼焊接，待全部焊接完成后即松开缆绳，下沉围堰。⑷下沉落底当围堰分段接高、下沉和落底完成后，使用缆绳、拉缆以及围堰下段的前、后兜缆对围堰位置进行调整，使围堰精确定位和刃脚底口准确对中，落底稳固后痘缆抽出、回收。围堰定位、落底的最后允许误差为：※倾斜度不得大于围堰高度的1/50；※中心位移不得大于高度的1/50+25cm；达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案8※平面扭角不得大于2°。⑸施工填壁混凝土围堰落底就位，检查平面位置符合要求后，进行双壁钢围堰内填壁混凝土灌注施工。砼强度为C15（泵送），坍落度为18～22cm，缓凝时间为24h，一次浇筑完成。⑹清基、安装施工作业平台及钻孔桩钢护筒、封底填壁混凝土施工完成并达到设计强度的80%后，安排专业潜水员进行水下作业，对围堰刃脚处进行清理、封堵，以保证封底质量。预埋钻孔桩护筒，封底混凝土浇注完成后，根据测量放样精确定出的桩基位置，并在单壁钢围堰上安装桩位控制架。下沉钢护筒至岩面位置（插入混凝土中）。预埋过程中注意控制护筒的倾斜度，必须满足规范要求。钻孔桩施工平台主梁采用40a工字钢，间距3m，横向栓接在围堰上部，主梁上部钻孔机械停放位置处采用12号槽钢铺设，其余次要部位采用竹排满铺。封底混凝土厚度200cm，采用刚性导管C15水下混凝土灌注，要求缓凝时间为24h，坍落度为18～22cm，为保证封底混凝土质量，要求混凝土供应连续不间断进行并且在尽可能短的时间内完成。其布置见图。封底面积较大，施工时在围堰内布置至少20个测点，在灌注过程中随时用测绳进行测量，掌握混凝土的流动情况便于及时调整导管的埋深。封底混凝土分三层浇筑，每层厚约66cm，浇注顺序采用自下游向上游方向逐层灌注至设计标高。⑺钻孔桩施工水中钻孔桩施工基本同陆上工序，考虑环保要求泥浆不得直接排入河道内，需要在泥浆船上循环，施工完成后需要进行特殊无害化处理。达成铁路扩能改造工程ZQSG-2标段流江河大桥深水桩基础施工方案9⑻桩顶承台施工钻孔桩施工完成并经检测合格，进行桩顶承台施工，对于高桩承台可在围堰内回填透水性材料至设计承台底高程，经整平后铺设5cm厚的沙浆做为底摸，然后进行承台混凝土浇筑。⑼墩台施工根据设计图纸以及现场实际情况，拟计划在三座桥梁靠河流中心墩台处安装塔吊一台，其作业半径满足施工需求，同时塔吊臂端最大起吊能力不小于4T，用于水中桩基、墩台施工中非大型机械设备的起吊与运输。⑽顶节钢围堰拆除A、墩身混凝土浇筑完成并达到强度后，拆除墩柱模板；桥梁墩柱下段位于河流常水位以下，为确保墩柱施工的顺利进行，施工时切勿在高桩承台施工完成后立即进行单壁钢围堰的拆除工作。B、拆除顶节钢围堰拆除上下节之间的连接螺栓，在预埋的孔洞内安装少量水下炸药进行控制爆破，解除上下层之间的所有连接，整体拆除围