合淮阜高速公路淮河大桥2号墩深水围堰施工技术.pptx
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1、一、工程概况一、工程概况 寿阳淮河特大桥寿阳淮河特大桥2号桥(主桥):全长号桥(主桥):全长666m,为五跨,为五跨预应力混凝土连续梁桥,左右幅分离错孔布置,跨径左幅预应力混凝土连续梁桥,左右幅分离错孔布置,跨径左幅为为96+3160+90m,右幅为,右幅为90+3160+96m,左右幅主墩,左右幅主墩与河道顺直,单幅宽与河道顺直,单幅宽14m。2号主桥的号主桥的2号墩位于淮河河道号墩位于淮河河道中,其中承台尺寸为中,其中承台尺寸为18.213.2 6m,在顶部有两个大的倒,在顶部有两个大的倒角。墩身为直径角。墩身为直径5m的圆柱独柱墩,并在上下两端扩大直径的圆柱独柱墩,并在上下两端扩大直径到
2、到6m左右幅承台沿桥轴方向错开左右幅承台沿桥轴方向错开6m,每个承台中有直径,每个承台中有直径2m的桩基的桩基12根。两承台之间的净距离为根。两承台之间的净距离为1.3m。一、工程概况一、工程概况 由于淮河处中国南北气候过渡带,水位变化大,洪涝、干旱由于淮河处中国南北气候过渡带,水位变化大,洪涝、干旱灾害易发,汛期时水面宽达灾害易发,汛期时水面宽达2Km左右,枯水期水面宽仅左右,枯水期水面宽仅200m左左右。淮河的汛期与雨季一致,右。淮河的汛期与雨季一致,68月份为丰水期,月份为丰水期,11月至翌年月至翌年2月为枯水期。汛期淮河水位升幅较大,常淹没两岸的低洼地区。月为枯水期。汛期淮河水位升幅较
3、大,常淹没两岸的低洼地区。根据安徽省水文局根据安徽省水文局阜阳至淮南高速公路淮河特大桥防洪影阜阳至淮南高速公路淮河特大桥防洪影响评价报告响评价报告,淮河大桥桥位处,淮河大桥桥位处20年一遇水位年一遇水位25.790m,300年年一遇水位一遇水位27.020m,枯水季节水位约,枯水季节水位约18.5m,2号主墩处河床标号主墩处河床标高约高约5.88m,则,则2号主墩处水深一般在号主墩处水深一般在13m左右。主桥桥位处冲左右。主桥桥位处冲刷:一般冲刷深度:刷:一般冲刷深度:20年一遇年一遇1.97m,100年一遇年一遇0.76m;局部;局部冲刷深度:冲刷深度:20年一遇年一遇3.02m,100年一
4、遇年一遇1.97m。淮河特大桥淮河特大桥2号水中墩墩位处地质情况如下表所示号水中墩墩位处地质情况如下表所示分层厚分层厚度度/m层底厚层底厚度度/m层底标层底标高高/m岩土名称岩土名称及特征及特征标贯击数标贯击数 N/深度深度(m)容许承载力容许承载力/极限摩阻极限摩阻力力(Kpa)5.8 5.8 0.11 软土:青灰色,流塑,软土:青灰色,流塑,以淤泥质亚砂土为主以淤泥质亚砂土为主 80/25 2.9 8.7-2.79 中砂:青灰色,饱和,中砂:青灰色,饱和,中密,中夹粉砂薄层中密,中夹粉砂薄层 250/45 2.4 11.1-5.19 粘土:青灰色,硬塑一粘土:青灰色,硬塑一半坚硬,含钙质结
5、核半坚硬,含钙质结核 320/75 1.5 12.6-6.69 亚粘土:青灰色,中密,亚粘土:青灰色,中密,中夹薄层,粉砂中夹薄层,粉砂 200/50 2.014.6-8.69 中砂:灰黄色,饱和,中砂:灰黄色,饱和,中密中密 300/50 施工工艺施工工艺 主桥主桥2号墩施工总体构思如下:搭设栈桥号墩施工总体构思如下:搭设栈桥搭设钻孔平台搭设钻孔平台振护筒振护筒钻孔灌桩钻孔灌桩拆除部分钻孔平台拆除部分钻孔平台搭设钢围堰拼装平搭设钢围堰拼装平台台水下挖泥清理河床水下挖泥清理河床逐节拼装下沉钢围堰逐节拼装下沉钢围堰(边下沉边挖泥,边下沉边挖泥,射水等射水等)水下砼封底水下砼封底抽水清淤抽水清淤(
6、加设钢围堰内支撑加设钢围堰内支撑)拆除护拆除护筒筒测桩测桩立模浇筑第一层承台立模浇筑第一层承台浇筑第二层承台浇筑第二层承台在承台顶在承台顶搭设搭设0号块钢管支架号块钢管支架立模浇筑第一节墩身立模浇筑第一节墩身浇筑第二节墩身浇筑第二节墩身浇筑第三节墩身出水面浇筑第三节墩身出水面箱梁箱梁0号块施工号块施工水下拆除钢围堰和水下拆除钢围堰和0号块支架号块支架水中墩施工完毕。水中墩施工完毕。采用上述施工方法后,围堰内钢梁下土层无法清除,形成一采用上述施工方法后,围堰内钢梁下土层无法清除,形成一道高度为道高度为33.5m,厚度,厚度11.2m的土墙,且稳定性较好,围堰的土墙,且稳定性较好,围堰无法下沉,必
7、须采用特殊方法清除,经施工单位和安徽理工大无法下沉,必须采用特殊方法清除,经施工单位和安徽理工大学多方论证,决定采用爆破方法清除土墙。学多方论证,决定采用爆破方法清除土墙。左右幅承台沿桥轴方向错开左右幅承台沿桥轴方向错开6m,每个承台中有直径,每个承台中有直径2m的桩基的桩基12根。两根。两承台之间的净距离为承台之间的净距离为1.3m。其平面结构如右下图所示:。其平面结构如右下图所示:钢围堰及桩孔布置图钢围堰及桩孔布置图钢围堰结构图钢围堰结构图三、桩基施工三、桩基施工 3.1钻孔平台钻孔平台 钻孔平台主要由临时钢管桩、贝雷、分配梁、面板钻孔平台主要由临时钢管桩、贝雷、分配梁、面板等几部分组成,
8、主护筒基本不参与平台的受力,图片见后。等几部分组成,主护筒基本不参与平台的受力,图片见后。3.2桩基施工桩基施工 桩基施工较为常规,正、反循环钻机成孔,水下砼桩基施工较为常规,正、反循环钻机成孔,水下砼灌注。但由于主护筒埋设底部没有到达桩头,为保证下沉灌注。但由于主护筒埋设底部没有到达桩头,为保证下沉钢围堰时支撑可靠,将承台周边的钢围堰时支撑可靠,将承台周边的16根护筒多灌注一些砼,根护筒多灌注一些砼,使其进入护筒使其进入护筒1.5m高。高。钻孔平台钻孔平台下沉钢围堰时的受力护筒下沉钢围堰时的受力护筒钢围堰安装前准备工作钢围堰安装前准备工作 钻孔基本结束后,进行钢围堰安装前的准备工作,主要钻孔
9、基本结束后,进行钢围堰安装前的准备工作,主要有以下几点:有以下几点:(1)清理钢围堰位置和内支撑位置的河床,用空压机吸清理钢围堰位置和内支撑位置的河床,用空压机吸泥与抓泥斗配合,使河床面下降泥与抓泥斗配合,使河床面下降2-3m。(2)拆除周边部分钻孔平台,边拆除平台边将承台和钢围拆除周边部分钻孔平台,边拆除平台边将承台和钢围堰位置的临时钢管桩拔除,但钢围堰外围一圈临时钢管暂时堰位置的临时钢管桩拔除,但钢围堰外围一圈临时钢管暂时不拆除,保留后用于辅助下沉钢围堰。不拆除,保留后用于辅助下沉钢围堰。(3)将护筒接长,接长高度按将护筒接长,接长高度按5m左右控制,以便于安装左右控制,以便于安装悬吊系统
10、。悬吊系统。(4)护筒之间用型钢联结,利用护筒搭建临时施工平台。护筒之间用型钢联结,利用护筒搭建临时施工平台。4.2钢围堰拼装平台钢围堰拼装平台 钻孔基本结束后,拆除周边部分的钻孔平台,利用周边的主护筒和外围一圈临时钢管钻孔基本结束后,拆除周边部分的钻孔平台,利用周边的主护筒和外围一圈临时钢管桩搭建钢围堰拼装平台桩搭建钢围堰拼装平台。测量放样测量放样 在拼装平台上测量放样,并测放出各分块线,建立测在拼装平台上测量放样,并测放出各分块线,建立测量控制网,对钢围堰安装的全过程进行监测,包括平面位量控制网,对钢围堰安装的全过程进行监测,包括平面位置、高程、垂直度等指标,同时还要进行钢围堰变形观测。置
11、、高程、垂直度等指标,同时还要进行钢围堰变形观测。在每一个节段安装前应对其位置和垂直度等进行观测,在每一个节段安装前应对其位置和垂直度等进行观测,调整准确后再下沉,每节下沉到位后,再次观测其位置和调整准确后再下沉,每节下沉到位后,再次观测其位置和垂直度,必要时进行纠偏。垂直度,必要时进行纠偏。在钢围堰上布置在钢围堰上布置12个观测点,进行变形观测,尤其个观测点,进行变形观测,尤其是钢围堰安装到位后,封底和抽水前后更应加强对钢围堰是钢围堰安装到位后,封底和抽水前后更应加强对钢围堰的变形观测。发现问题及时处理。的变形观测。发现问题及时处理。首节钢围堰拼装首节钢围堰拼装 从安全角度出发,首节安装易从
12、钢围堰转角处开始,从安全角度出发,首节安装易从钢围堰转角处开始,从而形成一个直角,以提高钢围堰的抗倾覆能力。从而形成一个直角,以提高钢围堰的抗倾覆能力。第一块安装后,对其位置进行调整,在护筒和临时第一块安装后,对其位置进行调整,在护筒和临时钢管顶等部位焊接临时支撑其侧面;在刃脚处用方木支垫。钢管顶等部位焊接临时支撑其侧面;在刃脚处用方木支垫。在钢围堰内壁焊接临时吊点,悬挂悬吊系统的吊钩,但由在钢围堰内壁焊接临时吊点,悬挂悬吊系统的吊钩,但由于是偏心受力,悬吊系统不宜受力过大,只起安全保险作于是偏心受力,悬吊系统不宜受力过大,只起安全保险作用。用。当第一块安装后,吊装相邻块段钢围堰,缓慢向第当第
13、一块安装后,吊装相邻块段钢围堰,缓慢向第一块靠拢,并按照测量放样调整第二块的位置,检查钢围一块靠拢,并按照测量放样调整第二块的位置,检查钢围堰的垂直度和两块之间的距离,使两块之间的拼接处缝隙堰的垂直度和两块之间的距离,使两块之间的拼接处缝隙达到最佳状况,达到最佳状况,并按等强度要求焊接拼装缝,焊完后进行并按等强度要求焊接拼装缝,焊完后进行焊缝质量检查。焊缝质量检查。首节钢围堰双壁仓内浇筑砼首节钢围堰双壁仓内浇筑砼 为配合钢围堰下沉和加强刃脚部为配合钢围堰下沉和加强刃脚部位的强度,在首节钢围堰拼装好后,位的强度,在首节钢围堰拼装好后,下沉前在拼装平台上,浇筑刃脚部位下沉前在拼装平台上,浇筑刃脚部
14、位的砼。计划浇筑高度为刃脚处的砼。计划浇筑高度为刃脚处1.7m,总方量约总方量约150方,砼配合比强度按方,砼配合比强度按C20-C25控制。控制。控制好砼拌和质量,如配合比、控制好砼拌和质量,如配合比、坍落度、和易性等,使砼可泵性强、坍落度、和易性等,使砼可泵性强、流动扩散能力强。流动扩散能力强。双壁间砼用无水干浇法浇筑。双壁间砼用无水干浇法浇筑。在砼浇筑接近完毕时,应严格在砼浇筑接近完毕时,应严格控制钢围堰各箱室内砼顶面标高基本控制钢围堰各箱室内砼顶面标高基本相等,以使钢围堰整体平衡。相等,以使钢围堰整体平衡。首节钢围堰下沉首节钢围堰下沉首节钢围堰下沉后检查首节钢围堰下沉后检查 按首节钢围
15、堰自重约按首节钢围堰自重约200吨,砼约吨,砼约360吨吨,下放入水约下放入水约4.3m后钢围堰自浮稳后钢围堰自浮稳定,此时的干弦高度约定,此时的干弦高度约2.2m。测量检查钢围堰的平面位置和垂直测量检查钢围堰的平面位置和垂直度,如偏差较大,应设法校正。度,如偏差较大,应设法校正。如顶面不平,则应对较高处的如顶面不平,则应对较高处的钢箱内注水(或抽水),调整重心位置使钢箱内注水(或抽水),调整重心位置使其基本平衡,最终目标是顶面高差不宜超其基本平衡,最终目标是顶面高差不宜超过过15cm,垂直度不超过,垂直度不超过1.0%如顶面大致水平后,仍然发现平面如顶面大致水平后,仍然发现平面位位置偏差超过
16、置偏差超过10cm,应查明后予以纠正。,应查明后予以纠正。拼装第二节钢围堰拼装第二节钢围堰 安装第二节钢围堰以两个对角的角点对称拼装为宜,安装第二节钢围堰以两个对角的角点对称拼装为宜,以提高刚安装钢围堰的抗倾覆能力。以提高刚安装钢围堰的抗倾覆能力。在拼装过程中调整悬吊系统的卷扬机力度,使钢围在拼装过程中调整悬吊系统的卷扬机力度,使钢围堰整体平衡。堰整体平衡。循环对称拼装第二节钢围堰,所有第二节的块段拼循环对称拼装第二节钢围堰,所有第二节的块段拼装完后,认真检查钢围堰的拼接缝,包括首节与第二节的装完后,认真检查钢围堰的拼接缝,包括首节与第二节的水平接缝和第二节各块段之间的竖向拼缝。如没有质量问水
17、平接缝和第二节各块段之间的竖向拼缝。如没有质量问题时,进入下一道工序。题时,进入下一道工序。安装下面两层内支撑安装下面两层内支撑 测量放样,按设计图放出最测量放样,按设计图放出最下一层内支撑(图纸编号为第四下一层内支撑(图纸编号为第四道)和倒数第二层内支撑(图纸道)和倒数第二层内支撑(图纸编号为第三道)的位置。按照原编号为第三道)的位置。按照原设计,此次只安装大部分的内支设计,此次只安装大部分的内支撑,与护筒位置有冲突的斜支撑撑,与护筒位置有冲突的斜支撑暂时不安装,等封底后切去这部暂时不安装,等封底后切去这部分护筒再安装斜支撑。此次安装分护筒再安装斜支撑。此次安装的内支撑如下图所示:的内支撑如
18、下图所示:第二节第二节 钢围堰下沉钢围堰下沉 当内支撑安装完毕后,启动悬吊系统共同用力,将当内支撑安装完毕后,启动悬吊系统共同用力,将钢围堰上提,内支撑脱离临时平台上的支垫,并静止几分钢围堰上提,内支撑脱离临时平台上的支垫,并静止几分钟观察有无异常情况。钟观察有无异常情况。拆除内支撑下的部分临时平台,各悬吊系统同步缓慢拆除内支撑下的部分临时平台,各悬吊系统同步缓慢松绳,钢围堰整体下沉。在卷扬机松绳过程中检查各卷扬松绳,钢围堰整体下沉。在卷扬机松绳过程中检查各卷扬机钢绳的松紧程度,调节其尽量一致。机钢绳的松紧程度,调节其尽量一致。第二节钢围堰重约第二节钢围堰重约250吨及内支撑共约吨及内支撑共约
19、50吨,本次吨,本次安装后钢围堰吃水深度约安装后钢围堰吃水深度约1.9m,则钢围堰总入水深度约,则钢围堰总入水深度约6.2m,干弦高度约,干弦高度约7.3m。当自浮稳定后,测量检查钢围。当自浮稳定后,测量检查钢围堰的平面位置和垂直度。如有偏差,应查明原因,进行处堰的平面位置和垂直度。如有偏差,应查明原因,进行处理。理。安装下面两层内支撑安装下面两层内支撑 测量放样,按设计图放出最下一层内支撑(图纸编号为第四道)和倒数第测量放样,按设计图放出最下一层内支撑(图纸编号为第四道)和倒数第二层内支撑(图纸编号为第三道)的位置。按照原设计,此次只安装大部分的二层内支撑(图纸编号为第三道)的位置。按照原设
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