双壁钢围堰水上作业施工方案 -20150917

1、1 双壁钢围堰专项施工方案双壁钢围堰专项施工方案 编编 制：制： 复复 核：核： 审审 批：批： 中铁大桥局股份有限公司中铁大桥局股份有限公司 2 目目 录录 一、编制依据一、编制依据 .1 1 二、工程概况二、工程概况 .1 1 2.1 地理位置.1 2.2 桥梁概况.2 2.3 加固目的.2 2.4 建设条件 .3 三、施工组织三、施工组织 .4 4 3.1 方案概述 .4 3.2 施工步骤 .5 3.3 工期安排 .9 3.4 人员组织 .11 3.5 机械设备组织 .12 四、施工方案四、施工方案 .1313 4.1 双壁钢围堰结构设计 .13 4.2 双壁钢围堰施工结构流程 .15

2、4.3 双壁钢围堰板块制造 .15 4.4 双壁钢围堰拼装 .20 4.5 双壁钢围堰下河 .22 4.6 围堰浮运 .28 4.7 底节围堰就位及合拢 .31 4.8 底节围堰注水下沉 .33 4.9 顶节围堰接高 .34 4.10 围堰吸泥下沉 .34 4.11 围堰封底施工 .35 五、质量保证措施五、质量保证措施 .3939 5.1 施工前的质量控制 .39 5.2 施工过程的质量控制.39 六、施工安全控制六、施工安全控制 .4040 6.1 安全管理目标 .40 6.2 安全管理组织机构 .41 6.3 安全保证措施 .43 6.4 水上安全应急预案 .47 七、文明施工及环保七、

3、文明施工及环保 .5353 7.1 文明施工措施 .53 7.2 环境保护措施 .53 附件：单个附件：单个 U U 型围堰浮运阻力计算型围堰浮运阻力计算 .5555 1 一、编制一、编制依据依据 二、工程概况二、工程概况 2.12.1 地理位置地理位置 2.2.2 2 桥梁概况桥梁概况 2.32.3 加固目的加固目的 2.42.4 建设条件建设条件 2.4.12.4.1 气候条件气候条件 2.4.22.4.2 地质情况地质情况 2.4.32.4.3 水文条件水文条件 三、施工组织三、施工组织 3.13.1 方案概述方案概述 本项目施工主要采用双壁钢围堰及单壁钢围堰施工方法，根据施工水位及加固

4、墩情况， 围堰总高度设计为 15.5m，围堰高度方向分为 2 节，底节高 10.5m，采用浮运方式运输至墩位。 顶节高 5.0m，采用现场接高方式。 双壁钢围堰主要施工工序为：工厂进行围堰板块加工制造围堰板块运至施工现场指 定位置进行板块组拼围堰水密试验等工序检验双壁围堰底节下水、浮运至墩位定位 双壁围堰对接、下沉双壁围堰顶节接高双壁围堰吸泥下沉桩基加固。 3.23.2 施工步骤施工步骤 步骤一： 2 1、 双壁钢围堰底节板块工厂制作并陆路运输至施工现场； 2、 双壁钢围堰底节板块在临时码头焊接组拼； 3、 底节围堰水密实验。 步骤二： 1、 墩位处安装导向平台； 2、 浮吊、拖轮及临时靠梆铁

5、驳定位。 步骤三： 1、 上游侧底节 U 形双壁钢围堰起吊下河，调节围堰平衡并与铁驳临时固定； 2、 将上游侧底节 U 形双壁钢围堰通过 2#-3#墩之间浮运至墩位，并与桥墩临时固定。 3 步骤四： 1、 下游侧底节 U 形双壁钢围堰下河，与铁驳临时固定； 2、 将下游侧 U 形双壁钢围堰通过 2#-3#墩之间浮运至墩位，并与桥墩临时固定； 3、 上下游 U 形围堰合拢对接。 4 步骤五： 1、 撤走浮吊、拖轮及铁驳； 2、 底节双壁钢围堰加水下沉，下沉至距水面 1.5m 高后停止加水； 3、 接高顶节围堰。 5 步骤六： 1、 双壁钢围堰整体下沉至设计标高； 2、 围堰封底、抽水； 3、 承

6、台加固维修。 3.33.3 工期安排工期安排 一、围堰板块制作一、围堰板块制作 二、底节围堰组拼（墩位处施工平台安装）二、底节围堰组拼（墩位处施工平台安装） 三、底节围堰浮运、合拢对接三、底节围堰浮运、合拢对接 四、顶节围堰接高四、顶节围堰接高 五、基础加固施工五、基础加固施工 6 3.43.4 人员组织人员组织 3.4.13.4.1 组织机构组织机构 为加强围堰水上施工管理，项目部成立由常务副经理为组长、总工程师和生产副经理为 副组长的领导小组，小组成员为项目部各部门负责人，主要在围堰水上作业各工序施工过程 中，筹划落实、提供技术支持、同时做好各项服务保障工作。 图图 3.4.1-13.4.

7、1-1 水上作业组织机构图水上作业组织机构图 3.4.23.4.2 现场人员配备现场人员配备 围堰水上工序繁杂，施工难度大，现场施工组织的好坏直接影响施工进度的快慢与质量 的好坏。根据水上施工不同阶段的施工特点分别组织充分的施工人员和合适的机械设备，两 班倒 24 小时不停歇进行作业，以保障现场各工序施工要求。水上作业分阶段施工人员组织及 分工见下表。 围堰水上作业各协力队伍 项目经理 总工程师安全总监：陆梁广 安 质 环 保 部 物 资 机 械 部 工 程 技 术 部 计 划 合 约 部 综 合 办 公 室 生产副经理 7 表表 3.4.2-13.4.2-1 水上作业人员组织及分工表水上作业

8、人员组织及分工表 编号编号岗位岗位人员人员职责职责 1 总指挥1 人总指挥 2 现场指挥1 人现场指挥 3 技术指导1 人提供技术指导 4 安全监督1 人安全监督、管理 5 现场技术1 人技术服务、过程控制 6 现场测量3 人围堰下沉测量监控 7 围堰浮运定位20 人 负责围堰浮运定位过程中船舶调动等 （含水手） 8 围堰合拢下沉30 人 9 围堰接高30 人主要为焊接 10 吸泥下沉10 人分两组，每组 5 人。 11 围堰封底、抽水30 人砼倒运、浇注及抽水工作 12 电工组5 人 动力系统调试，用电线路连接、检查 等 13 潜水工组6 人配合河床探摸、清基等活动 14 后勤保障应急救 援

9、组 2 人后勤服务紧急情况处理 15 交通船船长 1 人交通运输 16 拖轮船长 3 人辅助浮运、接高施工 17 浮吊船长 2 人辅助下沉施工 3.53.5 机械设备组织机械设备组织 围堰水上作业分阶段施工机械设备投入情况见表 3.5-1。 表表 3.5-13.5-1 双壁钢围堰水上作业机械设备投入计划表双壁钢围堰水上作业机械设备投入计划表 序 号 项目机械名称型号数量备注 交通船 / 1 艘人员及物资倒用 发电机 150 KVA 2 台临时及应急供电 浮吊 35t 2 台辅助施工 水准仪 DSZ2 1 台测量 全站仪 nikon 1 台测量 1 水上施工 通用机械 设备 测绳 30m 50

10、根测量 浮吊 400t 1 台围堰下水 拖轮 4000HP 2 艘围堰浮运 2 铁驳 400t 1 艘临时停靠、靠绑、垫 8 档 抛抛船1 艘靠梆船抛锚定位 围堰浮 运定位施 工 交流电焊机 BX-500 6 台焊接 潜水泵 15m3 /h 12 台辅助灌水下沉 3 围堰首次 注水下沉 施工 交流电焊机 BX-500 2 台 临时构件焊接、补漏 等 罐车 8m3 6 辆混凝土运输 地泵（汽车泵）三一重工2 台混凝土转运 导管 273 6 套混凝土浇筑 料斗 2m3 4 个混凝土浇筑（自制） 4 壁舱砼及 封底砼 浇注 抽水泵 15m3 /h 12 台抽出壁舱积水 空气吸泥机 273mm 2 套

11、抽砂（自制） 空压机 28m3 /min 2 台抽砂 泥沙船2 艘运输泥沙 5 围堰二次 吸泥下沉 高压射水装置2 套 配合刃脚泥沙冲射 （自制） 四、施工方案四、施工方案 4.14.1 双壁钢围堰结构设计双壁钢围堰结构设计 双壁钢围堰平面尺寸为 36.8m(长)24.8m（宽）15.5m（高），高度方向分上下两节， 底节高 10.5m，顶节 5.0m。钢围堰总重约 410t，其中底节重约 300t，顶节重约 110t。 围堰板块在武船钢结构厂制造，板块加工完成后通过水路运输至白沙洲大桥项目部附近 码头进行板块拼装。 双壁钢围堰底节（10.5m 高）板块拼装成两个 U 形后，单独吊装下河并在桥

12、位上游进行 临时停靠，利用拖轮组分别浮拖至加固墩位处就位合拢、下沉。当下沉至水面 1.5m 左右时进 行围堰接高（高 5.0m）。 9 图图 4.1-14.1-1 双壁钢围堰立面布置图（单位：双壁钢围堰立面布置图（单位：mmmm） 图图 4.1-24.1-2 双壁钢围堰平面布置图（单位：双壁钢围堰平面布置图（单位：mmmm） 10 4.24.2 双壁钢围堰施工结构流程双壁钢围堰施工结构流程 胎膜制作板块下料分块制作试拼 运至码头 底节拼装、墩位平台安装 下河 浮运分体就位注水下沉 顶节拼装整体下沉清基围堰封底 抽水桩基加固 合龙对接 图图 4.2-14.2-1 双壁钢围堰水上作业工艺流程图双壁

13、钢围堰水上作业工艺流程图 4.34.3 双壁钢围堰板块制造双壁钢围堰板块制造 4.3.14.3.1 双壁钢围堰加工制作工艺流程双壁钢围堰加工制作工艺流程 双壁钢围堰分为左右对称两部分，在工厂内分块进行加工，采用水运至白沙洲大桥项目 部码头，在拼装平台上组装成型后分 2 个半“U”型围堰下水。 双壁钢围堰加工制作工艺流程具体见图 4.3-1。 11 施工图设计 结构放样施工准备材料采购 样板制作划线下料材料调校 零、部件加工胎架平台制作 测量放线分段、分块组 拼拼 图图 4.3.1-14.3.1-1 钢围堰制作工艺流程图钢围堰制作工艺流程图 4.3.24.3.2 双壁钢围堰加工材料要求双壁钢围堰

14、加工材料要求 （1）钢材 钢围堰采用 Q235B 钢材，其材质应符合碳素钢结构(GB/T7002006)的规定。 钢材进入制作工厂时，除必须具有出厂的质量证明外，还应按工程和有关现行标准进行 复验，做好检查记录。 （2）焊接材料 焊条、焊丝、焊剂等焊接材料应根据焊接工艺确定，采用的焊接材料应符合 GB/T511795、GB/T1495794、GB/T1495894 及 GB/T529385 的技术规定。 焊接材料进入制作工厂时，除必须有生产厂家的出厂质量证明外，应按有关标准进行抽 查复验，作为复验检查记录备查。 4.3.34.3.3 围堰制作围堰制作 （1）下料 抽样复检 施工前，必须按有关标

15、准规定对原材料的性能和各项技术指标进行抽样复检，合格后方 12 可进行生产。 校正 围堰使用的钢板和型钢，由于在轧制时压延不均，轧制后冷却收缩不均，以及运输、储 存过程中各种因素的影响，常常产生波浪形，局部凹凸和各种扭曲变形。这些变形将影响号 料气割及其它加工工序的正常进行，降低加工精度；而且在焊接时还产生附加应力，使构件 失稳而影响构件的强度。因此，在号料前需对变形的钢板、型钢进行矫正处理，消除这些变 形。 a. 钢板的矫正 板厚在 4mm 以上的、较大面积的钢板在矫平机上矫正，钢板在矫平机上一次不能矫平时， 往复数次，直到满足要求为止。 对于小面积较厚钢板及钢板切割或剪切的零件，由于零件边

16、缘在切割时受高温或机床剪 切时受挤压而产生的变形，则采用液压机将板件压平。 b. 型材的矫正 型材主要是用型钢矫直机进行矫正，小尺寸的型材则利用平台或手锤手工敲击来矫正， 极个别的型材用火焰矫正法矫正。 c. 边缘加工 由于围堰外形尺寸较大，各构件大部分需要接长，为保证结构的焊接质量，水平环向筋 板、隔舱板对接边边缘均按要求开坡口。边缘加工光洁度及尺寸要求应达到规范要求的标准。 d.壁板采用半自动切割机下料。 e.下料时考虑焊接收缩余量。 f.氧割的零件边缘应去除割渣，切割表面不允许有崩坑，塌角半径 R0.5mm。 g.型钢下料端部应齐整，倾斜度1，毛刺飞边打磨光顺。 h.下料及加工时发现钢材

17、有异常，应立即反馈给技术部门，技术部门应立即进行研究， 对有异常的钢材进行标识隔离，听候通知再处理。 i.排料时应注意使内、外壁板对接缝错开 200mm 以上。接料焊缝位置与其他焊缝距离不 小于 200mm，每节段水平对接焊缝与竖向加劲肋对接焊缝宜错开 200mm，面板对接缝与环向加 劲肋不应在同一位置，应错开布置。 （2）开坡口 13 刃脚段钢板与壁板钢板对接时应按照不同厚度的钢板的对接形式开过渡斜坡后（坡度 设为 1:2.5）再双面焊接，焊接方法采用 CO2气体保护焊或手工焊。 隔舱板和环形筋板均为厚板对接，需开坡口，焊接方法采用 CO2气体保护焊或手工焊。 （3）分块制作 单个围堰平面分

18、 8 个块段进行加工，围堰板块单元块主要由壁板、竖向加筋、环形筋板， 连接角钢桁架四部分组成，内外板单元通过环形筋板利用角钢连接在一起。端部除有 16mm 厚 钢板焊接而成的刃脚外，其他结构基本类似。 根据面板的实际重量，考虑到拼装时的工作量和吊机的起重能力，可将 23 块面板成整 体后（相邻对接焊缝必须错开）再吊装拼装，这样既可减少拼装时间，又可以减少在高空立 焊的工作量，方便施工。壁板的制造采用分块制造以面板的尺寸为分块线。 壁板分块制作应首先在平台上将壁板、水平框架隔舱板制成平面分段，然后在组装胎架 上依次安装，待所有构件安装完成后进行焊接，分块的平焊及立焊焊完后用两台吊架机进行 空中翻

19、身后再焊未焊完的焊缝，以减少仰焊，保证焊接质量。 （4）焊接 为了减少焊接变形，保证焊接质量，制定合理的焊接工艺，选用合适的焊接设备，在分 块焊接中，采用合理的焊接程序，单元件焊接顺序： 内外围壁正反面焊缝焊接内结构焊接内结构与外围壁焊接内结构与内壁焊接。施 工过程中加放余量，控制焊接收缩的影响。 平板对接结构，如内外壁板对接、隔舱板对接等应优先采用埋弧自动焊。现场拼装的对 接焊缝可采用手工焊或 CO2气体保护焊或埋弧焊。凡能采取 CO2气体保护焊进行焊接的部分， 均采用 CO2气体保护焊，不能采取 CO2气体保护焊的各部分均采用手工电弧焊。 焊接检验是保证围堰制造质量的重要措施，对围堰检验实

20、行自检、互检、专检及最后检 验的三检一验制度，做到不合格的原材料不投产，不合格的焊缝必须返工，从而使焊接质量 得到可靠保证。 4.3.44.3.4 围堰试拼装围堰试拼装 （1）围堰试拼装 围堰板块制作完成后，应对钢围堰进行试拼装，修整发现的缺陷后再运往施工现场。 14 壁板单元件由内、外壁板、隔仓板及水平桁架及竖肋等部件组焊成型。为保证外型尺寸 的准确性及控制焊接质量和变形，借助胎架组拼及施焊，胎架应具有足够刚度，以防止单元 构件在组焊过程中变形，胎架数量应根据制作周期及施工工期由现场自行确定，胎架的精度 应力求一致，以保证不同胎架组焊出来的产品其尺寸具有一致性。胎架要求定期进行复核， 防止在

21、拼装过程中由于重力影响产生变形，导致结构尺寸误差。 （2）围堰加工技术要求 围堰加工尺寸要求见表 4.3.4-1。 表表 4.3.4-14.3.4-1 围堰结构尺寸的允许偏差围堰结构尺寸的允许偏差 编号项目允许偏差（mm） 1 围堰内壁尺寸+50，0 2 围堰壁厚 5 3 垂直度h/1000（h：高） 4 壁板对接错台1 5 壁板侧向平整度30 6 水平加劲角钢间距误差20 7 水平加劲角钢间距误差20 4.44.4 双壁钢围堰拼装双壁钢围堰拼装 4.4.14.4.1 围堰拼装场地围堰拼装场地 本项目双壁钢围堰拼装场地设置在白沙洲大桥上游侧约300m处码头。码头占地面积约 4000，平面图如图

22、所示。 15 图图 4.4.1-14.4.1-1 围堰拼装场地现场照片围堰拼装场地现场照片 4.4.24.4.2 双壁围堰板块拼装双壁围堰板块拼装 围堰板块在武船钢结构公司加工。由于采用公路运输，底节围堰在高度方向需再分节。 根据结构图，在高度方向分为3节，从下往上依次为3.0m、3.6m、3.9m。 围堰拼装时，先把底节3.0m高拼成整体，再在上面接高2节。 板块最高板高 3.9m，最重约 9.6t，采用 75t 汽车吊配合拼装。从 75 吨汽车起重机起重 性能表中验证吊机主臂 L=20.1m，作业半径 R 在 12m 时起吊性能 12.0t 大于 9.6t , 选用 75 汽车吊机满足要求

23、。拼装 3.9m 围堰板块时，汽车起重机平面站位如图 4.4.2-1 所示。 表表 4.4.2-14.4.2-1 STC75STC75 汽车起重机主臂起重性能表（单位：汽车起重机主臂起重性能表（单位：kgkg） 主臂起重性能表 吊臂长度(支腿全伸后方或侧方作业) 工作半径(m) 11.8m15.95m20.1m28.4m36.7m45m 工作半径 （m） 3.07500054000430003.0 3.57000054000430003.5 4.0620005400043000300004.0 4.5560004800043000300004.5 16 5.051000450004100030

24、0005.0 5.5470004200038500290005.5 6.041500390003650027500160006.0 6.536000350003400026000160006.5 7.032000305003100025000160007.0 7.528000275002700023500150007.5 8.02500024500240002200015000110008.0 9.01900020000200001950015000110009.0 10.0165001700016000140001100010.0 11.013500140001360013000105001

25、1.0 12.0115001200012000120001000012.0 14.08500900010000900014.0 16.0600068007800800016.0 18.050006000650018.0 20.040004800510020.0 22.029003800410022.0 24.022002900330024.0 26.02200260026.0 28.01700200028.0 30.01300150030.0 32.0120032.0 图图 4.4.2-14.4.2-1 STC75STC75 汽车起重机平面站位图（单位：汽车起重机平面站位图（单位：mmmm）

26、17 4.4.34.4.3 水密性试验水密性试验 水密性试验是围堰焊接质量最后全面的检验，应在围堰下河前进行。 采用煤油渗透试验方式检查焊缝抗渗性。试验前，检验部分不允许油漆和搪水泥，需要 试验的箱体表面和焊缝必须打扫清洁，并且对进行检视的一面除要求打扫清洁，对采用煤油 渗透试验的，尚需对检视面刷一层石灰浆（晾干），以便观察。试验中，如发现有渗油现象 时，需进行修补，修补后必须重新试验。 4.54.5 双壁钢围堰下河双壁钢围堰下河 为减少施工工序，节约工期，将采用单个 U 形围堰下河后直接浮运至墩位的方法。为减 少水流对单个 U 形围堰冲击，先浮运上游侧围堰，再浮运下游侧 U 形围堰。 4.5

27、.14.5.1 下河前准备下河前准备 （1）技术筹备 1、围堰浮运前组织进行质量验收，满足验收标准之后，方可进行下一道工序施工。 2、水上施工之前编制各道工序相应施工工艺。 3、做好各道工序的技术交底工作，分项工程开始之前要对上岗操作人员进行培训。 4、检测仪器、计量、测量设备与方法齐全。 5、技术人员应作好充分准备，并了解各有关方面的情况。 （2）现场筹备 1、水上施工是基础工程施工中一个重要的环节，所动用的机械、材料、人员都是大量的， 持续的时间较长。因此，施工之前要落实的各项准备工作。 2、场地用电及焊接设备的准备：为保证围堰拼装的顺利进行，场地用电必须考虑周全， 根据现场的用电设备配备

28、合理的容量。施工中所用到的焊接设备应合理布置在围堰的各个部 位，尽量减少焊接电缆的长度，提高拼装的安全性。 3、参加水上工作的机械设备均应经过检查处于良好状态，常用的备用品应有充分的准备。 4、各分项工序需要的小型机具或构件，考虑提前引进或加工。 5、壁舱及封底封底混凝土选用商品混凝土，需要提前做好商家及输运路线的选定并考察 18 路况。 6、了解施工期间的气象预报情况，提前做好恶劣天气下的应对措施。 7、劳动力的组织及生活、后勤的准备工作，应作好充分的准备。 8、各项准备工作就绪后,制定各道工序岗位职责，明确任务、约定信号并保持通畅。 （3）围堰检查 1、为确保围堰顺利、安全下水，围堰下水前

29、应安排专人做详细的围堰检查，围堰检查主 要包括以下几项内容： 1） 围堰及其附属结构的各部位构件用料、数量、尺寸是否与设计图纸相符。 2） 围堰及其附属结构的各部位施工焊缝质量尤其是焊缝高度是否满足设计要求，焊缝 焊渣是否及时清除。 3）拼接缝对接处焊缝是否存在错台现象，部分拼接缝缝隙如果较大需增加板条处理。 4）做好围堰水密试验（煤油渗透试验） ，确保围堰下水安全。 2、在单个 U 型中部安装一组临时内支撑。 3、起吊前拆除一切施工荷载及围堰拼装支架的联结。 4、对起吊设备进行全面检查，对起重卷扬机进行检修，刹车要灵活，固定方式稳妥，牢 固。对滑车组的各轴及吊梁各梢等应进行探伤检查，以防发生

30、事故。 5、对吊梁及栓板、吊耳应比照设计图纸进行钢结构断面尺寸，焊缝质量，螺栓规格，孔 位等对照检查。起吊钢丝绳绳卡规格、数量进行检查、记录每台卷扬机（起吊围堰所用）备 用一根打梢千斤绳，以备围堰起吊以后因停留较长时间时打梢固定用，保证安全。 4.5.24.5.2 起重机械选择起重机械选择 鉴于围堰拼装码头场地较小，码头挡墙为浆砌片石结构，使用汽车吊机作业可能存在困 难，拟采用水上吊机作为围堰下水起重设备。 己知单个U形底节双壁钢围堰自重101.0t，起吊时考虑1.2倍动力系数，即起吊重量为 1.2101=121.3t。考虑采用一台大型浮吊进行吊装作业。 经市场调查，拟采用1台400t浮吊，其

31、参数为： 19 根据浮吊参数表，当起吊角度为45时，吊幅为22.9m时，双钩起重量为220t，可满足本 项目围堰起吊下水要求。 4.5.34.5.3 围堰起吊下水围堰起吊下水 围堰起吊入水主要按以下三个步骤进行操作： 第一步：浮吊就位。浮吊停靠在码头水域，确保围堰在大钩吊距范围之内，并抛锚定位。 第二步：提吊入水。吊机进行摆臂，将围堰提升至离地面约 3-5cm 后，观察浮吊状态， 并检查钢丝绳、吊耳等结构是否牢靠。检查无异常后正式提升围堰，由码头起吊至江面，落 大钩同时将围堰下放。将围堰慢慢下落至稳定深度时，并全面检查围堰是否漏水，有无其它 异常情况。 双壁钢围堰重量沿周方向线荷载大体相同，但

32、由于单个 U 型围堰为不规则体，其浮心与 重心不重合，自浮状态下将向后（围堰闭口方向）倾斜，下水后需在围堰隔舱内加水调节， 20 使其自浮垂直状态。 第三步：围堰于水中稳定后，利用 400t 铁驳绑靠就位，安装围堰侧兜缆，将围堰同铁驳 进行连接固定。 图图 4.5.3-14.5.3-1 底节双壁钢围堰下水吊装示意图底节双壁钢围堰下水吊装示意图 4.5.44.5.4 围堰临时停靠围堰临时停靠 （1）围堰下河后采用拖轮将围堰拖运至定位船处进行临时停靠。 拖运时江上航运进行一定的管制，邀请航道及海事部门协助完成整个停靠过程的航道安 全控制。 （2）临时定位船设置 临时定位船采用 400t 平板驳抛锚

33、定位，锚碇为霍尔锚，共设置 6 个：4 个 1t 边锚、2 个 5t 的主锚。 工艺流程：定位船进位临时锚定抛边锚拖锚挂锚绳预绞抛主锚拖锚挂 锚绳预绞起临时锚溜定位船至预定位置。 21 定位船进位及临时锚定： a.拖轮把定位船由下游拖曳至其设计位置偏上游 100m 左右，抛一个领水锚； b.然后，到定位船设计位置偏下游 100 米抛一个尾锚将定位船临时锚定。 c.将前定位船的边锚与锚绳连接好，在码头吊机的配合下将主锚挂在抛锚船边缘，锚绳 盘好存放在抛锚船上，用拖轮把抛锚船由下游依次拖曳至各边锚的设计位置偏上游 5m 左右， 利用抛锚船上的卷扬机依次抛下各边锚。 图图 4.5.4-24.5.4-

34、2 临时定位船锚碇布置图临时定位船锚碇布置图 d.收紧锚绳，对称预绞边锚，并将前定位船临时锚定。 e.用拖轮把抛锚船拖曳至 1#主锚位置，用卷扬机抛卷扬机将锚链、锚绳向下游慢慢溜放； 当锚绳放下 250m 时，把锚绳打死，拖轮开足马力向下游倒行拖锚，拖距 510m，使锚链平 躺于河床，铁锚抓入泥中，停止拖锚，继续溜放锚绳，把锚绳过到定位船上，预收主锚绳。 f.用拖轮把抛锚船运到 2#主锚位置，按 1#主锚的抛设方法抛设 2#主锚 ，预收主锚绳后， 起出前定位船临时领水锚。 g.其余主锚抛锚、拖锚、过锚均同 1#主锚。 h.调整主锚绳，起出前定位船临时尾锚，将前定位船绞到设计位置，再调整边锚、主

35、锚， 并将前定位船暂时定位于此。 4.5.54.5.5 围堰自浮计算围堰自浮计算 根据计算，单个 U 形围堰壁仓底面积为 35.2m2，围堰自重 150t，围堰刃脚高度 1.2m， 则围堰下河后自浮深度为 150/35.2+1.2/2=4.86m。为保证围堰浮运过程中的稳定性，围堰吃 水深度需大于 1/2 围堰总高，即 10.5/2=5.25m，故吃水深度以达到 5.5m-6.0m 为宜。 22 4.64.6 围堰浮运围堰浮运 4.6.14.6.1 浮运路线概况浮运路线概况 4.6.24.6.2 水位及流速分析水位及流速分析 4.6.34.6.3 浮运前准备工作浮运前准备工作 （1）机具准备

36、（2）拉缆接头制作准备 在围堰下水前，将围堰的拉揽两端制作成八卦头，一端与围堰的锚固装置连接好，其余 部分都盘码在围堰顶面放好，待围堰下水后系在前拖轮尾部。 （3）围堰顶布置准备 围堰下水前需布置好的设施如下： 1、沿围堰长度方向在围堰两边需铺设平台，以便布置拉缆及人员进行施工操作，平台的 两侧边应设置栏杆； 2、围堰上应增加 4 个“将军柱” ，以便临时打梢用； 3、围堰上准备 6 台抽水泵，每两个隔舱一台，以备应急所用； 4、围堰的两侧应挂好扶梯，以便工作人员上下。 4.6.44.6.4 浮运前检查浮运前检查 （1）按照围堰浮运系统设计图，对所有浮运设备进行全面检查调整，所有拉缆均应整理

37、好盘放在规定的位置。 （2）铁驳上应备足救生衣、救生圈等安全设备，置于显眼位置，围堰顶面清理干净。 （3）掌握浮运当天及以后二天气象资料，要求浮运当天江面能见度好，无三级以上大风， 无中雨，主河道水流流速小于 0.8m/s。 （4）浮运作业的所有人员进行明确分工，各船只按事先规定的信号统一指挥工作。 23 4.6.54.6.5 围堰浮运阻力及拖轮选择围堰浮运阻力及拖轮选择 （1）围堰浮运时水流阻力计算 根据港口工程荷载规范 （JTS144-1-2010）计算。 计算水流速度：v=0.6m/s，根据规范有：F=CW0.5Pv2A。 双壁钢围堰解体后成两个 U 型，单个 U 形围堰自重 150t，

38、壁仓底面积 35.2m2，围堰刃脚 高度 1.2m，则围堰下水后自浮深度为：h=（150/35.2）+1.2/2=4.8m。围堰底节整体高度 10.5m，为保证浮运过程中的稳定性，需在壁仓加水至吃水深度 6.0m 左右。则双壁钢围堰阻 水面积：A=13.26.0=79.2m2。 围堰浮运包括横流浮运和逆流浮运两个过程，逆流阻力较大，计算时仅考虑逆流情况。 阻力系数 CW=2.0 F=2.079.210.00.60.6/2/10.0=28.5Kn. 另外，为使以一定速度行驶中的围堰能够在一定距离之内停止，拖轮需提供额外动 力。围堰浮运速度控制在 2 公里/小时，假定围堰在墩位 50m 处开始准备

39、就位，需要由速 度 2km/h（0.56m/s）速度降至完全停止，根据匀加速度直线运动位移公式，有：S=V0t- 1/2at2。 即：20=0.56t-0.50.56/tt2，计算得到 t=71.5s。a=0.56/71.5=0.00783m/s2 F=Ma=1500kN0.00783=11.8KN. 围堰水流阻力及刹车动力合计：28.5+11.8=40.3KN=4.0t （2）拖轮选择 利用现有资源考虑经济成本，本工程围堰拖运采用两台 4000HP 拖轮左右夹持托运的方式 进行，根据前述计算结果及尽可能保证施工安全。 拖轮拖拉力与拖轮功率关系可以初略用公式：T=BHP/93+2 估算。 有：

40、4000PH 拖轮，T=4000/93+2=45.01t； 两个 4000PH 拖轮作业时，其拖拉力 90.02t，远大于所需拖力 4.0t，满足要求。但考虑 到围堰就位时处于墩位附近位置，江面流速比开阔江面大约大 20%左右。其阻力与流速成平 方关系，即阻力为开阔江面的 1.5 倍左右，两台 4000HP 的拖轮亦能满足托运要求。 24 4.6.64.6.6 浮运注意事项浮运注意事项 （1）围堰浮运、锚碇抛投前进行详细的技术交底和安全交底，必须让所有作业人员明 白抛锚的操作步骤和安全操作方法。 （2）锚碇抛投前需对靠梆船、锚、锚链、锚绳等进行检查验收，合格后方能投入使用。 （3）浮运前，应对

41、钢围堰基准面及钢围堰顶面用边测点及高程标尺作一次核对。同时加 强对临时停靠区域河床测量。 （4）浮运航线定出后，应在浮运前派出拖轮，沿浮运航线左右 30m 来回试航，直到认为 通航无阻为止。 （5）航道已联系好，并在上、下游设置监视哨。 （6）浮运船组由主拖和帮拖将船组拖出码头，并应在规定的航道内行驶。 （7）在航行中的指挥工作由主拖轮上指定的指挥人员负责，并根据规定的信号及指挥方 法，向所有拖轮长及水手详细交待。 （8）在航行过程中，应派专人观察连接钢丝绳的受力状况及拖轮拉缆的连接及受力状况。 4.74.7 底节围堰就位及合拢底节围堰就位及合拢 4.7.14.7.1 施工平台安装施工平台安装

42、 围堰就位前，先在墩位处于安装围堰导向平台，主要用于围堰精确定位和后续围堰下沉 导向所用。 施工平台利用原桥墩身植钢后锚固受力。布置图如下所示。 25 图图 4.7.1-14.7.1-1 双壁围堰施工平台布置图双壁围堰施工平台布置图 4.7.24.7.2 围堰就位围堰就位 围堰就位时依靠拖轮进行。拖轮拖带围堰向墩位浮运，保持行驶速度 0.5m/s 至 0.6m/s 左右。当航运至离墩位 50m 时，主拖轮停止行车，两帮拖轮一前一后固定平板驳，必要时配 以临时抛锚，使其处于停止状态。主拖轮接触拖带后，掉头并行驶至原帮拖位置，与平板驳 连接后，以 0.2m/s 左右速度拖带平板驳及围堰驶向墩位。此

43、时应密切注意围堰中线与墩位中 线重合。当围堰圆端部限位块与承台接触后，表明围堰拖带到位。此时在围堰顶口设置揽绳 与桥墩交叉捆绑，使其位置固定。 图图 4.7.2-14.7.2-1 双壁钢围堰就位实例图双壁钢围堰就位实例图( (海珠桥危桥抢修工程海珠桥危桥抢修工程) ) 26 4.7.34.7.3 围堰合龙对接围堰合龙对接 上下游 U 形围堰就位后，通过手动倒链进行围堰位置微调，竖向位置通过壁舱内水位线 控制来调整（拼接板上口下倾则在对应 U 型围堰圆弧段加水、上口后仰则在直线段端部注水） ，确保中部拼接板对齐，然后焊接连接板确保围堰合龙，水下部分对接板焊接由潜水工负责 实施。 合拢时应注意以下

44、几点： （1）按照设计位置安装导向槽、定位钳、限位座以及 5t 倒链；在围堰壁板上标定连接 钢板的位置。 （2）通过拽拉倒链，调整导向槽和定位钳，控制对接偏差在 2mm 内。 （3）围堰对接到位后，插入插销，临时锁定围堰。 （4）按照标定位置焊接连接钢板。 图图 4.7.2-24.7.2-2 双壁钢围堰合拢实例图双壁钢围堰合拢实例图( (海珠桥危桥抢修工程海珠桥危桥抢修工程) ) 4.84.8 底节围堰注水下沉底节围堰注水下沉 围堰定位完成之后，开始进行壁舱注水，下沉至水位以上 1.5m 处停止注水，进行后续围 堰接高施工。 围堰壁舱注水采用 15m/h 的潜水泵进行，保证每个隔舱一台，围堰合

45、拢之前即进行布置。 灌水时安排专门人员进行测量壁舱水深，灌水时遵循对称加载的原则，对称的隔舱，同时灌 水，且流量一致，以防围堰发生倾斜。整个灌水过程约需要 34 个小时。 27 4.94.9 顶节围堰接高顶节围堰接高 底节双壁钢围堰下沉到水面以上约 1.5m 左右后，对围堰进行临时固定，开始顶节围堰接 高。由于顶节围堰接高时底节围堰尚未着床，故需严格对称施工，以免围堰重心不稳。 顶节板块最大重量 4.3t，采用 2 台 35t 浮吊进行。 施工顺序如下图所示： 图图 4.9-14.9-1 顶节围堰拼装顺序图顶节围堰拼装顺序图 4.104.10 围堰吸泥下沉围堰吸泥下沉 围堰着床后，接下来用吸泥

46、机清除围堰刃脚下的泥砂和卵石，使围堰下沉至设计高程。 围堰下沉主要是在覆盖层中下沉，采取空气吸泥下沉的方法，因受施工空间限制，围堰吸泥 下沉施工拟采用 46 台空气吸泥机进行吸泥，2 组潜水工水下配合进行，吸泥机现场自制， 吸泥机管径为 27.3cm，每 2 台配备一个 28 立方的空气压缩机提供动力储备，每两台空气压 缩机共用一个 6m的风包来稳定风压。 吸泥时，每台吸泥机利用简易门架提吊进行吸泥，浮吊协助吊装作业，吸泥机管口须离 开吸泥面 15cm50cm，过低容易造成堵塞，过高则吸泥效率不高，吸泥应对称进行，并勤测 量河床底面标高，以确定吸泥位置。 围堰在覆盖层中下沉的阻力来自两个方面，

47、一是刃脚端阻力，二是围堰外壁与土层间的 摩擦力。围堰在覆盖层中下沉就是消除或减少刃脚端阻力，靠围堰的自重克服外壁的摩擦力 而下沉，而消除或减少端阻力的方法就是从围堰内吸泥除土，降低围堰内泥面高程。整个围 28 堰按照先核心区、后周边区的顺序取土吸泥。整个取土吸泥过程中，保持舱内水位高度，保 证舱内水压力，同时在靠近刃脚的区域应控制取土吸泥深度，防止发生涌砂现象。围堰宜保 持均衡、平稳的姿态进行下沉。均衡吸泥的顺序如下： 第一步：核心区围堰中心 2 台空气吸泥机同时进行吸泥，取土深度控制在 2m 左右，保持 锅底深度； 第二步：按照对称原则，周边 4 台空气吸泥机同时进行吸泥，取土深度控制在 1

48、.5m 左右， 刃脚内侧保持约 2.0m 宽的土体暂不开挖，使刃脚埋入土中； 完成第二步后，如果围堰不发生下沉，则重复吸泥顺序。如此循环吸泥使围堰逐步均衡、 平稳下沉到位。如吸泥过程中围堰“锅底”深度达到 3m 后，仍不下沉，则应停止吸泥，对围 堰状态进行研究、分析后再继续吸泥。 围堰下沉深度接近终沉标高时，核心区悬空应减少，控制在 0.5m 以内，周边控制在 0.2m 以内，且锅底深度也要逐渐减少，以能保持下沉及出土为度，并放慢下沉速度。随着围 堰的不断下沉，对周边部位宜维持其核心部位不悬空，形成挤土下沉状态。如此时围堰不下 沉，安排潜水工下水，利用高压水枪冲射刃脚泥砂，使其悬空，减少端承力

49、。 4.114.11 围堰封底施工围堰封底施工 4.11.14.11.1 壁舱混凝土浇筑壁舱混凝土浇筑 为增加围堰自重及围堰刃脚刚度，围堰壁舱自刃脚以上 3.5m 段全部浇筑 C30 水下混凝土， 采用商品混凝土，由罐车运送至施工墩位桥面进行浇筑，浮吊配合 2m水封吊斗进行混凝土 浇筑施工。壁舱混凝土浇筑安排在围堰着床之后即进行。 4.11.24.11.2 围堰清基围堰清基 围堰下沉到位后进行围堰内抽砂清淤工作，其作用原理类似钻孔桩反循环清孔，通过气 化的水流带动堰内的砂子、淤泥、杂物等高速冲出抽砂管。必要时应安排潜水员检查堰内清 淤的情况，查看围堰底部与河床面的密贴程度，直至围堰内全部清至设

50、计标高为止。 围堰封 底前应进行围堰内清渣工作，先用射水管和吸泥机配合清理，潜水工水下探明，封堵围堰刃 脚与基岩面缝隙。 29 4.11.34.11.3 封底布置封底布置 在封底混凝土浇筑时，为方便施工和保证操作安全，围堰拼装平台作为浇筑混凝土施工 平台，平台上预留混凝土浇筑导管口位置。 混凝土浇筑导管采用 300mm 卡口式快装垂直导管，按浇筑半径 5m 重叠覆盖布置导管数 量，双壁围堰共布设 6 套导管。导管安装前先组拼试压，试压强度取水头压力的 1.5 倍。组 拼时须编号对接，确定导管长度和安装拼接顺序。水封总槽、料斗及夹板等设备构件可同壁 舱混凝土浇筑设备通用。 图图 4.11.3-1

51、4.11.3-1 封底混凝土料斗布置封底混凝土料斗布置 4.11.44.11.4 布料方式布料方式 围堰封底混凝土供应由混凝土搅拌罐车运送至施工墩位桥面进行浇筑。由地泵自桥面送 至围堰顶端平台，利用导管进行水下混凝土灌注。封底顺序按照从围堰横桥向一端向另一端 平推进行，首根导管考虑砍球施工，故考虑设置 1 个 2.2m的吊斗供首封砍球使用，封底导 管上设置 0.5m左右的小料斗。为确保施工质量和施工进度，混凝土灌注按两条管线进行考 虑。 4.11.54.11.5 首封混凝土浇筑首封混凝土浇筑 首封混凝土方量计算： 导管内径为 0.26m，施工水位为 h，根据设计图纸取施工水位 16.5m，河床

52、标高为 +2.5m，导管开灌时保证连续送料，首批混凝土数量保证导管埋深 0.3m，导管底距河床端间 距为 0.2m。围堰距离导管中心约 0.8m，因围堰阻挡作用，导管靠近围堰侧首封混凝土扩散半 30 径即为 0.8m。导管远围堰侧按 2.5m 扩散半径计算。为简化计算，扩散半径均值取 1.5m，水 的容重取 9.8KN/m，混凝土容重取 2.4t/m。 导管内外平衡时导管内需要灌注混凝土高度， 1 (16.52.5)2.45.8mh 导管内混凝土方量， 223 11 0.265.80.31m 44 vdh 导管外混凝土为圆锥形，扩散半径为 1.5m，则混凝土体积为 ， 223 2 2.5(0.

53、20.3)6+0.8(0.20.3)61.8vm 首封混凝土最小方量为 3 12 2.11vvvm 混凝土罐车送至桥头 2 台混凝土泵车上保证供应，配 HBT80C 输送泵泵送至施工浇筑点。 首根导管待混凝土泵车、小料斗存料达首封方量后方可开始灌注。 封底施工时按各分区独立进行，灌注顺序见钢围堰封底施工顺序图。 封底施工期间由两台 35t 浮吊配合施工。 4.11.64.11.6 正常浇筑正常浇筑 根据导管编号的先后顺序依次进行各导管的首批混凝土灌注，各导管首封混凝土灌注埋 置深度为应控制在 1m 以上，正常灌注过程中，每根导管的混凝土灌注间歇时间控制在 20min，最长不宜超过 30min，

54、值班技术员做好导管的灌注记录。 在灌注过程中应注意控制每一浇注点标高，每灌注一次，能引起混凝土面变动的点即该 导管作用半径范围内的测点都要测一次，并记录灌注、测量时间。 在灌注过程中，应控制并要求现场定时绘制混凝土面标高线，低的地方及时补充混凝土， 高差不得大于 1.5m，自流平，自密实。通过混凝土浇注方量和实测浇注高度提升导管及时拆 卸导管，并注意协调各导管浇注速度使围堰内混凝土保持大致相同的标高。封底混凝土顶面 浇注至离刃脚的标高以上 3.5m 高度处为止，在混凝土面浇筑到距离预计高度约 50cm 时控制 浇筑速度，加强观测，严格控制封底混凝土终浇标高。根据现场测点的实测混凝土面高程， 确

55、定该点是否终止浇注，终止浇注前上提导管，适当减小埋深，尽量排空导管内混凝土，使 其表面平整。混凝土浇注临近结束时，全面测出混凝土面标高，重点检测导管作用半径相交 处、周边倒角等部位，根据结果对标高偏低的测点附近导管增加浇注量，力求混凝土顶面平 整；并保证厚度达要求，当所有测点均符合要求后，暂停混凝土浇注，并核对混凝土的灌入 31 数量，以确定所测混凝土的高度是否准确，当确定混凝土的顶面标高到位后终止混凝土浇注， 拆除灌注导管，冲洗堆放。待混凝土灌注完后拆除储料斗及其支架等设备。 3、测量监控 在围堰封底混凝土灌注过程中，为准确掌握混凝土顶面高程，应按照每隔 3m 间距布置测 量控制点。根据灌注混凝土方量并按一定时间间隔（保证每两小时一次以上）进行测量观测， 根据测量数据调整混凝土灌注的位置和数量。测锤重 1.5kg，测绳长 30m，采用钢丝测绳（或 带钢丝芯的尼龙测绳） ，使用前须对其进行长度校核。平台标高测量，每个灌注点及测点处平 台标高应提前测出，作为测量混凝土面的基准点，并用油漆标示在该点处。 图图 4.11.6-14.11.6-1 围堰封底测点控制网布置示意图围堰封底测点控制网布置示意图 4