京滬高鐵淮河特大橋主橋鋼套箱圍堰施工技術(shù)

1、<p>　　京滬高鐵淮河特大橋主橋鋼套箱圍堰施工技術(shù)</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(gè)水中墩（2106#～2011#），采用矩形承臺(tái)，其尺寸：15.2m×13.6m×4.0m，橋墩為圓

2、端形變截面實(shí)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(guò)研究決定全部采用施工快捷、費(fèi)用較低的雙壁鋼套箱作為承臺(tái)的擋水支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行承臺(tái)的施工。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：淮河主橋；鋼套箱；施工技術(shù) </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　1、雙壁鋼圍堰特點(diǎn) <

3、;/p><p>　　1.1．雙壁鋼套箱圍堰既可作為承臺(tái)施工的隔水措施,同時(shí)又作為承臺(tái)施工的外模。 </p><p>　　1.2. 雙壁鋼套箱圍堰剛度好,施工簡(jiǎn)便,在接縫位置進(jìn)行焊接即可形成剛勁可靠的防水結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　1.3.雙壁鋼套箱圍堰施工下沉用水下吸泥法進(jìn)行, 不需要大量的機(jī)械設(shè)備，施工方法簡(jiǎn)便,降低成本,從而加快施工進(jìn)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(guò)對(duì)設(shè)計(jì)資料、橋址區(qū)地質(zhì)、水文情況的分析以及對(duì)鋼套箱穩(wěn)定性、抗浮力、自身剛度等方面計(jì)算，確定鋼套箱的外形及細(xì)部尺寸,利用臨時(shí)施工平臺(tái)精確定位后

5、注水吸泥下沉,為承臺(tái)施工創(chuàng)造工作場(chǎng)面,實(shí)現(xiàn)承臺(tái)無(wú)水施工之目的。 </p><p>　　4、施工工藝流程及操作要點(diǎn) </p><p><b>　　4.1工藝流程 </b></p><p><b>　　具體步驟見(jiàn)圖1。 </b></p><p><b>　　4.2.操作要點(diǎn) </b>

6、;</p><p>　　4.2.1. 鋼套箱加工 </p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加工運(yùn)輸條件及現(xiàn)場(chǎng)拼裝的起吊能力情況，每節(jié)鋼套箱分成12個(gè)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(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)。 </p><p>　　在加工過(guò)程中嚴(yán)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(guò)程中焊縫的質(zhì)量是相當(dāng)重要的，關(guān)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(duì)其幾何尺寸及所有焊縫進(jìn)行全面嚴(yán)格檢查，檢查合格后才允許出場(chǎng)。 </p><p>　　4.2.2. 拼裝平臺(tái)的搭設(shè) </p><p>　　淮河特大橋套箱拼裝平臺(tái)利用樁基護(hù)筒及鉆孔平臺(tái)用鋼管樁進(jìn)行搭設(shè)。根據(jù)鋼套箱拼裝期間的施工水位，在主護(hù)筒上焊接牛腿，牛腿標(biāo)高比水位高出50cm，用厚10mm鋼板加工制作，共20個(gè)牛腿，主護(hù)筒周圍的1

8、2根鋼管樁頂標(biāo)高與牛腿面板標(biāo)高一致，在鋼管樁頂與牛腿頂搭設(shè)20根I28b型工字鋼，形成鋼套箱拼裝工作平臺(tái)。 </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(chǎng)地分節(jié)分塊段加工好，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，用板車轉(zhuǎn)運(yùn)到拼裝

9、現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)用80噸浮吊轉(zhuǎn)運(yùn)起吊拼裝。首先，在拼裝平臺(tái)上測(cè)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(diǎn)的設(shè)置 </p><p>　　淮河特大橋鋼套箱的懸吊系統(tǒng)采用主護(hù)筒上安裝承重貝雷，貝雷上布設(shè)5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)，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(hù)筒及6#、7#、8#護(hù)筒頂安裝單層4排長(zhǎng)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(zhǎng)15.0m貝雷頂安放兩組4排長(zhǎng)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(tái)5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑車組，形成懸吊系統(tǒng),懸吊系統(tǒng)的上吊點(diǎn)采用2根I20a工字鋼橫放于貝雷頂，上吊點(diǎn)滑車用鋼絲捆綁在

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

12、</b></p><p>　　用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)找平承臺(tái)外圍的河床部位,防止在鋼套箱下沉到位時(shí),有較大的石頭或起伏過(guò)大的河床對(duì)頂住鋼套箱圍堰局部而發(fā)生傾斜。 </p><p>　　4、鋼套箱導(dǎo)向裝置的安裝 </p><p>　　鋼套箱的導(dǎo)向裝置分上下兩層，上層為固定在護(hù)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(gè)，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(hù)筒之間的距離為5cm，以此上下兩層導(dǎo)向來(lái)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(dǎo)向裝置安裝完成并經(jīng)檢查符合要求后，八臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)同時(shí)提升鋼套箱至刃腳離開(kāi)拼裝平臺(tái)5cm，停止起吊，觀察、檢查卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩受力是否一致，吊點(diǎn)是否有異常等，盡快拆除鋼套箱的拼裝工作

14、平臺(tái)。鋼套箱的下放要有專人統(tǒng)一指揮，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)由一個(gè)人負(fù)責(zé)操作，并配備一人協(xié)助觀察。下放前在在護(hù)筒上做好刻度標(biāo)記，下放時(shí)，每下放1.0m暫停一次檢查每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩的松緊情況，做到每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)的鋼絲繩松緊一致。鋼套箱下放開(kāi)始入水后，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)受力逐漸變小，直到鋼套箱不再下沉達(dá)到自浮平衡，停止卷?yè)P(yáng)機(jī)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(bǔ)焊處理，同時(shí)檢查整個(gè)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(shí)進(jìn)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(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)適當(dāng)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?yè)P(yáng)機(jī)的平衡受力，拼裝時(shí)須分節(jié)段循環(huán)對(duì)稱拼裝，同時(shí)為減輕卷?yè)P(yáng)機(jī)的受力，在拼裝時(shí)邊拼裝邊整體平衡下放，但不管如何，要使每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)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(dāng)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?yè)P(yáng)機(jī)，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?xí)r穿越的土質(zhì)主要以黏土為主，所以采用抓斗抓土，同

17、時(shí)配合潛水工潛水觸摸、高壓水槍沖射，空壓機(jī)導(dǎo)管法吸泥；取土先中間后四周，對(duì)稱分層取土，避免局部過(guò)深取土造成鋼套箱突然地大幅度下沉。當(dāng)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(shè)計(jì)要求。 </p><p>　　4.2.5套箱封底 </p><p>　　當(dāng)鋼套箱下沉到位，在砼封底之前，要對(duì)基底進(jìn)行處理：潛水工水下清洗封底段護(hù)筒及鋼套箱內(nèi)側(cè)壁板，利用導(dǎo)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(zhǔn)備。 </p><p>　　在鋼套箱頂利用工鋼搭設(shè)施工工作平臺(tái)，布置水下砼封底用導(dǎo)管，使用導(dǎo)管1根，導(dǎo)管可挪動(dòng)使用，導(dǎo)管儲(chǔ)料斗首批方量為2.0m3，導(dǎo)管懸空20cm。在砼封底時(shí)應(yīng)先拐角封底然后繞四周最后中間方法進(jìn)行封底。鋼套箱在封底時(shí)先在內(nèi)下游拐角位置先布置導(dǎo)管，開(kāi)盤后先后首批料封底，接著連續(xù)不斷地進(jìn)行砼灌注，直到這個(gè)拐角混凝土面達(dá)到封底混凝土面標(biāo)高，開(kāi)始移動(dòng)導(dǎo)管（采用吊車移動(dòng)導(dǎo)

19、管，人工拉拽預(yù)先系在導(dǎo)管下口的繩子，以達(dá)到指定位置，所有移動(dòng)過(guò)程中保證導(dǎo)管下口始終在混凝土面以下）。為使水下封底砼有個(gè)良好的流動(dòng)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(shí)考慮用砼泵車送料便與導(dǎo)管點(diǎn)之間送料的轉(zhuǎn)換。砼封底的過(guò)程中為了精確控制，采用特制測(cè)錘勤測(cè)量多點(diǎn)測(cè)量，尤其是鋼護(hù)筒周邊時(shí)刻掌握封底砼的流動(dòng)方向及高程。特制測(cè)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(cè)讀平面設(shè)在固定構(gòu)架上并湊成整數(shù)標(biāo)高，測(cè)尺上能直接讀出混凝土面標(biāo)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(kāi)始后要連續(xù)作業(yè)一氣呵成。砼封底完成后，其頂標(biāo)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(biāo)高做內(nèi)支撐，內(nèi)支撐共三道。內(nèi)支撐鋼管必須準(zhǔn)確的頂在指定的加強(qiáng)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(yán)格檢測(cè)內(nèi)支撐的準(zhǔn)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(guò)程中要密切關(guān)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(gè)鋼套箱的施工過(guò)程中，我們嚴(yán)格按照《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》

22、中的相關(guān)要求對(duì)鋼套箱的拼裝、下沉等工序進(jìn)行質(zhì)量控制。 </p><p><b>　　5.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) </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(shè)計(jì)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(yán)格控制鋼套箱拼裝平臺(tái)的安裝質(zhì)量。 </p><p>　　2、所有焊工必須持證上崗，且對(duì)每個(gè)焊工施工的部位進(jìn)行標(biāo)識(shí)，確保每條焊縫責(zé)任到人。并在焊縫入水前，對(duì)其進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn)。 </p><p>　　5.2．2套箱下沉 </p><p>　　1、嚴(yán)格控制鋼套箱定位裝置的安

25、裝質(zhì)量。 </p><p>　　2、在下沉過(guò)程中，應(yīng)對(duì)套箱的平面位置、高程進(jìn)行定期測(cè)量，以便及時(shí)對(duì)鋼套箱的下沉進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。 </p><p><b>　　6、安全措施 </b></p><p>　　1.堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，加強(qiáng)安全生產(chǎn)教育，提高安全意識(shí)。 </p><p>　　2.健全安全崗位責(zé)任制，做到

26、獎(jiǎng)罰分明，逐級(jí)簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書，明確分工，責(zé)任到人，把安全落實(shí)到實(shí)處。 </p><p>　　3.嚴(yán)格執(zhí)行各工種《安全技術(shù)操作規(guī)程》，定期對(duì)職工進(jìn)行考核。 </p><p>　　4. (1)雙壁鋼圍堰運(yùn)輸 </p><p>　　雙壁鋼圍堰分接裝車、運(yùn)輸卸車時(shí)，應(yīng)安排專人指揮，認(rèn)真檢查道路、車輛、吊車、吊具和鋼絲繩情況，確認(rèn)不影響安全后，方可按分節(jié)安裝順序裝運(yùn)。雙壁

27、鋼圍堰運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)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(yīng)認(rèn)真檢查起吊浮吊的各部運(yùn)轉(zhuǎn)和制動(dòng)情況，并檢查鋼絲繩情況，根據(jù)起吊能力計(jì)算可吊起的雙壁鋼圍堰高度（重量），防止超負(fù)荷情況。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰吊裝時(shí)，頂面指揮人員應(yīng)通知雙壁鋼圍堰內(nèi)施工人員暫時(shí)避開(kāi)。 </

28、p><p>　　雙壁鋼圍堰接高時(shí)，要有專人指揮對(duì)位。焊接人員按焊接安全要求進(jìn)行焊接施工。 </p><p>　　在平臺(tái)頂面以下接高時(shí)，在雙壁鋼圍堰兩側(cè)搭設(shè)（吊掛）作業(yè)平臺(tái)，操作人員必須穿救生衣、戴安全繩（帶）。作業(yè)時(shí)安全防護(hù)設(shè)施應(yīng)齊備。 </p><p>　　(3)雙壁鋼圍堰下沉 </p><p>　　當(dāng)雙壁鋼圍堰注水下沉?xí)r，必須對(duì)稱均衡進(jìn)行施工

29、，并防止產(chǎn)生過(guò)大的傾斜。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰采用吸泥下沉?xí)r，勞動(dòng)組織要合理，井內(nèi)人員不宜過(guò)多。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰下沉中，各部位應(yīng)均勻吸泥，不得超挖超吸。 </p><p>　　在刃腳處吸泥，應(yīng)對(duì)稱均勻進(jìn)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(hù)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(yīng)備有懸掛鋼梯及安全繩，以應(yīng)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(tái)頂面外圍應(yīng)設(shè)安全防護(hù)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(tái)上搭設(shè)的設(shè)備臺(tái)座(架)必須安裝牢靠。電

31、路應(yīng)使用防水膠線，防止漏電。 </p><p>　　雙壁鋼圍堰上的機(jī)具應(yīng)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(dāng)必需進(jìn)行雙壁鋼圍堰底的潛水檢查時(shí)，要防止雙壁鋼圍堰突然下沉和大量涌砂而導(dǎo)致雙壁鋼圍堰歪斜或造成機(jī)械和人員損傷。 </p><p>　

32、　雙壁鋼圍堰下沉需要配重時(shí)，配重物件應(yīng)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(shí)，荷載應(yīng)逐級(jí)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(xiàng)目經(jīng)理參加的環(huán)境管理組織機(jī)構(gòu)，明確各級(jí)、各部門在環(huán)境保護(hù)工作中的職責(zé)分工。建立、健全施工期間環(huán)境管理體系和各項(xiàng)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(yán)禁排入河中，必須裝車后轉(zhuǎn)運(yùn)到指定棄土場(chǎng)。 </p><p>　　3、封底混凝土施工時(shí)潤(rùn)滑管道用的砂漿及封底結(jié)束時(shí)的多余混凝土必須裝車后運(yùn)到指定棄渣場(chǎng)處理，嚴(yán)禁直接排入河中。&#160;&#160;&#160; 4、施工中，剩余料具、包裝及時(shí)回收、清退。對(duì)可再利用的廢棄物盡量回收利用。各類垃圾及

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