水中施工工艺

1、中铁一局桥梁工程有限公司十天高速中铁一局桥梁工程有限公司十天高速A-C03A-C03合同段项目经理部合同段项目经理部2009.32009.3目 录 主桥工程概况 水上便桥、钻孔平台施工 钻孔桩施工 钢套箱施工 封底施工 结束语主桥工程概况主桥工程概况石泉汉江大桥跨越汉江，桥梁全长石泉汉江大桥跨越汉江，桥梁全长589m589m；桥面纵坡；桥面纵坡1.8%1.8%；横坡；横坡3.0%3.0%；桥梁位于半径桥梁位于半径1000m1000m的曲线上；主桥结构为的曲线上；主桥结构为90m+290m+2160m+90m160m+90m预应力预应力 砼连续刚构，最大桥墩高为砼连续刚构，最大桥墩高为52m52

2、m。主桥主桥1 1、2 2、3 3号墩承台尺寸为号墩承台尺寸为10.610.610.610.64m4m，单个承台基础采用，单个承台基础采用9 9 根直径为根直径为1.81.8米的钻孔桩基础，桩基按矩形布置，最大桩长米的钻孔桩基础，桩基按矩形布置，最大桩长3333米。米。主桥主桥2#2#墩位于汉江中心，墩位处水深相对较深，受上、下游两水库墩位于汉江中心，墩位处水深相对较深，受上、下游两水库 影响，水位变化较大。影响，水位变化较大。 地质资料显示，地质资料显示，2#2#墩墩位区域，河床覆盖层薄，其下主要地层为：墩墩位区域，河床覆盖层薄，其下主要地层为：少量亚砂土和大量卵石土。根据我部实测的河床标高

3、显示，河床呈少量亚砂土和大量卵石土。根据我部实测的河床标高显示，河床呈现局部突起的趋势，原因是当地淘金船将河卵石集中堆砌所致，水现局部突起的趋势，原因是当地淘金船将河卵石集中堆砌所致，水中施工正式开始前，对河床局部突起处做平整处理，以便钢管桩、中施工正式开始前，对河床局部突起处做平整处理，以便钢管桩、护筒的顺利插打。护筒的顺利插打。 石泉水文站观测点位于桥位上游约石泉水文站观测点位于桥位上游约7 7公里处，根据石泉水文站提供的公里处，根据石泉水文站提供的资料显示：按资料显示：按5 5年一遇计，观测点处的水位为年一遇计，观测点处的水位为372.70m372.70m（黄海高程，（黄海高程，下同），

4、沿河流流向水面标高落差为下同），沿河流流向水面标高落差为3/20003/2000， 推算至桥位处，每推算至桥位处，每5 5年一遇处的水位为年一遇处的水位为362.20m362.20m，喜河水电正常蓄水水位为，喜河水电正常蓄水水位为362.00m362.00m。 水上便桥、钻孔平台施工水上便桥、钻孔平台施工水上施工便桥设置在水上施工便桥设置在2 2、3 3墩左右线中间，便桥采用标准跨径墩左右线中间，便桥采用标准跨径18m18m，钻孔平台通道采用跨径，钻孔平台通道采用跨径15m15m，便桥宽度为，便桥宽度为5m5m（两侧栏杆间（两侧栏杆间距）。上部采用双排单层贝雷梁，双排贝雷梁间距为距）。上部采用

5、双排单层贝雷梁，双排贝雷梁间距为45cm45cm。纵向。纵向每隔每隔3m3m用支撑架交错将贝雷梁连接成整体，支撑架呈用支撑架交错将贝雷梁连接成整体，支撑架呈“梅花梅花”型型布置。贝雷梁下部分配梁采用布置。贝雷梁下部分配梁采用245a245a。基础采用。基础采用6306308mm8mm钢管桩，钢管桩，钢管内部填充砂子，在桩顶钢管内部填充砂子，在桩顶50cm50cm范围内浇注范围内浇注C30C30微膨胀混凝土。为微膨胀混凝土。为增强基础的整体稳定性，每排钢管之间采用增强基础的整体稳定性，每排钢管之间采用220a220a剪刀撑连接成整剪刀撑连接成整体，桩顶标高暂定为体，桩顶标高暂定为365.00m3

6、65.00m。 清除堆积层清除堆积层 由于当地淘金船常年在该区域活动，由于当地淘金船常年在该区域活动，2#2#墩右线墩位附近堆积着过墩右线墩位附近堆积着过高的卵石，为方便钢管桩和后续钢护筒的插打，利用采砂船和挖高的卵石，为方便钢管桩和后续钢护筒的插打，利用采砂船和挖掘机对局部凸起部位进行清理。保证钢管桩和钢护筒进入卵石层掘机对局部凸起部位进行清理。保证钢管桩和钢护筒进入卵石层深度。深度。挖掘机清除卵石水上便桥、钻孔平台施工水上便桥、钻孔平台施工插打钢管桩插打钢管桩 测量人员根据便桥位置，首先定位两根导向桩，然后在浮箱上逐根定位钢管桩；利用水上测量人员根据便桥位置，首先定位两根导向桩，然后在浮箱

7、上逐根定位钢管桩；利用水上浮吊起吊钢管桩，并用振动桩锤振动下沉，最后纠偏、复测钢管桩进入卵石层深度。浮吊起吊钢管桩，并用振动桩锤振动下沉，最后纠偏、复测钢管桩进入卵石层深度。安装分配梁、贝雷梁、铺设平台木板安装分配梁、贝雷梁、铺设平台木板 钢管桩插打到位后，在相邻管桩间加设钢管桩插打到位后，在相邻管桩间加设16a16a平联和剪刀撑，增强钢管桩整体稳定性；平联和剪刀撑，增强钢管桩整体稳定性； 在钢管桩顶依次安装纵、横向在钢管桩顶依次安装纵、横向45a45a分配梁、贝雷梁、平台木板、防护栏杆。分配梁、贝雷梁、平台木板、防护栏杆。分配梁振动桩振动桩锤锤20t20t水水上浮上浮吊吊贝雷梁钻孔桩施工钻孔

8、桩施工 钢护筒施工钢护筒施工 2#2#桩基护筒采用壁厚桩基护筒采用壁厚14mm14mm的的钢板卷制而成，并焊接成整体钢板卷制而成，并焊接成整体形式，护筒内径形式，护筒内径2.2m2.2m。由于。由于2#2#墩位处卵石层较厚，为保证护墩位处卵石层较厚，为保证护筒的顺利下放，在护筒底口筒的顺利下放，在护筒底口30cm30cm采用采用16Mn16Mn钢并设锯齿形刃钢并设锯齿形刃脚。利用脚。利用20t20t浮吊起吊，导向架浮吊起吊，导向架定位的方法将护筒吊入孔内定位的方法将护筒吊入孔内（护筒吊入孔内时，要精确测（护筒吊入孔内时，要精确测量定位，并逐节对接、下放。量定位，并逐节对接、下放。护筒刃脚段护筒

9、刃脚段护筒标准段护筒标准段护筒卷制护筒对接钻孔桩施工钻孔桩施工钻孔桩工钻孔桩工 2#2#墩单个承台基础采用墩单个承台基础采用9 9根直径为根直径为1.8m1.8m的钻孔桩的钻孔桩基础，桩基按矩形布置，基础，桩基按矩形布置，2#2#墩桩长均为墩桩长均为27m27m。 钻孔桩采用十字冲击钻成孔，钻头直径钻孔桩采用十字冲击钻成孔，钻头直径1.8m1.8m，重量重量5.2t5.2t。 单个平台布置单个平台布置4 4台钻机，钻机呈梅花形布置，分台钻机，钻机呈梅花形布置，分三个循环钻孔施工。在相邻护筒间搭设溜槽，三个循环钻孔施工。在相邻护筒间搭设溜槽，周围护筒作为泥浆池和沉淀池。周围护筒作为泥浆池和沉淀池

10、。钻孔施工钢筋笼下放钢筋笼加工灌注混凝土钢套箱施工钢套箱施工概述概述主桥桥位位于汉江石泉水库和喜河水库之间，距上游石泉水库约主桥桥位位于汉江石泉水库和喜河水库之间，距上游石泉水库约8km,8km,距下游喜河水库约距下游喜河水库约33.43km33.43km。根据前期我们搜集的数据显示，目前水。根据前期我们搜集的数据显示，目前水位标高在位标高在358.300m358.300m左右，该处河床最低标高左右，该处河床最低标高347.40m347.40m。石泉水文站提。石泉水文站提供的资料显示：喜河水电站正常蓄水水位为供的资料显示：喜河水电站正常蓄水水位为362.00m362.00m。根据我单位已完成的

11、深水基础施工项目：忠县长江大桥、南昌生米根据我单位已完成的深水基础施工项目：忠县长江大桥、南昌生米大桥、泰安长江大桥等工程，总结实际经验，综合考虑本项目的实大桥、泰安长江大桥等工程，总结实际经验，综合考虑本项目的实际情况，本项目主桥际情况，本项目主桥2#2#墩承台采用单壁钢套箱围堰施工。墩承台采用单壁钢套箱围堰施工。设计水位为设计水位为362.00m362.00m，变更后桩顶标高为，变更后桩顶标高为355.647m355.647m，考虑封底砼厚度，考虑封底砼厚度为为1.0m1.0m，套箱高度为，套箱高度为10m10m。主墩主墩2#2#墩钢套箱采用单壁无底结构，由侧板，外圈梁，内支撑、导墩钢套箱

12、采用单壁无底结构，由侧板，外圈梁，内支撑、导向架及隔舱板五大主要部分组成。向架及隔舱板五大主要部分组成。1 1、侧壁板：、侧壁板： 钢套箱侧壁板为单壁，壁体沿高度方向设五道钢箍；壁板结构是钢套箱侧壁板为单壁，壁体沿高度方向设五道钢箍；壁板结构是6mm6mm面板加纵、横肋，纵肋为面板加纵、横肋，纵肋为10,10,沿套箱宽度方向每间隔沿套箱宽度方向每间隔0.35m0.35m布置一布置一根，横肋为根，横肋为32a32a，沿套箱高度方向布置，布置间距见结构图，套箱，沿套箱高度方向布置，布置间距见结构图，套箱侧面模板分成可拆装的侧面模板分成可拆装的4 4大块，连接处采用焊接。大块，连接处采用焊接。2 2

13、、内支撑：、内支撑： 为增强钢套箱的整体刚度，抵抗四周水压力，在套箱内部设置为增强钢套箱的整体刚度，抵抗四周水压力，在套箱内部设置5 5道型道型钢内支撑。内支撑采用钢内支撑。内支撑采用28a28a。3 3、外圈梁：、外圈梁： 为增强套箱刚度在壁板外侧设置圈梁，圈梁为为增强套箱刚度在壁板外侧设置圈梁，圈梁为32a32a，从下至上每间，从下至上每间隔隔1.2m1.2m布置一层，最后焊接形成封闭圈。布置一层，最后焊接形成封闭圈。4 4、导向架：、导向架： 为保证套箱下放过程中位置的准确，在套箱内壁设置为保证套箱下放过程中位置的准确，在套箱内壁设置1212个导向架，导个导向架，导向架与相邻护筒间预留约

14、向架与相邻护筒间预留约3cm3cm间隙，保证套箱下放过程中及下放到位间隙，保证套箱下放过程中及下放到位后平面位置的准确。后平面位置的准确。外壁板内支撑端头导向架外壁板外圈梁支撑牛腿钢套箱施工钢套箱施工方案比选方案比选钢围堰钢围堰钢吊箱结合固定钻孔平台钢吊箱结合固定钻孔平台钢吊箱结合浮式钻孔平台钢吊箱结合浮式钻孔平台代表桥梁代表桥梁铜陵长江大桥、南京长江二桥、芜湖长江大铜陵长江大桥、南京长江二桥、芜湖长江大桥桥荆州长江大桥、苏通大桥、钱塘江三桥荆州长江大桥、苏通大桥、钱塘江三桥忠县长江大桥忠县长江大桥工艺简介工艺简介1. 1.拼装导向船及定位船，布设锚碇系统。拼装导向船及定位船，布设锚碇系统。2

15、. 2.导向船及定位船的定位；导向船及定位船的定位；3. 3.墩位处拼墩位处拼装钢围堰或岸边拼好底节后浮运至墩装钢围堰或岸边拼好底节后浮运至墩位处的导向船内；位处的导向船内；4. 4.围堰的接高及下围堰的接高及下沉。沉。5. 5.刃角着床后，开始吸泥嵌岩工刃角着床后，开始吸泥嵌岩工作；作；6. 6.下沉钢护筒下沉钢护筒7. 7.封底施工。封底施工。8. 8.在钢在钢围堰顶搭设钻孔平台进行钻孔施工。围堰顶搭设钻孔平台进行钻孔施工。9. 9.堰内抽水，施工承台。堰内抽水，施工承台。1. 1.插打钢管桩；插打钢管桩；2. 2.在钢管桩上布设钻孔平台；在钢管桩上布设钻孔平台；插打钢护筒插打钢护筒3.

16、3.钻孔桩施工，钻孔同期在钻孔桩施工，钻孔同期在岸边拼装底节钢吊箱。岸边拼装底节钢吊箱。4. 4.钻孔结束后，钻孔结束后，拆除平台。拆除平台。5. 5.分块拼装吊箱底板；分块拼装吊箱底板；6. 6.对对称焊接吊箱侧板；利用钢护筒做支撑，称焊接吊箱侧板；利用钢护筒做支撑，布设横梁及吊杆，将底节吊箱吊起，布设横梁及吊杆，将底节吊箱吊起，割除承重牛腿割除承重牛腿7. 7.用吊杆完成吊箱的下沉用吊杆完成吊箱的下沉及接高。及接高。8. 8.封底施工。封底施工。9. 9.抽水施工承台。抽水施工承台。1. 1.组拼浮式平台，布设锚碇系统；组拼浮式平台，布设锚碇系统；2. 2.浮式平浮式平台定位；台定位；3.

17、 3.插打钢护筒插打钢护筒4. 4.钻孔桩施工。钻孔桩施工。钻孔同期在岸边拼装底节钢吊箱；钻孔同期在岸边拼装底节钢吊箱；5. 5.钻孔结束后，浮式平台整体退出，底钻孔结束后，浮式平台整体退出，底节吊箱整体浮运到墩位；节吊箱整体浮运到墩位；6. 6.利用钢护利用钢护筒做支撑，布设横梁及吊杆，将底节筒做支撑，布设横梁及吊杆，将底节吊箱吊起，退出吊箱浮运船；吊箱吊起，退出吊箱浮运船；7. 7.用吊用吊杆完成吊箱的下沉及接高。杆完成吊箱的下沉及接高。8. 8.封底施封底施工。工。9. 9.抽水施工承台。抽水施工承台。适用地质、水文适用地质、水文适用于河床覆盖层较浅，基岩面较平整的地适用于河床覆盖层较浅

18、，基岩面较平整的地质情况。在高差不是太大时，也可以质情况。在高差不是太大时，也可以做成高低刃角施工。做成高低刃角施工。适用河床覆盖层较厚的情况下，以便插打钢适用河床覆盖层较厚的情况下，以便插打钢管桩；管桩；适用于流速较低，水深不是太深的水域内；适用于流速较低，水深不是太深的水域内；钻孔平台钻孔平台钢围堰顶搭设钻孔平台钢围堰顶搭设钻孔平台搭设钢管桩平台搭设钢管桩平台浮式平台浮式平台锚碇系统锚碇系统强大强大可以不设置可以不设置较大较大所需施工设备所需施工设备导向船；定位船；浮吊；导向船；定位船；浮吊； 吸泥机；高压射水机；吸泥机；高压射水机；拖轮；工程驳；拖轮；工程驳；打桩船；拖轮；打桩船；拖轮；

19、工程驳；振动桩锤；浮吊；工程驳；振动桩锤；浮吊；工程驳；拖轮；工程驳；拖轮；浮吊；振动桩锤；浮吊；振动桩锤；工艺流程工艺流程先围堰后钻孔先围堰后钻孔先钻孔后吊箱，钻孔同期加工吊箱；平行施先钻孔后吊箱，钻孔同期加工吊箱；平行施工工先钻孔后吊箱，钻孔同期加工吊箱；平行施先钻孔后吊箱，钻孔同期加工吊箱；平行施工工技术关键技术关键1. 1.围堰下沉过程的平面位置及垂直度控制；围堰下沉过程的平面位置及垂直度控制；2. 2.钢围堰的刃角嵌岩及刃角堵漏。钢围堰的刃角嵌岩及刃角堵漏。固定钻孔平台的设计与施工；固定钻孔平台的设计与施工；吊杆系统及底板系统的设计。吊杆系统及底板系统的设计。钢护筒振动下沉过程的平面

20、位置及垂直度控钢护筒振动下沉过程的平面位置及垂直度控制；制；吊杆系统及底板系统设计。吊杆系统及底板系统设计。钢套箱施工钢套箱施工方案思路：由于本工程方案思路：由于本工程2#2#主墩墩位处地质、水文条件复杂，经我公司专家多次研讨，认为以上三种方案均主墩墩位处地质、水文条件复杂，经我公司专家多次研讨，认为以上三种方案均不能满足本工程地质及工期要求：不能满足本工程地质及工期要求：a a、通常的钢围堰施工，要求先下放钢围堰后施工钻孔桩，此方法钢围堰定位困难，对测量要求较高；而、通常的钢围堰施工，要求先下放钢围堰后施工钻孔桩，此方法钢围堰定位困难，对测量要求较高；而且钢围堰作为钻孔平台，在前期钢围堰不到

21、位的情况下，耽误钻孔桩的施工。且钢围堰作为钻孔平台，在前期钢围堰不到位的情况下，耽误钻孔桩的施工。b b、固定平台加钢吊箱围堰：此方案对钢吊箱底板系统受力要求较高，且底板龙骨工程量较大，还需设置、固定平台加钢吊箱围堰：此方案对钢吊箱底板系统受力要求较高，且底板龙骨工程量较大，还需设置喇叭口、布置吊杆、底隔舱板、安装拉压牛腿等，封底砼浇注前，还需要潜水工对喇叭口周围进行专门堵喇叭口、布置吊杆、底隔舱板、安装拉压牛腿等，封底砼浇注前，还需要潜水工对喇叭口周围进行专门堵漏，而且封底混凝土浇注完成后，会额外增加桩基的受力；因此不采用此方案。漏，而且封底混凝土浇注完成后，会额外增加桩基的受力；因此不采用

22、此方案。c c、浮式平台加钢吊箱围堰：我公司承建的忠县长江大桥使用此法施工，此法仍然存在上述缺点，而且目、浮式平台加钢吊箱围堰：我公司承建的忠县长江大桥使用此法施工，此法仍然存在上述缺点，而且目前河床底无覆盖层，对浮式平台的锚定系统无法保证。前河床底无覆盖层，对浮式平台的锚定系统无法保证。最后，我方决定采用固定钻孔平台加单壁钢套箱的方法进行基础施工。最后，我方决定采用固定钻孔平台加单壁钢套箱的方法进行基础施工。方案特点：方案特点：1 1、在钢套箱的制作期间，钻孔桩即可与其平行作业施工。、在钢套箱的制作期间，钻孔桩即可与其平行作业施工。2 2、与钢吊箱相比，实际证明只钢材一项，可节约近、与钢吊箱

23、相比，实际证明只钢材一项，可节约近1/31/3的钢材用量。的钢材用量。3 3、针对本工程，钻孔桩之间插有钢管桩，钢吊箱的下放难度加大；对吊运设备要求较高；、针对本工程，钻孔桩之间插有钢管桩，钢吊箱的下放难度加大；对吊运设备要求较高；4 4、与吊箱相比，由于工艺改变，工程量减小，现场焊接及拼装工作量减小，工期可节约近半个月以上。、与吊箱相比，由于工艺改变，工程量减小，现场焊接及拼装工作量减小，工期可节约近半个月以上。施工工序为：首先搭设水上施工便桥和钻孔平台，利用平台进行钻孔桩施工。桩基施工的同时在工厂加工施工工序为：首先搭设水上施工便桥和钻孔平台，利用平台进行钻孔桩施工。桩基施工的同时在工厂加

24、工钢套箱。钻孔桩施工完成后，拆除钻孔平台，在护筒外壁焊接承重牛腿，然后分块拼装钢套箱侧板，逐节钢套箱。钻孔桩施工完成后，拆除钻孔平台，在护筒外壁焊接承重牛腿，然后分块拼装钢套箱侧板，逐节下沉，下沉到位后，对套箱侧板内外抛填沙袋进行堵漏，然后浇注封底混凝土，最后施工承台。下沉，下沉到位后，对套箱侧板内外抛填沙袋进行堵漏，然后浇注封底混凝土，最后施工承台。钢套箱施工钢套箱施工施工工艺简介施工工艺简介 套箱总高度套箱总高度10.0m10.0m，分两节拼装、，分两节拼装、下沉：首节高度下沉：首节高度6.0m6.0m；第二节高；第二节高度度4.0m4.0m。承台施工完成后，套箱。承台施工完成后，套箱作为永久防撞设施，不予拆除。作为永久防撞设施，不予拆除。 工艺流程如下：工艺流程如下：拆除钻孔平台拆除钻孔平台河床扫平、焊接牛腿河床扫平、焊接牛腿搭设作业平台搭设作业平台设置吊点设置吊点首节套箱拼装首节套箱拼装首节套箱下沉首节套箱下沉吊点转换吊点转换拼接第二节套箱拼接第二节套箱第二节套箱下沉第二节套箱下沉进入封底施工进入封底施工搭设施工平台搭设施工平台牛腿45a主梁双拼贝雷梁设置吊点设置吊点220a分配梁10t葫芦长臂挖机清理河床长臂挖机清理河床套箱下沉到位套箱下沉到位塔吊基础封底施工封底施工钢套箱下沉到位后，首先将套箱壁板内侧与相邻护筒用钢套箱下沉到位后，首先将套箱壁板内侧