雙壁鋼圍堰施工要點及拆除方案

2021-07-25 16:18:43 字數 4982 閱讀 3571

雙壁鋼圍堰施工

概述一、雙壁鋼圍堰的結構與特點

雙壁鋼圍堰為圓形圍堰,其堰壁鋼殼是由有加勁肋的內外壁板和若干層水平桁架所組成,水平桁架的間距根據圍堰灌水下沉和圍堰內抽水各階段的水頭壓力計算,為1.0~1.4m不等。

堰壁底端設刃腳,以利於下沉入土。在堰壁內腔,用隔艙板等分為若干個密封的隔艙,借助向密閉隔艙注水或抽水來控制雙壁鋼圍堰在下沉時的傾斜。

雙壁鋼圍堰一般用以配合深水中的大直徑鑽孔群樁基礎施工,雙壁鋼圍堰法修築基礎即為浮式(著床型與非著床型)沉井加鑽孔基礎,鋼沉井只起施工圍堰的作用,不參與主體結構受力、其基底不採取大面積清理基底淤泥方式,而是鑽孔嵌入岩石。浮式鋼沉井浮運就位時,不是在沉井內加設鋼氣筒壓氣排水來增加浮力,而是將中空的井壁向上延伸來增加浮力。同時不設隔牆,由於從下至上均為雙壁結構,且中空的雙壁較厚,空艙內壁有水平桁架支撐,其剛度較大、強度較高,能夠抵抗很大的水頭差,一般在30公尺以上,鋼板樁在20公尺以下。

能夠承受較大的壓力,能夠承受洪水衝擊。圍堰內無支撐體系,工作面開闊,吸泥下沉、清基鑽孔、灌注水下混凝土均很方便。由於鋼圍堰在施工中僅僅起臨時圍堰作用,工程完成到一定階段後,要進行水下切割拆除**,可以進行重複利用。

下部不能切除部分可以對鑽孔樁基礎起到保護作用,可以防止因河床變遷引起的基礎沖刷和對風化巖的破壞。

二、雙壁鋼圍堰鑽孔基礎施工工序

製作底節沉井圍堰,浮運至墩位處定位,通過水上起重裝置起吊,放入水中浮起,並用導向船和纜繩將其在流水中定位,在向空壁中注水壓重下沉並逐層接高壓重,同時吸泥下沉。當圍堰下沉至巖麵時,可以將刃腳與岩面空隙填實,再向空壁中注水壓重使其不再懸浮。雙壁鋼圍堰下沉穩定後,可在其頂部搭設施工平台,安裝固定鑽孔護筒,灌注水下混凝土封底,安放鑽孔裝置進行鑽孔樁施工。

完成鑽孔樁水下混凝土灌注後,可將圍堰內的水抽乾,修築承臺和礅身,礅身出水後,適時切除鋼殼圍堰,進入下乙個施工迴圈。

三、雙壁鋼圍堰法修築基礎施工要點

1、圍堰應根據工地起重運輸條件,分層分塊製造。塊件應在胎具上焊接組拼,壁板應用夾具夾緊,防止焊接變形。焊接時由於焊接變形的不可避免性,因此應採取有效措施,避免過大的焊接變形,以及制定相應的對變形的矯正措施和方法。

2、圍堰的浮運應根據潮水漲落規律來決定,圍堰在浮運過程中處於懸浮運動狀態,對水的衝擊和浪湧比較敏感,應採取有效措施保持穩定和位置的準確。

3、圍堰各層拼裝時,以竣工底節的實際中心線為準,要求圍堰上口半徑的誤差不大於30㎜.內外壁板允許互相搭接,亦可加蓋板焊接,但上下層艙板應對準,所有搭接縫應滿焊,並經煤油滲透水密試驗,確保不漏水。

4、圍堰在著床前,受水流影響,河床必然在一定程度和一定範圍上受到沖刷,為了減少沖刷,可以採取拋一定數量大小均勻的碎石或卵石,以保護河床,減少區域性沖刷。

5、採用圍堰內壁艙注水壓重下沉的方法進行圍堰著床時,應同時啟動幾台水幫浦均勻對稱向各個對應隔艙注水,以盡快著床。著床過程中,發現刃腳有部分著床而大部分任然懸空時,可採取區域性吸泥,使得刃腳全部嵌入河床,待圍堰著床達到穩定後,再接高下一節圍堰。

6、當圍堰下層困難時,為加大沉降係數及加強圍堰抽水時的結構強度,可在圍堰井壁內從刃腳起一定高度內灌注水下混凝土。水下混凝土灌注高度應滿足下列要求:圍堰自重能夠滿足沉降要求;圍堰內抽水時的水位要求;圍堰水下切割後最低水位要求。

7、圍堰在覆蓋層中下沉,初期應以糾偏為主;下沉中期及後期以糾正傾斜為主;當圍堰接近設計標高時以清基為主。

8、圍堰封底前,應將護筒與護筒之間、護筒與圍堰設定支撐予以固定,以防變形和變位。護筒與基岩間縫隙也應堵住。

9、鋼圍堰的燒割亦在圍堰內進行。由於鋼殼內填充的混凝土表面不平整,一般燒割線距離混凝土面不宜低於1公尺,同時應沿燒割線先焊接一圈鋼筋,以便潛水工能夠準確摸到燒割位置。

10、圍堰燒割成上下兩半節時,上節圍堰受到水流衝擊將向下游移動,而且在圍堰斷開的一瞬間突然移動,為了使潛水員安全施工,可以在燒割線的上下各焊接乙個連線件,其間以倒插螺桿連線,並能夠承受水平力,起吊圍堰時,可以將螺桿拔出,同時用方木將圍堰上節支撐於礅身,以防止圍堰傾倒。

四、準備工作:

1、技術準備:

施工圖設計中地形、地質構造、河床構造、覆蓋層構造、厚度,基礎形式、基礎埋深、承臺尺寸,礅身(柱)截面尺寸,施工期間水位、流速、湧浪變化情況,通航河流船隻運**況、封航時間等情況調查。

設計說明中關於水中施工的要求,施工組織設計中水中施工方案,施工組織設計總說明、施工方法與相應的技術組織措施、施工進度計畫、施工現場平面布置、各種資源需要量及其**情況。尤其對於水上運輸船隻裝置的檢查,雙壁鋼圍堰下水坡道地點的選擇(下游)、確定、加固、檢查。結合平面布置圖選擇、確定雙壁鋼圍堰製作場地,清理與加固。

2、施工準備:

人員組織、材料、裝置、工具、零件準備:根據施工設計,計算所需各種規格材料數量、下料長度、焊接工藝,焊接裝置是否滿足需要、起重裝置、零配件是否滿足需要、工作是否正常。電力設施是否滿足要求,備用發電機能否正常運**電等。

運輸道路加固、運送台架的可靠性,水上浮運船隻噸位、數量應滿足工作要求。水上起重裝置搭設應滿足要求。

3、水上定位

根據施工設計,對擬建墩位進行定位,確定定位船(或定位樁)、導向船位置。

(1)定位船:又稱錨船,為水上大型施工定位用,一端直接和錨繩相連系固定船位,另一端用纜繩和導向船、施工結構連線。船上設有滑車組可以隨時收放纜索調整結構位置。

定位船一般設在結構上游,如果有潮水或逆流的江面,則在上下游均應設定定位船。定位船應有足夠的工作面,船上的繫泊裝置主要根據主錨和浮運船組連線到定位船上的拉攬數目而定。

定位船可以用鐵駁或兩艘木船組合而成,鐵駁作定位船時,其甲板上應有馬口、帶纜柱、複式滑車組、固定座等裝置;由兩條木船組成導向船時,若兩船露出水面高度不等時,應先對木船進行壓艙使之等高,使兩船甲板面為一平面進行拼連,與托架相連線的角鋼應靠船的龍骨或橫樑上。

(2)拼裝船:拼裝船是為了大型水上結構施工之用,可由鐵駁或浮箱組拼而成,若用鐵駁組拼時,應拆除船員宿舍,以利於後期拼裝船退出。

拼裝船上應用槽鋼或鋼板樁反扣作為平台,並進行找平,最大誤差不超過±5㎜。

大型水上施工結構待拼裝船組拼檢查合格後,即可在船上組拼。

對於採用沉船入水施工的拼裝船,應有對稱的密封的隔艙,以利於注水下沉及充氣上浮。

(3)導向船:導向船的主要作用在於保證水上大型施工結構在橋墩墩位的準確位置並在其穩固於基底之前予以支護。同時,導向船又是深水橋墩施工的工作場地。

在導向船上安裝有供水上大型結構入水的起重裝置,如龍門吊及其它生產、生活設施,並兼作橋墩施工時臨時停靠的施工、交通船舶的躉船。

大型水上結構系支承在起重塔架上,設在導向船中部內側,故需要在導向船外側用片石、砂包進行壓艙,以平衡連線梁所受力矩。沒入水中的大型施工結構連同導向船則以強大的錨錠設施定位於水上。

導向船的組成一般為兩艘800t鐵駁和下述幾項特製結構和裝置組成:鐵駁面連線結構即連線梁、起重龍門吊、導向架等。

連線梁的作用:使兩條導向船連線成整體;作為天車的走行道;作為平衡重吊點和輔助吊點的掛梁。

天車及小車:天車一般由萬能桿件組成桁梁。整個起吊裝置布置有2台天車,每台天車上有起重小車一台及電動滑車一台。

天車執行部分安設在梁的兩端,電力傳動,每端有4個走行輪,其中兩個為主動輪,2個位從動輪。小車包括起吊裝置、執行部分和構架。

輔助吊點:在圍囹上下游各設乙個輔助吊點,系承受在插管柱時管柱重量對圍囹的偏載。

導向塔架及支承結構:導向塔架是大型施工結構下沉時導向之用,塔架與托架間的支承梁由2根槽鋼及2根角鋼組成。

鐵駁面連線系:由於連線梁離導向船麵較高,故在船面上下游各設定導向船間的連線系,他的結構繫在鐵駁上伸出乙個三腳架,三腳架的頂點在兩導向船對稱中線處連線。所有水平力直接傳到船面上,垂直力傳至船舷及中隔艙上,並可利用它作為兩個導向船間的工作走到和腳手架。

(4)錨定布置

整個錨錠系統按順水流方向布置,水上大型施工結構、導向船與定位船連線。錨錠的形式和重量不同,作用也不一樣,分為鐵錨和混凝土錨,鐵錨重量在數百公斤到2~3t不等。混凝土錨重量約15~45t不等。

錨與船之間用錨繩、錨鏈連線。靠近貓頭一端用錨鏈。錨繩一般用鋼絲繩,錨鏈有三種作用:

一是自重大,一般為同直徑鋼絲繩的10倍左右,增加錨鏈與河床的摩擦力;二是錨鏈由單個鏈環組成,轉動靈活;三是穩定與緩衝。

錨鏈宜採用有擋錨鏈,使用前均需試拉合格,其負荷安全係數採用4。

錨鏈由末端鏈節、中間鏈節、錨端鏈節組成。各節段按使用部位由普通鏈環、加大鏈環末端鏈環、轉環、連線連環等配件組成。中間鏈節理論長度為25公尺,實際長度為25~27公尺。

(5)拋錨

將錨錠按設計位置放入河中,一般鐵錨(約8t以下)用「甩梢」的方法進行拋設,此法用15~20公尺的一段直徑16~22㎜鋼絲繩掛置。此處注意錨繩的預拉力一般拉到設計拉力的80%左右,對稱錨繩的拉力差控制在10%以內。

4、浮運

浮運前必須完成下列工作:

(1) 錨錠系統施工完畢;

(2) 處於導向船中間的拼裝船上的拼裝大型施工結構完畢,驗收合格;

(3) 導向船之間的連線、船上的起重裝置、錨錠裝置安裝完畢、驗收合格;

(4) 導向船上的安全設施、救生設施、救火設施、航標、生產生活設施完備;

(5) 電源、動力安裝檢查合格;

(6) 封航手續、航運安全措施到位;

(7) 導向船與定位船連線可靠。拖輪的數量、馬力能夠滿足頂推、拖拽要求。

5、定位

定位步驟:

(1) 調整定位船邊錨,使定位船中心位於橋墩中線上;

(2) 調整定位船邊錨,使定位船中線位於橋墩中線重和;

(3) 在保證定位船定位位置的前提下,觀測同直徑錨繩的入水長度是否相等,據以調整主錨和定位船邊錨,使其受力均勻;

(4) 調整導向船邊錨,使水上大型施工結構在上下游的方向定位於橋中線上遊約1公尺處,並使拉攬受力均勻;

(5) 調整導向船邊錨,使水下大型施工結構在左右岸方向定位,並使邊錨受力均勻;

(6) 起吊水下大型施工結構,撤走拼裝船後放入水中,並使不能自浮的施工結構落於導向船的支承結構上,同時,收緊施工結構與定位船的拉攬,使施工結構的頂面保持水平;

(7) 調整導向船拉攬,使水下大型施工結構的中心精確定位於橋墩中心;

(8) 調整導向船邊錨,使水上大型施工結構的中線與橋墩中線重和,然後收緊尾部纜繩;

(9) 在保證水下大型施工結構定位位置的前提下,調整各錨繩及拉攬,使其受力均勻;

(10) 制定定期觀測檢查制度和觀測檢查方法,隨時觀測水文變化情況及施工過程中載入沉浮情況及變化規律。

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