水中墩施工措施设计.docx

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1、沙溪特大桥（南平联络线）水中墩围堰施工方案一、编制根据（一）、沙溪特大桥（南平联络线）施工图；（二）、国家、铁道部和福建省现行的有关法律、法规；（三）、铁道部现行的设计、验收原则、安全规程等各项技术原则；（四）、当地区自然环境、气候条件和资源条件；（五）、本桥的现场调查时有关地质、水文等有关资料；（六）、向莆铁路FJ-2标段总体实行性施工组织设计。二、工程概况（一）、工程概况沙溪特大桥位于向莆铁路南平联络线上，起讫里程为1DKOO1+112.46-1DK001+717.68,该桥全长605.22m,桥梁构造形式为1-24m+6-32m+（48+28048）m+1-32m+2-24m+1-32m

2、,全桥均为桩基础。该桥跨越沙县境内的沙溪河，河流与线路大里程夹角为60度，河面宽度为362m,水深4.29.8m,1DK1+685.8-1DK1+698.7处跨越205国道，公路与线路大里程夹角为69度，限高5m,6#12#墩为水中墩。本桥桩径分别为IOoCm、125cm、150Cn1,总计桩基144根，其中水中桩基91根，陆上钻孔桩53根。其中7#11#墩为48m+80m+80m+48m持续箱梁，梁箱梁的预应力体系设计为竖向及纵向预应力，竖向预应力采用中25高强精轧螺纹钢筋，用J1M型锚具，35波纹管成孔，纵向预应力采用7中5低松驰钢绞线，0VM-15、9锚具，悬臂灌注法施工。（二）水文及地

3、质状况1、水文特性地表水重要为沙溪河水，水位随季节降水的变化而变化。根据沙县水文站提供的水文材料，沙溪河十年一遇洪水位为107.92m,沙县站各年最高洪水位及出现的时间如下：时间最高水位m对应最大流速m/s2006-6-1108.663.272007-6-14105.762.122008-6-19104.861.76由于沙溪河的水位高下重要取决于上游和下游电站，根据降雨量调整水位高下，本桥水中墩围堰施工时间日勺位在103.0m。地下水重要类型为第四系空隙潜水，基岩裂隙水和岩溶水，空隙潜水重要赋存与第四系砂砾卵石层中，属孔隙承压水，水量较丰富，基岩裂隙水重要赋存于粉砂岩裂隙硅质岩、炭质页岩，属裂

4、隙潜水，含水量较弱。岩溶水重要富存于灰岩溶洞中，水量丰富，地下水重要受大气降水-沙溪河地表水体补给。2、不良地质和特殊地质桥址区岩溶发育，根据地质勘探资料，7#12#墩下均存在溶洞，其中最大溶洞高为32m,最小溶洞高为0.3m,且溶洞与溶洞彼此相通,且成珠串状，溶洞内按其充填状态分为空溶洞、半充填溶洞、全充填溶洞。充填物又分为粉质粘土、粉质粘土夹碎石及角砾、细角砾土等，充填物大部分呈软塑或流塑状，对桥梁基础施工产生较大影响。（三）、重要技术原则铁路等级：I级正线数目：单线设计速度：160Kmh设计活载：中-活载三、水中墩围堰方案选定根据沙溪特大桥水文和地质资料对水中墩围堰方式进行选定。6#墩距

5、离沙溪北岸不远，水深约5.4m,河床覆盖层较厚，选择采用12m长拉森IV型钢板桩施工围堰；7#墩水深约8.1m,河床覆盖层较厚，选择15m长拉森IV型钢板桩施工围堰；8#墩水深约7.3m,河床覆盖层较厚，选择15m长拉森IV型钢板桩施工围堰；9#墩水深约7m,河床覆盖层极不均匀，最小覆盖层厚度为0.5m,且溶洞密集，钢板桩无法打入。先进行水下爆破，再采用15m长拉森IV型钢板桩施工围堰；10#墩水深约6.8m,河床覆盖层较厚，选择15m长拉森IV型钢板桩施工围堰；11#墩水深约9m,河床覆盖层不均匀，承台底标高为92.193m,为保证水中施工安全选择采用18m长拉森IV型钢板桩施工围堰；12#

6、墩距离南岸较近，水深约7.4m,河床面由岸边向和中心倾斜，河床覆盖层不均匀，为保证水中施工安全选择采用15m长拉森IV型钢板桩施工围堰；四、围堰施工方案根据选定的围堰施工方案，分别以9#墩为例简介钢板桩围堰的施工。（一）、9#墩钢板桩围堰设计和施工1、设计状况承台为两级，第一级承台尺寸为：12.2m（横桥向）x12.2m（纵桥向）x3.5m（高度）,第二级承台尺寸为：6.4m（横桥向）6.4m（纵桥向）1m（高度），设4个ImX1m的倒角。承台底面设计高程为94.174m,河床面高程为95.7m,承台埋入河床深度为1.526mo2、水位状况正常水位：常水位为103.2m（此时水深7.5m）,十

7、年一遇洪水水位107.92m（水深12.22m）,考虑都围堰施工时间需通过一种雨季，参照近来两年的最高水位105.75m,设计时按水位106.0m考虑。3、水流速度因该桥位于水电站库区，水流较为缓慢。流速不大于V=0.1ms4、河床地质条件河床地质状况，由上至下为：砾砂（层厚约2m,基本承载力300KPa）、粉质粘（硬塑状态，以粉粘粒为主，含2030%角砾，层厚约为1m,基本承载力为350KPa）、全风化粉砂岩（原岩构造基本破坏，含1030%的强风化岩块，雨水易软化、崩解，基本承载力为200Kpa）。5、钢板桩围堰设计状况结合河床地质状况及施工规定，采用进口拉森IV型钢板桩进行围堰施工，长度为

8、15m,宽度为40cm,厚度为17cm。围堰顶面标高暂定为104.0m,高出施工水位Im（此标高不一定可以满足，基本原则是打入全风化粉砂岩，并且伸入封底混凝土底面如下1.52m）o围堰内设3道围囹和内支撑，所有内围囹均采用140a工字钢制作，内支撑采用529XIOmm和e820XIOmm焊接螺旋钢管，斜撑1和斜撑2之间采用18#槽钢进行焊接连接，以减小斜撑2时自由长度。各节点采用焊接（施工中严格执行钢构造施工规范）。图41钢板桩围堰平面图1500032002800300028003200OOOC-图4-2钢板桩围堰立面图刖板桩顶标高1040m第一层围囹标高103.5Oi水面标而103.0第二层

9、用囹标高W05m第三层围囹标曲983m河床标高96.Om4T4T4F承台底标向94.174m口廿口廿1.5m厚C2阳底混凝土封底舱标高92.674m钢板桩尖标高89.06、钢板桩围堰施工方案(1)施工准备钢板桩运至工地后,应仔细进行检查。桩身不得出现扭曲、裂纹等缺陷,有缺陷的钢板桩严禁使用；锁口必须进行检查。每片钢板桩两侧锁口内均涂黄油混合物(重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土粉=2：2：2：1),以减少板桩插打或拔除时互相间的摩擦力，且提高抗渗漏性能。(2)安装导向架运用已经有的护筒，在钢护筒顶部采用122a工字钢纵横交错，在四面焊接122a工字钢，悬挑部分加设斜撑，形成上层导向架。在

10、水面上50Cm处采用N80X80X10角钢焊接三角支撑牛腿，在其上安装第一层围囹做为第二层导向架。在导向架上反扣20a,作为打设钢板桩的内轮廓导向及定位系统(限位板)。导向架必须精确定位，否则会影响到钢板桩的合拢及承台位置。(3)插打钢板桩至合拢钢板桩的插打次序从水流的上游开始，这样可以减少背面的板桩因水流阻力而插打不便，且有助于钢板桩日勺合拢。顺水流两侧持续插打，至下游处合拢。从第一块角桩开始，必须保证钢板桩日勺垂直度，并及时用平台上仪器测量或吊锤球检查，人工挂倒链纠偏。插打时，在上下两层导向架上，分别安设导限位板，要精确定位使钢板桩在打设过程中不左右偏移，待插打十几块钢板桩稳定后，可临时与

11、导向架联结(点焊),然后再插打其他的板桩。钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口不一定平行，会出现上大下小或上小下大，左右偏移等状况，因此在合拢前，可将合拢处57片钢板桩不打入河床设计位置，只需打入少许深度使之稳定即可，用20t导链分别拉两侧锁口，使之变大或变小，然后将板桩渐渐插入，再分块打之，使之沉至设计深度。假如用导链调整仍不奏效，只能从下游拔出一侧钢板桩，在角桩部位进行调整，重新打设，最终合拢。(4)水下碎封底吸砂设备采用用2(3空气吸泥机。在围堰内用两支空的油桶，上面放上两根型钢，铺上木板，作为放置抽砂泵的浮动平台，操作人员可站在平台上，移动抽砂嘴，将围堰内日勺设计标高以上部分的砂土，所有抽至围

12、堰之上，堰内抽砂时，要注意向堰内补水，以保持内外水头一致。无法抽出区|层采用抓斗抓土后再采用空气吸泥机抽砂至设计深度。清基到设计深度后将设备吊出围堰，及时进行水下封底。钢板桩内的封底碎作用有三：第一是作为围堰内抽水后的钢板桩支撑构造；第二是用以抵消抽水后围堰内底板形成日勺底鼓力；第三是用来封闭围堰内日勺水和砂，为承台施工提供一种理想日勺作业环境，故而封底碎量大，质量规定高。封底碎水下灌注采用直升导管法，由围堰中央向四面推进。灌注中要保持碎的持续性，不得二次封底，以保证封底砂的I质量。封底砂表面有一合适坡度，形成一汇水坑，便于承台施工时集水抽出。此外，可根据需要高碎的标号，使碎的强度较早到达设计

13、规定，不致延误工期。（5）安装围囹及内支撑封底碎到达设计标号C20,即可抽水。当抽水至支撑设计位置下0.7m10n时，即可安设围囹和内撑系统。按照设计标高，在板桩围堰的!每个侧面用3个N80X80X10角钢做成欧J牛腿，焊在钢板桩上，作为围囹的临时安装构造，安装并焊接内撑系统。然后，准备46台抽水泵将围堰内的水抽至第二道围囹下0.7m1Om,与上层相似的措施安装第二道围囹和内支撑，直至第三道围囹和内支撑。围囹及内支撑安装完毕后抽水至封底碎面。在抽水过程中，先在内侧边抽水边堵漏,将旧棉絮压入板桩间的锁口内，压紧、压实,在内侧个别位置漏水较大的部位，由潜水员潜入水下由外侧进行封堵，可保证围堰封水，

14、少许渗水可将水流引入围堰四边的集水坑内采用抽水机抽出围堰外，保证承台施工在无水的环境中进行。(6)承台和桥墩施工抽完水后,清理封底混凝土顶面稀泥和混渣。清理完毕后待用4台空压机8台风镐凿除桩头，进行桩基检测。桩基检测合格后，进行测量放线，进行钢筋和模板施工。模板用09mX15m的钢模板，外边撑以IOCn1IOCm方木，间距为30cm,方木背面用短方木及木楔子顶于钢板桩上,保证模板稳定性，立好模后，分层绑扎钢筋。第一级承台层钢筋绑好之后，即可灌注第一级承台混凝土。第一级承台施工完毕后，再次立模，绑扎钢筋，进行第二级承台混凝土的灌注。承台施工完毕后施工墩柱。(7)拆除围囹支撑、拔除钢板桩当墩身完毕

15、之后，首先应清理围堰内所有机具，材料。清理完毕后向围堰内抽水，抽水至第三道围囹下0.7m-1.Om时拆除第三道围囹和内支撑；然后再向围堰内出水至第二道支撑下07m1O1n,拆除第二道围囹和内支撑，按同样的措施拆除第一道支撑。支撑拆除完毕后继续向围堰内抽水，抽水水位可高出围堰外水面，用振动锤将钢板桩锤击松动，破坏其与封底碎的粘接力，拔出板桩的次序宜从顺水流方向日勺下游面开始,逐次拔除钢板桩。7、钢板桩围堰施工组织及机械设备、材料投入为保证钢板桩围护施工顺利进行，我部拟投入一支钢板桩围护施工的专业队伍，配齐人员及设备，保质、按期、安全地完毕施工任务，保证后续工序迅速进行。拟投入重要人员及机械设备、材料见下表：表4-1施工人员配置表人员分工数量人员分工数量队长1名起重工4名副队长1名司机4名技术主管1名电工2名技术员3名起重指挥2名安全员1名电焊工6名施工员1名杂工10名修理工2名潜水员2名合计40名表4-2重要机械设备投入表设备名称型号单位数量浮吊300tZx1汽车吊QY-