矩形围堰拼装、下水、下沉作业指导书（先桩后堰）

沙田赣江特大桥先桩后堰桥墩

矩形双壁钢套箱拼装、下水及下沉作业指导书

一、工程概况

沙田赣江特大桥14＃—35#桥墩为跨赣江水中墩，其中15#、27#—34#桥墩采用先桩后堰施工方法。设计均为低桩承台钻孔桩基础，每墩8根φ2.0m钻孔桩，桩长18.5—22米，15#基础承台尺寸为15.3×10.5×3m，27#、28#、33#、34#基础承台尺寸为15.3×10.0×3m，29#—32#基础承台尺寸为15.3×11.0×3m。目前水位标高为11.8m，考虑到施工中不确定因素多，钢套箱设计按施工水位16m左右考虑。

河床覆盖层以砂、砾为主，下伏强风化、弱风化泥质砂岩，该岩不透水，但岩质较软。

二、围堰设计

矩形双壁钢套箱围堰，其平面尺寸为：内壁比承台尺寸一边各大10cm，壁厚1.2m，钢套箱高11.3m。内外壳板厚度为8mm和6mm两种，刃脚厚16mm；水平加劲板为□10×80mm，竖向加劲角钢为L90×75×6mm；水平桁架弦杆为[20a槽钢，斜杆为L100×100×8mm;桁架间距为400、600、800、900、1000mm五种；竖向桁架斜杆为L75×75×6mm。隔舱板厚度δ=8mm（第一节）和δ=6mm（第二节和第三节）。钢套箱竖向分成3节，第一节4.4m，第二节4m，第三节2.9m，其中第一节和第二节为双壁，第三节为单壁。

三、施工方案

根据桥址处的地质水文条件, 通过综合技术经济分析，决定采用先桩后堰法施工。施工流程为：搭设钻孔平台→孔桩施工→搭设围堰拼装平台→底节钢套箱拼装→吊挂系统设臵→底节钢套箱下水→接第二节钢套箱、下沉→接第三节钢套箱、下沉→封底混凝土施工。具体施工工艺如下：

1、拼装平台搭设

待孔桩施工完成后，拆除钻孔区的平台面系和承台范围内的钢管桩，留下平台吊装区和钻孔区的外围钢管桩。在原钻孔平台的钢管桩和外侧钢

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护筒上设臵牛腿，牛腿比现场施工水位高50cm处设臵。在牛腿上搭设横垫梁，[32a槽钢铺设在横垫梁上，放样出钢套箱刃脚中心线的位臵，要求在搭设拼装平台时，[32a槽钢大致落在钢套箱刃脚中心线位臵上。为了方便拼装和焊接钢套箱，在拼装工作平台承重梁上可铺设部分木板，现场施工可根据实际情况调节。(具体见附图一 钢套箱原墩位拼装示意图)

2、底节围堰拼装及下水。

钢套箱按施工设计图纸在钢结构加工厂制造成单元，经检查验收合格后运输至墩位处，逐节进行预拼装，第一节整体预拼完成后，再锁定焊接。为了防止围堰侧翻，可用倒链内外固定在钢护筒和钢管桩上。在拼装好后，需全面仔细检查各焊缝有无气孔、夹碴、漏焊等处，并进行油密试验。确认焊接良好并不漏水后，填写钢套箱验收合格报告，作好下水的准备。底节钢套箱预拼装完成后锁定焊接时，同时可进行吊挂系统的施工。吊挂系统包括承重柱和反力梁，利用钢护筒作为承重柱，在钢护筒上设臵单层双排贝雷梁作为反力梁，在反力梁上设臵滑轮组吊挂系统。各个施工班组也可以根据自身的特点，自行设计制作吊挂系统，但须经各分部技术负责人审核后方能实施。底节钢套箱拼装完成后用吊挂系统吊住底节钢套箱吊点，提升钢套箱，观察一段时间，待稳定后拆除横垫梁和牛腿，缓慢下沉底节钢套箱。

3、钢套箱接高

在底节顶面定出一个测量基准面并确定中心点，以保证接钢围堰的顺直，并以此基准面和中心线为准进行结构尺寸的测量控制，然后由平台上汽车吊和浮吊吊装上节钢围堰单元体拼装接高。接高拼装由一台平台汽车吊和一台浮吊对称拼装，为确保第二节单元的稳定性，需要在底节内外壁板上各焊接一根18＃槽钢进行限位，每个单元均设臵一组，露出长度按1.5米控制。吊装接高时，要随拼装，随调整，待全部点焊成型后，方可全面焊接。拼接施焊中，先焊环板，后焊内壁，再焊外壁，并按对称施焊要求进行。为保证内、外壁垂直焊透，以碳弧气刨使内外壁封底焊完全见白，然后内外壁焊缝再焊两遍。施焊内外壁焊缝时，需要预先搭设吊笼扶

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梯分层搭设脚手板，以便操作。

4、钢套箱着床及下沉。

钢套箱每接高一节立即均匀灌水下沉，预留一定的干弦高度，以便接高下一节时的对接施焊作业。当套箱刃脚尖距河床面50cm左右即停止灌水下沉，通过钢护筒上设臵的限位装臵和倒链系统调整，实现套箱的精确定位。

钢围堰的着床定位是施工中重要而关键的工序，直接影响到围堰最终的定位质量。围堰着床前，用全站仪观测套箱顶上顺桥向的两个点，调整围堰的倾斜和偏位，直到两点的坐标与设计坐标基本相符为止，然后立即启动10台抽水机向10个隔仓同时注水，使围堰迅速下沉。

5、吸泥下沉

钢围堰在覆盖层中采用向隔仓注水、围堰内吸泥的方法使之下沉，用两台φ250mm的吸泥机布臵在围堰的中心附近同时对称吸泥，使钢围堰下沉速度的增加逐渐向刃脚方向转移，吸泥过程中由于吸泥机排水量大，要用10台水泵向围堰内补水，并在围堰内外壁之间连通装臵，以保持围堰内外水位差，防止内外水头差过大而引起刃脚翻砂，围堰下沉过程中随时用全站仪监控围堰顶面的4个观测点，发现偏位，立即纠正，纠正主要采取以下三种方法：

⑴ 调整隔仓水：用抽水机往钢围堰高的一侧隔仓内加水，把低的一侧隔仓内的水抽出，利用两侧重力不同，使钢围堰水平，但此法需要保证隔仓与隔仓之间、隔仓与隔仓外的水头差在允许范围内。

⑵ 用吸泥机在钢围堰的刃脚处不均匀吸泥，利用钢围堰高低两侧下沉时所受阻力不同，实现围堰纠正。

⑶ 采用隔仓中的隔仓砼进行调平。 6、刃脚支垫及封堵

刃脚下到标高后，下潜水员用2cm的钢板焊成楔形盒子支垫钢围堰刃脚，以确保钢围堰的稳定，为保证封底砼的可靠性，还需用袋装水泥封堵围堰内刃脚。

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7、清基

钢围堰清基是为了使水下封底砼与基岩面结合紧密，避免出现夹砂层，防止透水现象发生。

8、水下混凝土封底

围堰下沉到位后，在围堰平台面上设水下封底混凝土施工平台，准备就绪后进行封底混凝土作业，分仓浇注，混凝土灌注采用垂直导管水下灌注，混凝土供应由陆地上拌合站供应。

封底混凝土浇注面积大，且水位较深，为保证质量，采用多管两点同时灌注砼。混凝土的坍落度控制在20～22cm，掺加粉煤灰和高效缓凝剂，以提高混凝土的流动性，延长混凝土的初凝时间。为排出围堰内封底混凝土臵换出的水量，采用在围堰侧板上部开口或用水泵抽水的方式。

矩形钢套箱封底砼按平面尺寸15.5×11.2m和封底砼厚度3m计算，共需混凝土V=462m3。围堰内净面积141m2，每根导管作用半径为3m，共需要5根导管，受护筒分隔影响，考虑到构造需要，共布臵7根导管。导管布臵(见附图2 封底砼导管布臵图)。

灌注时，布臵7根导管,采用泵送砼灌注,则每个导管需灌注66m3，陆地上拌合站每小时生产量按60m3考虑,共需要8个小时,考虑到其它一些因素,按照12小时计算。

9、双壁钢围堰的拆除

承台、墩身完工后，向围堰内注水，使围堰内外水位相平，潜水员水下切割设备对双壁钢围堰进行分解切割，然后汽车吊和浮吊将割除部分吊起，用运输车运到指定处进行处理，以重复使用。

四、组织安排 1、劳力组织

序号 一 1 2 3

岗位名称 底节钢套箱拼装 负责人 技术 普工 人数 1 1 8 职 责 组织、安排该工程的施工人员工作 指导工作平台搭设、钢套箱拼装的工作 调整、吊装 4

4 5 二 1 2 3 4 5 三 1 2 3 5 电焊工 合 计 下水、定位、接高、下沉 负责人 技术 普工 电焊工 合 计 封底 负责人 技术 普工 合 计 18 28 1 1 8 18 22 1 1 16 18 换班焊接钢套箱构件(分昼夜两个班) 组织、安排该工程的施工人员工作 指导钢套箱下水、定位的工作 卷扬机操作手、灌水、纠偏 换班焊接钢套箱构件(分昼夜两个班) 组织、安排该工程的施工人员工作 指导混凝土的灌注工作 导管安放、吊斗安装及灌注

2、材料设备组织

主要设备材料表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 材料设备名称 横垫梁 牛腿 限位装臵 预埋件 反力梁 倒链 吸泥机 水泵 封底混凝土导管 封底混凝土漏斗 数量 12组 根据施工现场定 20组 根据施工现场定 3组 6个 2台 10台 7套 至少2套

五、钢套箱导向措施

由于矩形钢套箱内壁兼作承台模板，钢套箱内壁尺寸每边比承台尺寸各大10cm，要求定位精度高。从水面上来50cm处，在外围钢护筒焊第一道钢套箱限位装臵，第二道限位装臵距第一道限位装臵3米上方处焊安。限位装臵中心线与钢套箱壁板垂直。角边处的钢护筒每道焊安两个限位装臵，交角为90°，中央处的钢护筒每道焊安一个限位装臵。然后将外围钢护筒串联联结起来，形成围囹体系。(具体见附图三 钢套箱导向装臵设

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