京滬高鐵淮河特大橋主橋鋼套箱圍堰施工技術

1、<p>　　京滬高鐵淮河特大橋主橋鋼套箱圍堰施工技術</p><p>　　摘要：京滬高速鐵路淮河特大橋主橋位于安徽省蚌埠市境內(nèi)，工程起訖里程為DK837+308.65～DK837+806.26,橋址位于黃淮河沖擊平原，區(qū)內(nèi)地層上部為黏性土及砂類土，下伏基巖為燕山期混合花崗巖。主橋共有6個水中墩（2106#～2011#），采用矩形承臺，其尺寸：15.2m×13.6m×4.0m，橋墩為圓

2、端形變截面實體墩，梁部為（48m+5×80+48m）連續(xù)梁，淮河流速快、洪水期的落差最大為10m, 經(jīng)過研究決定全部采用施工快捷、費用較低的雙壁鋼套箱作為承臺的擋水支護結(jié)構進行承臺的施工。 </p><p>　　關鍵詞：淮河主橋；鋼套箱；施工技術 </p><p>　　中圖分類號： TU74文獻標識碼： A </p><p>　　1、雙壁鋼圍堰特點 <

3、;/p><p>　　1.1．雙壁鋼套箱圍堰既可作為承臺施工的隔水措施,同時又作為承臺施工的外模。 </p><p>　　1.2. 雙壁鋼套箱圍堰剛度好,施工簡便,在接縫位置進行焊接即可形成剛勁可靠的防水結(jié)構。 </p><p>　　1.3.雙壁鋼套箱圍堰施工下沉用水下吸泥法進行, 不需要大量的機械設備，施工方法簡便,降低成本,從而加快施工進度。 </p>

4、<p><b>　　2、適用范圍 </b></p><p>　　雙壁鋼套箱圍堰適用于深水墩施工 </p><p><b>　　3、工藝原理 </b></p><p>　　通過對設計資料、橋址區(qū)地質(zhì)、水文情況的分析以及對鋼套箱穩(wěn)定性、抗浮力、自身剛度等方面計算，確定鋼套箱的外形及細部尺寸,利用臨時施工平臺精確定位后

5、注水吸泥下沉,為承臺施工創(chuàng)造工作場面,實現(xiàn)承臺無水施工之目的。 </p><p>　　4、施工工藝流程及操作要點 </p><p><b>　　4.1工藝流程 </b></p><p><b>　　具體步驟見圖1。 </b></p><p><b>　　4.2.操作要點 </b>

6、;</p><p>　　4.2.1. 鋼套箱加工 </p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場加工運輸條件及現(xiàn)場拼裝的起吊能力情況，每節(jié)鋼套箱分成12個塊段，最大塊段重量控制在14.0噸以內(nèi)，所有塊段均在加工廠集中加工完成，然后用平板車運輸?shù)浆F(xiàn)場。 </p><p>　　在加工過程中嚴格控制質(zhì)量，減少鋼板的收縮、變形，控制焊縫的質(zhì)量，在加工過程中焊縫的質(zhì)量是相當重要的，關系到套箱

7、的整體性，密封性，以及它的受力性能。每塊套箱加工完成后都必須對其幾何尺寸及所有焊縫進行全面嚴格檢查，檢查合格后才允許出場。 </p><p>　　4.2.2. 拼裝平臺的搭設 </p><p>　　淮河特大橋套箱拼裝平臺利用樁基護筒及鉆孔平臺用鋼管樁進行搭設。根據(jù)鋼套箱拼裝期間的施工水位，在主護筒上焊接牛腿，牛腿標高比水位高出50cm，用厚10mm鋼板加工制作，共20個牛腿，主護筒周圍的1

8、2根鋼管樁頂標高與牛腿面板標高一致，在鋼管樁頂與牛腿頂搭設20根I28b型工字鋼，形成鋼套箱拼裝工作平臺。 </p><p>　　圖1 鋼套箱施工工藝流程圖 </p><p>　　4.2.3.鋼套箱圍堰拼裝、定位 </p><p>　　1、第一節(jié)套箱的拼裝 </p><p>　　鋼套箱在加工場地分節(jié)分塊段加工好，經(jīng)檢驗合格后，用板車轉(zhuǎn)運到拼裝

9、現(xiàn)場，現(xiàn)場用80噸浮吊轉(zhuǎn)運起吊拼裝。首先，在拼裝平臺上測量放樣出第一節(jié)鋼套箱刃腳平面輪廓線及塊段分段線，根據(jù)套箱的分塊形式，首先從拐角拼起，然后依次逐塊拼裝，最后在直線上完成首塊段與合攏段的合攏拼接，完成一節(jié)鋼套箱的拼裝。 </p><p>　　2、懸吊系統(tǒng)以及下吊點的設置 </p><p>　　淮河特大橋鋼套箱的懸吊系統(tǒng)采用主護筒上安裝承重貝雷，貝雷上布設5噸卷揚機，安裝滑輪組形成起吊系

10、統(tǒng)。在橫橋方向，分別在1#、2#、3#護筒及6#、7#、8#護筒頂安裝單層4排長15.0m貝雷，每4排貝雷頂?shù)膬深^同向墊高4片貝雷，貝雷兩端頭與鋼套箱內(nèi)側(cè)面板距離為30cm；在縱橋方向，在橫向4排長15.0m貝雷頂安放兩組4排長13.5m貝雷。上下貝雷用騎馬螺栓固定，該兩組貝雷兩端與鋼套箱內(nèi)側(cè)板距離為25cm，4組貝雷兩端安裝8臺5噸卷揚機和滑車組，形成懸吊系統(tǒng),懸吊系統(tǒng)的上吊點采用2根I20a工字鋼橫放于貝雷頂，上吊點滑車用鋼絲捆綁在

11、I20a工字鋼上。 </p><p>　　懸吊系統(tǒng)下吊點安裝在與上吊點處于鉛垂線的隔艙翼板厚24 mm鋼板上，吊點離刃腳高2.6m，每個吊點兩端吊耳鋼板采用厚24mm鋼板制作，鋼板長110cm,寬25cm，兩吊耳鋼板穿直徑Φ60mm鋼棒，鋼棒長40cm，下吊點的滑輪與鋼棒之間利用鋼絲繩捆綁起來。下吊點的個數(shù)與上吊點相同，同為8個。 </p><p><b>　　3、河床基底找平

12、</b></p><p>　　用長臂挖掘機找平承臺外圍的河床部位,防止在鋼套箱下沉到位時,有較大的石頭或起伏過大的河床對頂住鋼套箱圍堰局部而發(fā)生傾斜。 </p><p>　　4、鋼套箱導向裝置的安裝 </p><p>　　鋼套箱的導向裝置分上下兩層，上層為固定在護筒上的豎向工字鋼，工字鋼與套箱留5cm距離，下層為定滑輪裝置，共8個，下層定滑輪安裝在第一節(jié)

13、鋼套箱上，安裝在離刃腳高2.2m隔艙翼板上，滑輪與鋼護筒之間的距離為5cm，以此上下兩層導向來控制套箱下沉的平面位置。 </p><p>　　5、第一節(jié)鋼套箱下放 </p><p>　　第一節(jié)鋼套箱拼裝完畢，懸吊系統(tǒng)及導向裝置安裝完成并經(jīng)檢查符合要求后，八臺卷揚機同時提升鋼套箱至刃腳離開拼裝平臺5cm，停止起吊，觀察、檢查卷揚機鋼絲繩受力是否一致，吊點是否有異常等，盡快拆除鋼套箱的拼裝工作

14、平臺。鋼套箱的下放要有專人統(tǒng)一指揮，每臺卷揚機由一個人負責操作，并配備一人協(xié)助觀察。下放前在在護筒上做好刻度標記，下放時，每下放1.0m暫停一次檢查每臺卷揚機鋼絲繩的松緊情況，做到每臺卷揚機的鋼絲繩松緊一致。鋼套箱下放開始入水后，每臺卷揚機受力逐漸變小，直到鋼套箱不再下沉達到自浮平衡，停止卷揚機松繩。第一節(jié)鋼套箱入水自浮后，再次檢查鋼套箱焊縫是否有漏水現(xiàn)象，若有，必須補焊處理，同時檢查整個鋼套箱的平面尺寸和垂直度，以便在拼裝下一節(jié)鋼套箱

15、能及時進行調(diào)整。 </p><p>　　6、第二節(jié)、第三節(jié)鋼套箱拼裝 </p><p>　　在拼裝第二節(jié)鋼套箱之前，每臺卷揚機適當緊繩，并調(diào)平鋼套箱頂面，頂面高差控制在50mm以內(nèi)。第二節(jié)、第三節(jié)鋼套箱的拼裝順序與第一節(jié)的拼裝有區(qū)別，拼裝要考慮卷揚機的平衡受力，拼裝時須分節(jié)段循環(huán)對稱拼裝，同時為減輕卷揚機的受力，在拼裝時邊拼裝邊整體平衡下放，但不管如何，要使每臺卷揚機處于受力狀態(tài)。 <

16、;/p><p>　　7、鋼套箱懸吊系統(tǒng)的拆除 </p><p>　　當鋼套箱入土基本穩(wěn)定，迅速拆除鋼套箱的懸吊系統(tǒng)，包括卷揚機，滑車組，承重貝雷梁等，以方便鋼套箱內(nèi)取土，吸泥。 </p><p>　　4.2.4鋼套箱下沉 </p><p>　　鋼套箱內(nèi)取土、吸泥，采用不排水法。由于淮河主橋鋼套箱下沉時穿越的土質(zhì)主要以黏土為主，所以采用抓斗抓土，同

17、時配合潛水工潛水觸摸、高壓水槍沖射，空壓機導管法吸泥；取土先中間后四周，對稱分層取土，避免局部過深取土造成鋼套箱突然地大幅度下沉。當鋼套箱下沉到位，調(diào)整鋼套箱頂平整度及平面尺寸，使之符合設計要求。 </p><p>　　4.2.5套箱封底 </p><p>　　當鋼套箱下沉到位，在砼封底之前，要對基底進行處理：潛水工水下清洗封底段護筒及鋼套箱內(nèi)側(cè)壁板，利用導管吸取基底上的一層浮泥，最后均勻

18、拋放片石，潛水整平，為砼封底做好準備。 </p><p>　　在鋼套箱頂利用工鋼搭設施工工作平臺，布置水下砼封底用導管，使用導管1根，導管可挪動使用，導管儲料斗首批方量為2.0m3，導管懸空20cm。在砼封底時應先拐角封底然后繞四周最后中間方法進行封底。鋼套箱在封底時先在內(nèi)下游拐角位置先布置導管，開盤后先后首批料封底，接著連續(xù)不斷地進行砼灌注，直到這個拐角混凝土面達到封底混凝土面標高，開始移動導管（采用吊車移動導

19、管，人工拉拽預先系在導管下口的繩子，以達到指定位置，所有移動過程中保證導管下口始終在混凝土面以下）。為使水下封底砼有個良好的流動性，砼的坍落度控制在18-20cm，首批料取偏小值砼的砂率宜在45%-48%。砼封底時考慮用砼泵車送料便與導管點之間送料的轉(zhuǎn)換。砼封底的過程中為了精確控制，采用特制測錘勤測量多點測量，尤其是鋼護筒周邊時刻掌握封底砼的流動方向及高程。特制測錘用鐵板焊成平底空心錐體，錐體直徑15cm，高8~12cm，重約6~9kg

20、；測讀平面設在固定構架上并湊成整數(shù)標高，測尺上能直接讀出混凝土面標高，保證封底混凝土質(zhì)量。砼封底高度3.0m。砼封底首批料開始后要連續(xù)作業(yè)一氣呵成。砼封底完成后，其頂標高控制在+10cm到-30cm的范圍內(nèi)</p><p>　　4.2.6內(nèi)支撐加固、抽水 </p><p>　　鋼套箱按圖紙要求在指定標高做內(nèi)支撐，內(nèi)支撐共三道。內(nèi)支撐鋼管必須準確的頂在指定的加強板上，且鋼管與套箱完全接觸，全

21、部滿焊，保證焊接質(zhì)量。在這期間要嚴格檢測內(nèi)支撐的準確定位，焊接情況，并在每根鋼管與鋼板間加筋板。內(nèi)支撐加固完畢后，然后抽水，在抽水的過程中要密切關注套箱的變形，若變形超出要求立即停止抽水。至此鋼套箱施工基本完成。 </p><p><b>　　5、質(zhì)量控制 </b></p><p>　　在整個鋼套箱的施工過程中，我們嚴格按照《客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》

22、中的相關要求對鋼套箱的拼裝、下沉等工序進行質(zhì)量控制。 </p><p><b>　　5.1質(zhì)量標準 </b></p><p>　　5.1．1套箱拼裝 </p><p>　　1.套箱拼裝各塊段的井箱高差不大于10mm，頂面高差不大于20mm。 </p><p>　　2、焊縫寬度、高度必須滿足設計要求，且焊縫不得漏水 <

23、;/p><p>　　5.1．2套箱下沉 </p><p>　　1.套箱就位的傾斜度不大于h/50。 </p><p>　　2.套箱就位的中心位置不大于10cm。 </p><p>　　3.套箱就位的平面扭轉(zhuǎn)不大于2° </p><p><b>　　5.2控制措施 </b></p>

24、<p>　　5.2．1套箱拼裝 </p><p>　　1、嚴格控制鋼套箱拼裝平臺的安裝質(zhì)量。 </p><p>　　2、所有焊工必須持證上崗，且對每個焊工施工的部位進行標識，確保每條焊縫責任到人。并在焊縫入水前，對其進行煤油滲透試驗。 </p><p>　　5.2．2套箱下沉 </p><p>　　1、嚴格控制鋼套箱定位裝置的安

25、裝質(zhì)量。 </p><p>　　2、在下沉過程中，應對套箱的平面位置、高程進行定期測量，以便及時對鋼套箱的下沉進行及時調(diào)整。 </p><p><b>　　6、安全措施 </b></p><p>　　1.堅持“安全第一，預防為主”的方針，加強安全生產(chǎn)教育，提高安全意識。 </p><p>　　2.健全安全崗位責任制，做到

26、獎罰分明，逐級簽訂安全生產(chǎn)責任書，明確分工，責任到人，把安全落實到實處。 </p><p>　　3.嚴格執(zhí)行各工種《安全技術操作規(guī)程》，定期對職工進行考核。 </p><p>　　4. (1)雙壁鋼圍堰運輸 </p><p>　　雙壁鋼圍堰分接裝車、運輸卸車時，應安排專人指揮，認真檢查道路、車輛、吊車、吊具和鋼絲繩情況，確認不影響安全后，方可按分節(jié)安裝順序裝運。雙壁

27、鋼圍堰運到現(xiàn)場后，應按指定位置卸存，并保證擺放穩(wěn)固。 </p><p>　　(2)雙壁鋼圍堰起吊、接高 </p><p>　　雙壁鋼圍堰起吊前，應認真檢查起吊浮吊的各部運轉(zhuǎn)和制動情況，并檢查鋼絲繩情況，根據(jù)起吊能力計算可吊起的雙壁鋼圍堰高度（重量），防止超負荷情況。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰吊裝時，頂面指揮人員應通知雙壁鋼圍堰內(nèi)施工人員暫時避開。 </

28、p><p>　　雙壁鋼圍堰接高時，要有專人指揮對位。焊接人員按焊接安全要求進行焊接施工。 </p><p>　　在平臺頂面以下接高時，在雙壁鋼圍堰兩側(cè)搭設（吊掛）作業(yè)平臺，操作人員必須穿救生衣、戴安全繩（帶）。作業(yè)時安全防護設施應齊備。 </p><p>　　(3)雙壁鋼圍堰下沉 </p><p>　　當雙壁鋼圍堰注水下沉時，必須對稱均衡進行施工

29、，并防止產(chǎn)生過大的傾斜。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰采用吸泥下沉時，勞動組織要合理，井內(nèi)人員不宜過多。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰下沉中，各部位應均勻吸泥，不得超挖超吸。 </p><p>　　在刃腳處吸泥，應對稱均勻進行，并保持雙壁鋼圍堰均衡下沉。 </p><p>　　下到雙壁鋼圍堰內(nèi)操作人員，安全防護用品必須配戴齊全。 &l

30、t;/p><p>　　雙壁鋼圍堰分格支撐內(nèi)的各側(cè)面均應備有懸掛鋼梯及安全繩，以應急需（防止涌水、涌砂）。 </p><p><b>　　(4)其它 </b></p><p>　　雙壁鋼圍堰施工平臺頂面外圍應設安全防護圍攔。雙壁鋼圍堰內(nèi)要有充足的照明。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰平臺上搭設的設備臺座(架)必須安裝牢靠。電

31、路應使用防水膠線，防止漏電。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰上的機具應固定牢固，小型工具宜裝箱存放。 </p><p>　　在雙壁鋼圍堰刃腳和雙壁鋼圍堰橫支撐下側(cè)，不得有人停留、休息。 </p><p>　　當必需進行雙壁鋼圍堰底的潛水檢查時，要防止雙壁鋼圍堰突然下沉和大量涌砂而導致雙壁鋼圍堰歪斜或造成機械和人員損傷。 </p><p>　

32、　雙壁鋼圍堰下沉需要配重時，配重物件應堆碼整齊，捆綁牢固；采用偏配重、偏抽砂和施加水平力糾正傾傾時，荷載應逐級增加，并不斷觀察雙壁鋼圍堰下沉情況。 </p><p><b>　　7、環(huán)保措施 </b></p><p>　　1、建立由項目經(jīng)理參加的環(huán)境管理組織機構，明確各級、各部門在環(huán)境保護工作中的職責分工。建立、健全施工期間環(huán)境管理體系和各項環(huán)境管理規(guī)章制度。&

33、;#160;&#160;&#160;&#160;2、吸泥、抓泥產(chǎn)生的廢渣嚴禁排入河中，必須裝車后轉(zhuǎn)運到指定棄土場。 </p><p>　　3、封底混凝土施工時潤滑管道用的砂漿及封底結(jié)束時的多余混凝土必須裝車后運到指定棄渣場處理，嚴禁直接排入河中。&#160;&#160;&#160; 4、施工中，剩余料具、包裝及時回收、清退。對可再利用的廢棄物盡量回收利用。各類垃圾及

34、時清掃、清運，不隨意傾倒，每班清掃、每日清運。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]陳永勇. 頂推滑移法下沉鋼套箱施工技術[J]. 國防交通工程與技術,2013,(6). </p><p>　　[2]許炳剛. 淺析水中墩系梁鋼套箱圍堰施工技術[J]. 門窗,2013,(5). </p>&