钢围堰施工技术(双壁).ppt

双壁钢围堰施工双壁钢围堰施工 自武汉长江大桥首次成功采用钢板桩围堰管柱基础修建深水基础成功后，钢板桩围堰在20世纪50、60年代在我国桥梁深水基础施工中得到了广泛的应用。但采用钢板桩围堰施工周期长，一般均需两个枯水期，有的甚至更长。为此我国在20世纪70年代九江长江大桥施工时首创了双壁钢围堰这一新的围堰形式，仅用一个枯水期就完成了3个深水基础施工，使桥梁深水基础施工达到了一个新的水平。双臂钢围堰是一个带有斜面双刃脚的圆筒形双臂水密钢结构。1、能承受较大水压，基本上能全年施工；2、双壁钢围堰结构刚性大，能承受较大的压力；3、双壁钢围堰结构简单，工序单一，施工简便，围堰在水中以灌水下沉，主要工作是拼装；4、双壁钢围堰顶部的施工平台，能承受较大的施工荷载，可为后期施工提供较大的便捷；5、钢围堰上部能重复利用。双壁钢围堰主要优点：双壁钢围堰主要优点：双壁钢围堰主要结构形式：双壁钢围堰主要结构形式：矩形、圆形、异形钢围堰加工：钢围堰加工：根据施工计划、场地、运输条件等采用根据施工计划、场地、运输条件等采用在工厂或工地现场加工。对主要焊缝采用探在工厂或工地现场加工。对主要焊缝采用探伤检查并作煤油渗透试验。伤检查并作煤油渗透试验。适用条件？适用于大型河流水深流急的深水基础，能承受较大水压，保证基础全年施工安全。特别是覆盖层较薄的平坦岩石河床。既是围水挡土的临时构筑物，同时其顶部又是水中施工的平台。具有良好的刚度和水密性能，因此在深水施工中得到了应用。一、施工准备一、施工准备（一）施工机械设备准备（一）施工机械设备准备拖轮拖轮浮吊浮吊平头铁驳平头铁驳救生艇救生艇桅杆吊机桅杆吊机电动空压机电动空压机柴油发电机柴油发电机高压水泵高压水泵混凝土搅拌机混凝土搅拌机电动卷扬机电动卷扬机交、直流电焊机交、直流电焊机（二）技术准备（二）技术准备1 1、根据河道水文地质和工程需要确定围堰大小和、根据河道水文地质和工程需要确定围堰大小和高度；高度；2 2、制定好围堰组装和吊装方案；、制定好围堰组装和吊装方案；一般大中型围堰，若墩位处水流条件允许，可在墩位处一般大中型围堰，若墩位处水流条件允许，可在墩位处拼装船上组拼，每节高度不超过拼装船上组拼，每节高度不超过5m5m。特大型双壁钢围堰，必须合理确定分节高度，分节分块特大型双壁钢围堰，必须合理确定分节高度，分节分块组拼接高下沉。组拼接高下沉。3 3、组织施工设计和技术培训。、组织施工设计和技术培训。二、施工工艺及施工工序二、施工工艺及施工工序1 1、双臂钢围堰施工、双臂钢围堰施工双壁钢围堰应进行专门设计，围堰的尺寸、强度、双壁钢围堰应进行专门设计，围堰的尺寸、强度、刚度及结构稳定性应满足施工要求；刚度及结构稳定性应满足施工要求；双壁钢围堰宜分节、分块在工厂制造，块件大小双壁钢围堰宜分节、分块在工厂制造，块件大小可按制造设备、运输条件、工地安装起吊及移动能可按制造设备、运输条件、工地安装起吊及移动能力决定；力决定；钢围堰顶面要满足施工平台设置需要。钢围堰顶面要满足施工平台设置需要。2 2、围堰制作和加工、围堰制作和加工双壁钢围堰的制作，宜在工厂中按对号入座的办法制成双壁钢围堰的制作，宜在工厂中按对号入座的办法制成块件，各节、块之间必须安设防水胶条。组装时尽量避免块件，各节、块之间必须安设防水胶条。组装时尽量避免立焊和仰焊，以保证焊接质量。立焊和仰焊，以保证焊接质量。围堰的内外壁应满缝施焊，无伤痕、无漏焊、无砂眼。围堰的内外壁应满缝施焊，无伤痕、无漏焊、无砂眼。确定好分块大小和分节高度后，为保证块件制作精度，确定好分块大小和分节高度后，为保证块件制作精度，提高功效，应事先制成高精度定性模具，尤其是弧形模板。提高功效，应事先制成高精度定性模具，尤其是弧形模板。钢围堰底节拼装工作，在岸边拼装船上进行，将各基本钢围堰底节拼装工作，在岸边拼装船上进行，将各基本单元体拼装、焊成一个圆形薄壁钢结构浮体。单元体拼装、焊成一个圆形薄壁钢结构浮体。3 3、浮运就位和起吊下水、浮运就位和起吊下水 底节下水浮运应选择好气候和水位。底底节下水浮运应选择好气候和水位。底节就位后向围堰各隔舱对称均匀加水，使底节就位后向围堰各隔舱对称均匀加水，使底节平稳下沉，至下沉到一定高度随即拼装接节平稳下沉，至下沉到一定高度随即拼装接高，此后继续加水，边下沉边接高，直至各高，此后继续加水，边下沉边接高，直至各节拼接完毕。节拼接完毕。3 3、浮运就位和起吊下水、浮运就位和起吊下水 利用导向船上起吊设备将底节钢围堰吊利用导向船上起吊设备将底节钢围堰吊起，使之离开拼装船船面上起，使之离开拼装船船面上0.10m0.10m左右，观察左右，观察10min10min，如无反常情况则继续提升直至其高度，如无反常情况则继续提升直至其高度能使拼装船退出，即停止提升。迅速将拼装能使拼装船退出，即停止提升。迅速将拼装船向下游方向退出。拼装船退出后，底节围船向下游方向退出。拼装船退出后，底节围堰徐徐平稳的落入水中，然后将围堰底部和堰徐徐平稳的落入水中，然后将围堰底部和顶部所有拉揽收紧，使其保持垂直而不被水顶部所有拉揽收紧，使其保持垂直而不被水流冲斜。流冲斜。4 4、着床下沉、着床下沉 着床前围堰刃脚着床前围堰刃脚下河床如因水流冲刷下河床如因水流冲刷呈现高低不平时，可呈现高低不平时，可从围堰内偏上游一定从围堰内偏上游一定范围抛填一定数量大范围抛填一定数量大小均匀的碎石，以减小均匀的碎石，以减少局部冲刷，使河床少局部冲刷，使河床面较为平整，以利于面较为平整，以利于围堰顺利着床。围堰顺利着床。5 5、清基封底、清基封底5 5、清基封底、清基封底混凝土封底混凝土封底封底一般采用封底一般采用C25C25水下砼，水下砼，坍落度坍落度控制在控制在220mm220mm240mm240mm，封底厚度通过计算确定，但一般，封底厚度通过计算确定，但一般不小于为不小于为1m1m。水下封底采用一次连续浇注完成，封底混凝土水下封底采用一次连续浇注完成，封底混凝土采用导管法。采用导管法。6 6、拆除围堰、拆除围堰将各隔舱内的水抽干使围堰浮起；将各隔舱内的水抽干使围堰浮起；用平台或机船上的吊车将围堰下游片吊起，用平台或机船上的吊车将围堰下游片吊起，使围堰处于倾斜状态，人进入下游侧交角的使围堰处于倾斜状态，人进入下游侧交角的隔舱内拆除螺栓；隔舱内拆除螺栓；打开下游片，用机船将围堰脱离墩位；打开下游片，用机船将围堰脱离墩位；合拢下游片恢复原状，拖至岩边整修后重合拢下游片恢复原状，拖至岩边整修后重复使用。复使用。双壁钢围堰施工实例：双壁钢围堰施工实例：一、云万路汤溪河特大桥；一、云万路汤溪河特大桥；二、南充下中坝嘉陵江大桥；二、南充下中坝嘉陵江大桥；主墩基础设计为主墩基础设计为1616根根300cm300cm桩基础，深度达桩基础，深度达52m52m。根据墩位处施工水。根据墩位处施工水深大、河床陡峭的实际情况深大、河床陡峭的实际情况(水深高差达水深高差达12m)12m)，因地制宜的对常规双壁钢围，因地制宜的对常规双壁钢围堰结构进行了改进、创新，采用矩形异型高低刃脚钢围堰进行施工，同时堰结构进行了改进、创新，采用矩形异型高低刃脚钢围堰进行施工，同时设置隔仓板，呈阶梯状浇筑封底砼；钢围堰在现场加工，采用导向船安装。设置隔仓板，呈阶梯状浇筑封底砼；钢围堰在现场加工，采用导向船安装。汤溪河特大桥：(先围堰后桩基)施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥现场加工钢围堰、钢护筒现场加工钢围堰、钢护筒施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥现场加工钢围堰、钢护筒现场加工钢围堰、钢护筒施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥整体拼装成型的钢围堰，着床稳定后安装钢护筒整体拼装成型的钢围堰，着床稳定后安装钢护筒施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥在钢围堰内设置的隔舱板，将封底砼浇注成台阶状，在钢围堰内设置的隔舱板，将封底砼浇注成台阶状，以减少混凝土数量。以减少混凝土数量。施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥利用钢围堰及钢护筒形成钻孔平台，进行桩基施工利用钢围堰及钢护筒形成钻孔平台，进行桩基施工施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥桩基检测合格后抽水、剥桩，施工承台桩基检测合格后抽水、剥桩，施工承台施工实例：汤溪河特大桥施工实例：汤溪河特大桥 南充市下中坝嘉陵江大桥主桥设计为南充市下中坝嘉陵江大桥主桥设计为2 2160m160m下承式钢管下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥，主墩处施工期间正常水深为混凝土刚架系杆拱桥，主墩处施工期间正常水深为6 68m8m。南充下中坝嘉陵江大桥:(先桩基后围堰)施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥桩基设计为10根2.5m钻孔灌注桩，承台尺寸为25m10m5m，顶标高均位于枯水期常水位以下，底面平均嵌入岩层2.5m。主墩基础结构形式：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 根据现场的实际情况及设计要求，按照清除覆盖层水下爆破搭设钻孔平台施工桩基安装钢围堰施工承台的顺序组织施工。施工准备施工准备覆盖层清除覆盖层清除水下爆破，清渣水下爆破，清渣搭设钻孔平台，施工桩基搭设钻孔平台，施工桩基搭设支架，安装钢围堰搭设支架，安装钢围堰浇注封底砼，施工承台浇注封底砼，施工承台总体施工方案：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥 靠近顺庆岸的4号墩采用钢管桩搭设同河堤顶面等标高的施工平台，以满足设备、材料的运输及钻孔平台、钢围堰的安装需要；位于江中心的5号、6号主墩在水下爆破清渣后采用水上浮吊直接安装钢护筒形成钻孔平台，在桩基施工完成后，利用钻孔平台搭设支架悬拼安装钢围堰并浇注封底砼，最后抽水施工承台。总体施工方案：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥水上施工设备：常规施工设备常规施工设备施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥水上施工设备：浮箱平台浮箱平台小型汽车轮渡小型汽车轮渡施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥水上施工设备：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥4号墩施工平台：采用振动锤插打钢管采用振动锤插打钢管桩作为承重立柱，其上搭桩作为承重立柱，其上搭设贝雷桁架、型钢形成平设贝雷桁架、型钢形成平台，以满足施工需要。台，以满足施工需要。施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥清除覆盖层：长臂挖机清除覆盖层长臂挖机清除覆盖层采砂船清除覆盖层采砂船清除覆盖层施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥水下爆破：采用在钻爆平台上用潜孔钻机成孔、导管护壁，通过合理布置炮眼间采用在钻爆平台上用潜孔钻机成孔、导管护壁，通过合理布置炮眼间距、控制单段最大药量的分段微差起爆，达到了爆破效果，同时经西南交距、控制单段最大药量的分段微差起爆，达到了爆破效果，同时经西南交大现场检测，爆破振动速度满足国家规定的安全值，对岸边建筑物的影响大现场检测，爆破振动速度满足国家规定的安全值，对岸边建筑物的影响控制在了允许范围内控制在了允许范围内(爆破墩位离最近的建筑物距离为爆破墩位离最近的建筑物距离为114m)114m)。爆破完成后。爆破完成后采用长臂挖机清渣。采用长臂挖机清渣。施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥长长臂臂挖挖机机出出渣渣水下爆破：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥钻孔平台安装：5 5号、号、6 6号墩钻孔平台号墩钻孔平台直接采用钢护筒互相连接直接采用钢护筒互相连接加固后形成，利用水上浮加固后形成，利用水上浮吊及定位架进行安装，用吊及定位架进行安装，用型钢将各护筒连接加固形型钢将各护筒连接加固形成整体，为确保钻孔过程成整体，为确保钻孔过程中平台的稳定性，在护筒中平台的稳定性，在护筒底部浇注底部浇注1.0m1.0m厚的水下砼厚的水下砼形成板筏以固定护筒。形成板筏以固定护筒。施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥4 4号墩号墩钻孔平台钻孔平台钻孔平台安装：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥巴南路巴南路D9D9采用采用钢护筒作为承钢护筒作为承重平台施工水重平台施工水中基础中基础类似桥梁施工：广元白水桥采广元白水桥采用钢护筒作为用钢护筒作为承重平台施工承重平台施工水中基础水中基础类似桥梁施工：兰渝铁路嘉兰渝铁路嘉陵江大桥采陵江大桥采用钢管桩平用钢管桩平台施工水中台施工水中基础基础类似桥梁施工：桩基一批成孔：常规的桩基施工每个主墩一般常规的桩基施工每个主墩一般分为二批或者三批成孔，由于本项分为二批或者三批成孔，由于本项目各主墩均进行了水下爆破，桩基目各主墩均进行了水下爆破，桩基全部嵌入岩层且岩层完整性较好，全部嵌入岩层且岩层完整性较好，综合考虑后采用综合考虑后采用1010根桩基一次性冲根桩基一次性冲击成孔。击成孔。施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥钢围堰设计为钢围堰设计为27.6m27.6m12.6m12.6m的矩形双的矩形双壁结构，壁厚壁结构，壁厚1.2m1.2m，按，按5.0m+6.0m5.0m+6.0m二层制作，二层制作，总高度为总高度为11.0m11.0m，每层，每层平均分成平均分成1414块，通过隔块，通过隔舱板将围堰平均分成舱板将围堰平均分成1414个互不相通的隔舱，以个互不相通的隔舱，以便注水下沉时调整钢围便注水下沉时调整钢围堰的重心及竖直状态。堰的重心及竖直状态。钢围堰结构设计：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥4号墩钢围堰安装：4 4号墩利用施工平台上号墩利用施工平台上组拼的贝雷梁桁架及组拼的贝雷梁桁架及6 6组精扎螺纹钢吊点组精扎螺纹钢吊点(每每组吊点由组吊点由2 2根根3232精扎精扎螺纹钢、上下螺母、螺纹钢、上下螺母、1 1台台60t60t液压千斤顶及分液压千斤顶及分配梁等构成配梁等构成)进行组拼、进行组拼、安装，通过安装，通过6 6台千斤顶台千斤顶的同步顶升、回油实的同步顶升、回油实现钢围堰的整体下放。现钢围堰的整体下放。施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥4号墩钢围堰安装：第一层钢围堰悬挂安装第一层钢围堰悬挂安装施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥拼装完成拼装完成的第一层的第一层钢围堰。钢围堰。4号墩钢围堰安装：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥采用六组精扎采用六组精扎螺纹钢吊点通螺纹钢吊点通过千斤顶同步过千斤顶同步缓慢下放第一缓慢下放第一层钢围堰。层钢围堰。4号墩钢围堰安装：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥第二层钢围堰第二层钢围堰拼装接高拼装接高4号墩钢围堰安装：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥在钻孔平台在钻孔平台(钢护筒钢护筒)上直上直接搭设支架悬接搭设支架悬拼安装钢围堰，拼安装钢围堰，用用8 8组精扎螺组精扎螺纹钢吊点整体纹钢吊点整体下放入水下放入水 5、6号墩钢围堰安装：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥第一层钢围堰拼装第一层钢围堰拼装第一层钢围堰整体下放第一层钢围堰整体下放5、6号墩钢围堰安装：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥5、6号墩钢围堰安装：第二层第二层钢围堰钢围堰接高接高施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥5 5号、号、6 6号主号主墩原拟采用墩原拟采用在浮箱平台在浮箱平台上拼装第一上拼装第一层钢围堰，层钢围堰，然后浮运至然后浮运至墩位处利用墩位处利用支架整体安支架整体安装。装。5、6号墩钢围堰安装：施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥施工实例：南充下中坝嘉陵江大桥20132013年年0505月月