双壁钢围堰施工方法

双壁钢围堰施工方法正桥9~12#墩位于水深流急的主河槽内，水深与覆盖层厚都有20余米，基础均采用双壁钢围堰钻孔桩基础。9#、12#墩双壁钢围堰内径20m，外径22.8m，壁厚1.4m，10#、11#墩双壁钢围堰内径27.7m，外径30.5m，壁厚1.4m，9#~12#墩围堰分节及重量见表一。表一分节墩号1234567891011汇总(T)9#重量(T)74.4659.9959.9959.9959.9959.9964.5161.9466.4156.64623.91高度(M)6.05.65.65.65.65.64.04.04.85.252.010#重量(T)99.1390.7179.9979.9979.9979.9993.2489.7493.8475.5117.46879.59高度(m)6.05.65.65.65.65.64.04.04.85.21.253.211#重量(T)91.6775.5175.5175.5175.5193.2489.7596.2560.04732.98高度(m)7.35.25.25.25.24.04.05.04.245.312#重量(T)84.7259.9959.9964.5161.9466.4156.65454.19高度(m)7.05.65.64.04.04.85.236.21、钢围堰制造双壁钢围堰是个庞大的圆筒形浮体，焊接结构，由角钢加劲的内、外壁钣，隔舱钣及环形水平桁架等组成。围堰竖向分节，圆周分12块制造。结构要求水密，以适应钢围堰在下沉施工中各种工况的需要。钢围堰分块采用卧式胎架制造，胎架要能保证各分块的加工精度，且组拼方便，翻身容易，减少仰焊，加快施工进度。组拼顺序：外壁钣外壁钣加劲角钢水平桁架横隔钣内壁加劲角钢内壁钣脱模翻身焊接。9#、10#墩围堰一、二节，经综合考虑围堰下河方法，工期需要及经济效益等因素，委托船厂制造，其余在工地制造。围堰第一、二节在船厂组拼好后下河，其余在墩位上逐块逐节拼焊，每节拼焊好以后，进行全面质检，对内、外壁钣焊缝及隔舱钣焊缝进行煤油渗透试验，对第一节刃脚部分进行灌水试验，并灌注砼加强。对重要焊缝应进行超声波探伤抽查，确保围堰水密，结构安全。施工中，及时测量结构尺寸并随时调整，使围堰直径误差在+-20mm以内，壁钣、隔舱钣，尤其水平环形桁架对接错口误差不大于+-1mm，围堰中轴倾斜度在1/1000高度以内，如为高低刃脚，应核对高低刃脚位置及相对高程。2、钢围堰下水9#墩围堰第一、二节重量分别为74.46T和59.99T，利用船厂岸边的800KN吊机整节起吊下河，在水上两节对拼。10#墩钢围堰先加工成两个半圆筒，分别顺滑道入水，在水中对接。围堰一、二节共高11.6m，吃水2.7m，两半围堰上各焊接定位栓，在水中通过定位栓将两半圆对位，焊接水上部分，而水下部分则通过小车和滑道，使围堰水下连接部分露出水面，再焊成整体。11#墩钢围堰第一、二节和12#墩钢围堰第一节使用了气囊下水法，如图1所示。图1围堰气襄下河图该围堰是高低刃脚，高差达3.0m。由于原滑道只有22m,无法下河，于是因地制宜，利用临江的一段斜坡，稍加平整，成为坡度1：14的临时滑道。由于刃脚是尖的，且高低不平，不能直接放在气囊上，又设计一高度为0.8m的浮箱（浮力2200KN）。在浮箱上拼装围堰，浮箱下喂入气囊，前端牵引，后端利用地垅控制速度，同时气囊不断向前倒用，接近水边时改用拖轮牵引围堰向水中移动。入水后，围堰靠浮箱的浮力浮于水面上，向浮箱灌水，使之沉没，围堰也随着浮箱的下沉慢慢自浮于水上。3、导向船组浮运、定位用拖轮将围堰从船厂拖至工地岸边，进入已经拼好的导向船组（上游走道梁暂不拼）内圈。入围后拼好上游走道梁，用四条柔性拉缆将钢围堰限位于导向船组中间，每条柔性拉缆通过走8的滑车组，端头挂5吨平衡重悬于导向船组联接梁上。浮运前，先将前定位船抛锚定位于墩中心上游200m处，后定位船定位于墩中心上游3~4m处。前后定位船间用拉缆连接。导向船组浮运至后定位船旁并与之临时系结，然后分别过前拉缆，边锚、尾锚至导向船，再过后拉缆至后定位船，随之溜放后定位船至墩位下游约200m处，抛锚定位，浮运即告完成。此后要补齐锚碇，并紧锚绳，按施工设计要求定位。4、围堰着床围堰逐节加高，靠舱中灌水或灌砼逐步下沉。围堰水中下沉要紧好锚绳并经常调整兜缆，保持位置，防止涡流影响。下沉到距河床2~3m时，准备着床。围堰下沉至一定深度后，就定期测量围堰下的河床冲淤变化，分析研究何时再接高围堰，是否需要整治河床，如何整治河床，确定围堰着床时的位置，制定着床计划。椐实测资料显示，当刃脚距河床的平均距离小于大约1/7围堰直径时，下游刃脚处的泥砂逐渐沉积，河床高差加大。如高差达2~3m，着床位置宜向高处偏移5~15cm。着床时适时调整并绞紧各锚绳、拉缆、兜缆、柔性拉缆，使围堰稳定于着床位置并保持垂直。并注意以下几点。（1）整治河床整治河床的目的是让围堰不产生过大倾斜，平稳着床。整治河床一般采用高处加速吸泥，低处回填的方法进行，即在上游或冲刷较深的部位抛填碎石或卵石，以减缓冲刷，在下游淤高的部位加大吸泥力度，降低河床高差。11#墩在主航道处，水深流急，在芜湖侧上游冲坑处，采用漏斗和导管的方式灌填了一定数量的碎石。抛填要适当离开刃脚一定距离，将导管底口设在距河床2米左右标高，以减少碎石的冲失。此项工作费时，费力，费材料，填速慢且效果不太明显，仅在局部冲空情况下使用。吸泥是在围堰内下游淤高的部位用吸泥机吸泥以降低高差，但相隔一段时间后泥沙便会重新淤积。在10号墩围堰下游用吸沙船配合吸沙，效果较好。9#墩围堰着床前上下游刃脚处河床高差达4.7m，仅用吸沙船在下游部位吸沙，一天就可使上下游围堰刃脚高差斜度减至10%以内，效果十分明显，为着床提供了良好条件。（2）着床时围堰的高度着床时围堰的高度应等于围堰着床后下沉的稳定深度与河床至水面高度以及露出水面的高度三者之和。一般情况稳定深度：t≥2.4H/aH----水深(m)a----围堰最小宽度或直径(m)，但不宜小于3~4m，应视流速及冲刷情况确定。围堰顶应高出导向船面1.5~2.5m，以方便施工。（3）确定围堰精确着床位置：围堰着床务必要保证位置准确，围堰倾斜满足规范要求，如着床精度达不到要求，则应抽水让围堰上浮后，重新着床。围堰着床位置，根据着床前河床等高线图而定，一般情况着床位置应向河床高处适当偏移，以抵消围堰在下沉过程中因土压不平衡可能发生的位移。预设偏移要考虑覆盖层厚度，尤其覆盖层薄时，围堰在下沉过程中调位余地很小，设偏须谨慎。芜湖桥各墩围堰着床均在枯水期，10#墩围堰预偏下游15cm，9#墩围堰预偏下游5cm。围堰下沉到岩面后，位置和倾斜度均满足规范要求。9#~12#墩双壁钢围堰实际着床偏差见表二。表二墩号着床前底口位移移(mm)着床后底口位移移(mm)9偏西20；；偏下10偏东121；偏下115610偏西59；；偏下22偏东272；偏下1411偏西366；偏下773偏西340；偏上110012偏西15；；偏下30偏东126；偏下98（4）着床前的措施围堰刃脚距河床1~1.5m时，河床上冲下淤现象加快。为防止围堰下沉着床时倾斜，要求加快下沉速度，加快河床高处吸泥速度。为此，要配备足够数量的水泵，向围堰壁舱内大量灌水压重，10#墩采用6台400m3/h的水泵向舱内灌水，每台水泵通过分叉同时灌注二个舱。配备了φ320mm空气吸泥机2台，压风机40m3/min2台。迅速吸走河床高处泥砂，使围堰快速顺利着床。5、钢围堰在覆盖层中下沉围堰下沉的速度，取决于围堰内吸泥的速度。10#墩准备了φ320mm和φ250mm吸泥机各两台，40m3/min的压风机两台。实际使用中主要采用两台φ320吸泥机分别在围堰的上下游区域内吸泥，每台40m3/min的压风机供一台φ320吸泥机。另外根据围堰下土质情况，决定吸泥时是否采用高压射水。10#墩准备了四台九级高压水泵。围堰内往往有沉积物件，如地质钻具，沉落片石，铁件等物，施工应配备深潜水设备和人员。围堰在覆盖层中下沉必须注意以下几点：（1）围堰在下沉初期最易产生倾斜和位移。下沉时先以调整位移为主，后再纠正倾斜。调整位移可使用倾斜下沉法，让围堰先向偏移方向适当倾斜然后转正，让围堰向正确位置移动。（2）对围堰内泥面详细测量，根据高差及时移动吸泥机位置。刃脚下泥面不宜低于刃脚，以免翻砂。（3）由于在下沉初期井壁内外连通管尚未到达水面，因此在大量吸泥的同时，要用4台水泵向围堰内大量补水，以保证围堰内水位不低于围堰外水位。吸泥下沉见图2。图2吸泥下沉图（4）在覆盖层中下沉，要求沉降系数不小于1.25，所以应适时在井壁内灌注砼，增加围堰重量。灌注时应控制围堰井壁内外水头差不超过设计允许值。井壁内砼灌注布置见图3。两次在井壁中填充水下砼共计4480m3，下沉最快时期均是在灌注完砼后，因沉降系数较大。图3井壁内砼灌注布置图（5）遇有阻碍下沉情况，应及时设法探明，必要时须潜水探摸。10#墩围堰刃脚下曾发现大量片石，杂物及地质钻杆钻头，处理花费了很多时间。（6）在覆盖层中下沉，仍需定期测量河床高差，结合围堰中心位置，对其四周高差有效控制。如高差过大，可采用抛砂袋、片石等防护措施，也可采用高处吸泥等利导措施，由于是枯水期，10#墩外河床总的还算理想，高差一般在3m以内，没有采取任何措施。而11#墩则由于覆盖层较薄，局部冲刷几乎贴近刃脚，因此用安全网兜数个大砂袋成批地抛填，以防护河床。6、围堰清基围堰下沉至距岩面1米左右时，开始清基。清基应细致，其目的，一是清除干净堰内岩面上的泥砂，使之与封底砼密贴；二是让围堰能平稳着落在岩面上。清基时应防止围堰翻砂或倾斜，并经常探摸刃脚下情况。清基工作按下述方法进行。（1）用高压射水管和吸泥机在围堰中心范围内规则地来回射水吸泥，彻底清除堰内砂石，直至排出清水为止。靠近围堰内壁3m左右范围内暂不吸泥。（2）高压水管上标出尺度，探明围堰刃脚附近岩面高程。与勘探资料比较，分析刃脚脱空尺寸，决定清基办法。（3）在岩面高处附近的围堰内壁处吸泥，使岩面高处刃脚先着岩。用高压水管和吸泥机轮番射水吸泥，或者采用射水吸泥机。水管可采用分叉形式，吸泥机可用弯头吸泥机。多级高压水泵可串联增大水压以剥落强风化岩面从而促使围堰下沉。相对应的另一侧切不可随意吸