双壁钢围堰水上作业施工方案

双壁钢围堰专项施工方案

编制：

复核：

审批：

中铁大桥局股份有限公司

目录

一、编制依据 (1)

二、工程概况 (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 (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 (13)

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)

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 (39)

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 (40)

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 (53)

7.1文明施工措施 (53)

7.2环境保护措施 (53)

附件：单个U型围堰浮运阻力计算 (55)

一、编制依据

二、工程概况

2.1 地理位置

2.2 桥梁概况

2.3 加固目的

2.4建设条件

2.4.1气候条件

2.4.2地质情况

2.4.3水文条件

三、施工组织

3.1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。

3.2施工步骤

步骤一：

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。

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。

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。

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、承台加固维修。

3.3工期安排

一、围堰板块制作

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

四、顶节围堰接高

五、基础加固施工

3.4人员组织

3.4.1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3.4.1-1 水上作业组织机构图

3.4.2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。

表3.4.2-1 水上作业人员组织及分工表

3.5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3.5-1 双壁钢围堰水上作业机械设备投入计划表

四、施工方案

4.1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）。

图4.1-1 双壁钢围堰立面布置图（单位：mm）

图4.1-2 双壁钢围堰平面布置图（单位：mm）

4.2双壁钢围堰施工结构流程

图4.2-1 双壁钢围堰水上作业工艺流程图

4.3双壁钢围堰板块制造

4.3.1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。

图4.3.1-1钢围堰制作工艺流程图

4.3.2双壁钢围堰加工材料要求

（1）钢材

钢围堰采用Q235B钢材，其材质应符合《碳素钢结构》(GB/T700－2006)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/T5117－95、GB/T14957－94、GB/T14958－94及GB/T5293－85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。

4.3.3围堰制作

（1）下料

①抽样复检

施工前，必须按有关标准规定对原材料的性能和各项技术指标进行抽样复检，合格后方可进行生产。

②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R≤0.5mm。

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

①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

气体保护焊或手工焊。

设为1:2.5）再双面焊接，焊接方法采用CO

2

气体保护焊或手工

②隔舱板和环形筋板均为厚板对接，需开坡口，焊接方法采用CO

2

焊。

（3）分块制作

单个围堰平面分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2～3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CO

2气体保护焊或埋弧焊。凡能采取CO

2

气体保护焊进行焊接的部分，

均采用CO

2气体保护焊，不能采取CO

2

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。

4.3.4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。

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4.3.4-1 围堰结构尺寸的允许偏差

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

4.4双壁钢围堰拼装

4.4.1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㎡，平面图如图所示。

图4.4.1-1 围堰拼装场地现场照片

4.4.2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。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4.4.2-1 STC75汽车起重机主臂起重性能表（单位：kg）

图4.4.2-1 STC75汽车起重机平面站位图（单位：mm）

4.4.3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。

4.5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。

4.5.1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。

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