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深水桥墩基础双壁钢围堰施工方案***铁路***特大桥
中铁***局集团***铁路项目部
三、 围堰施工方案 6
四、 双壁钢围堰施工方法 6
JT／T 1218.3-2018标准下载1） 双壁钢围堰构造 6
2）双壁钢围堰加工制作及运输 7
3）墩位平台上钢围堰的组拼及下放水 8
1、底节围堰组拼完成后下放入水作业，做法如下： 9
3、钢围堰的下沉和着床稳定 9
4、钢围堰的竖向定向： 10
5）围堰内水下混凝土封底 11
五、双壁钢围堰劳力组织： 11
六、双壁钢围堰机械设备配置及材料 12
七、双壁钢围堰质量标准 13
八、钢围堰施工进度 14
九、安全保证措施 14
三)安全保证措施 14
四)教育与培训： 15
七)防火、防爆： 16
十)应急预案及措施 17
1、当发生水上作业点施工人员和船员落水时 17
2、当施工船舶发生船舶碰撞时 17
3、当船舶发生搁浅时 18
4、船舶在施工或航行中因遇险失控 18
5、当船舶发生火灾时 19
6、船舶对外溢油造成污染 19
十、双壁钢围堰各部分设计与计算 19
双壁钢围堰各部分设计与计算 20
围堰下沉系数计算 28
钢围堰由砼封底的抗浮力计算 29
***特大桥39#～44#深水桥墩基础双壁钢围堰施工方案
本桥位于三江口上游，为感潮河段，受迳流影响，也受潮汐影响。Q100=17602m3/s,Q300=22179m3/s,H100=6.82m,H300=8.67m,V100=2.85m/s,V300=3.1m/s,平均潮位1.20m,最大潮差6.19m，潮水为不规则半日潮，每日两次涨落。主河槽一般冲刷深度为25.16m，局部冲刷深度为33.2m。根据我部所了解的水文站资料，海门站（在本桥址下游23.6公里处）多年平均高潮位为4.22，多年平均低潮位0.20，历年最高高潮位为7.50；上游临海西门站多年平均高潮位4.69，平均低潮位1.21。根据《灵江防洪规划》，本段防洪堤规划高度为5.90米。
表137#～45#基础结构形式表
桥区属于亚热带季风气候，受海洋性气候影响，气候特征为温和湿润，雨量丰沛，光照充足、四季分明。多年年平均气温17.7～18.6℃，多年平均降水1537.0mm。本桥区常风向为西北～北东，每年10月至次年2月盛行北及西北风，6～8月盛行偏南风，3～5月和9月为冬丰夏季风转换期，风向不定，每年影响本桥区的台风为2次左右。
桥位处灵江主河段为Ⅳ级航道，通航孔为2个，通航水位6.20m，通航净宽为112.0m，通航净高21.5m，通航等级为1000吨级海轮。
灵江北岸修建临时栈桥1处、临时码头1处，南岸修建临时栈桥1处，临时码头1处，临时栈桥宽6米，为汽车栈桥。其中考虑到灵江通航要求，北岸临时栈桥修至41#墩，南岸临时栈桥修至44#墩，临时栈桥在41#～44#间留通航孔，通航孔共宽360m。北岸码头设50吨履带吊一台。
本桥用电采用从业主提供的10KVA专用输电线路接入，在江南设立1000KVA和500KVA变电站各一座，在江北设立800KVA、1250KVA和630KVA三座变电站，供岸上及水中桩基及墩台施工用电。水中桩基及墩台（除42#及43#墩）施工用电通过在施工临时栈桥上铺设的专用电缆提供，42#墩及43#墩用电通过铺设水底电缆提供，同时备用2台350KVA发电机组，以保证停电时施工用电。
根据设计提供的资料灵江主河道为四级航道，目前航道部门航标已设置，海事部门已进入施工现场进行监管，以保证航道的通航安全。
根据施工段灵江水域水流特点，决定水中37#~45#墩围堰分别采用双壁钢围堰与钢板桩围堰施工。由于江中心（主墩位置处）水流速度快（最快达3.5米/秒），水深（高潮时达12米），通航量大（上下游船厂密集，过往船只均从41~44#水域通过），决定39#~44#墩采用双壁钢围堰，另外双壁钢围堰结构刚性好，不怕下沉时翻砂，施工十分安全可靠。37#、38#、45#墩由于流速较慢，受涨落潮影响相对较小，决定采用钢板桩围堰。
根据计算，选定双壁钢围堰基本构造如下（43#墩）：
双壁钢围堰内外壁隔舱距离为：1.4m。
钢围堰高：16.6m（钢围堰顶层加单壁高1.5m，围堰总高度：18.1m）
围堰内壁长：23.4m（承台尺寸：23.2m）
围堰内壁宽：17.0m（承台尺寸：16.8m）
钢围堰顶面标高拟为：+5.5m（河道枯水期施工水位涨潮时4.2m～4.5m）
钢围堰水下砼封底根据计算定为3米
2）双壁钢围堰加工制作及运输
双壁钢围堰在岸上加工厂分块加工，加工完成并经试拼检验合格后，分块装车运至临时码头，然后再由码头装船运至墩身拼装现场。
利用钢围堰作为灵江桥深水墩承台施工开挖的围水结构，根据水上50t浮吊的起重能力，将围堰高分成三节（底节高5.2m，中间节5.6m及上层5.8m）每节平面按隔舱划分成12块，每块最大重量限制在10t以内，块的大小是根据现场制造设备、运输和墩平台上组拼时的起吊能力确定。
在围堰钢块件加工场组装工作平台，杆件集中下料，在平台上放大样后焊接块件骨架，安装隔舱板、焊接内外壁板检查节间、块间接缝及舱板是否渗水、漏水并及时处理渗水部位，确保钢围堰的严密性。
组拼工序为：外壁板竖向加劲角钢、水平桁架弦板、水平撑、隔舱板、内壁加劲角钢、内壁板、脱胎模翻身、焊接成件。
拼装时要求：上下隔舱板对齐，各相邻水平桁架弦板对齐，上、下竖向加劲角钢允许不对准，但必须和水平桁架弦板焊牢。内外壁钢板拼缝不能对接焊时，允许采用搭接焊或贴板焊接，但必须满焊，并保证全焊水密结构的可靠性。
3）墩位平台上钢围堰的组拼及下放水
钢套箱在钻孔平台上组拼，在钻孔平台上画出钢套箱底层的安装位置，做好组拼前的准备工作。先要进行水中墩平台的部分拆除，底层围堰高5.2m，围堰刃角底标高放在+3.5m的标高位置。高潮时水位一天只有2～3小时能上到这个高度，+3.0m～+4.0m范围内不能工作，其它标高部位还可照常进行焊接工作（底节围堰要与简易平台进行连焊，防止底层围堰组拼完成后受到浮力漂起）。平台顶面高+6.0m，底节围堰高出平台面2.7m，由于底围堰拼装的内外有钢管桩、钢护筒及施工平台，每块围堰的临时支撑固定不会有太大的难度。
1、底节围堰组拼完成后下放入水作业，做法如下：
A、在双壁围堰侧壁上焊牢带有竖直孔眼的牛腿，牛腿与堰壁的连接抗剪能力达到30t。全围堰共有吊点12处，内吊点6处、外吊点6处，以防止围堰偏载承力。底层围堰重135t，每个吊平均为11.5t，不均匀时最大吊点的受力不超过20t，采用φ32直径的精轧螺纹粗钢筋作吊杆，吊杆上有三个特制螺帽及扁担梁。
C、每处用两台50t油压手动千斤顶（或两台32t手动螺旋千顶，共24台）
上述工具设备安装到位后，通过千斤顶与φ32直径的精轧螺纹粗钢筋上两个特螺帽的相互交替作用把底节钢套箱下放入水。
在首节钢围堰锁定后，向其隔仓内灌注混凝土和向夹壁内加抽水等措施以调平围堰，并予留一定的干舷高度，使其处于待拼次节围堰的状态。以后每一节段船运到围堰旁，由浮吊起吊与首节或上一节进行焊接，每接高一节既均匀下沉，并予留相应的干舷高度，以便接高下一节时施焊作业。
3、钢围堰的下沉和着床稳定
双壁钢围堰在水中是以隔舱内灌水下沉。如遇到刃角有变形时可灌1.0m～3.0m的刃角砼，本桥双壁围堰内有十二支钻孔成桩的钢护筒及矩形围堰的横、纵向各两根内支撑防碍抓泥斗的使用，即有些部位抓泥斗不能到位，则使用空气吸泥机高压射水龙头清除。
4、钢围堰的竖向定向：
在围堰的内壁面上对应承台的四只角钢护筒的位置，上下各安放用型钢制作钢套箱下沉时竖向定位系统。即横纵向的水平限位系统竖向起着导向作用。如果围堰偏时在平潮位用50t手动油压千斤顶进行调控。
围堰的适当位置安设两处补水孔直径30cm的钢管长1.7m水平穿过围堰壁并周围焊牢，钢管端头焊有法兰盘，对应有一块套钻孔眼的堵头钢板，不用时加上橡胶垫圈用螺栓拧上，或用潜水人员进行水下操作。
钢围堰着床是钢围堰施工中的一道重要关键工序，钢围堰着床后的位置和倾斜率对钢围堰以后的下沉，乃至钢围堰落到设计高程时的质量都有重要影响。不过本桥可选择在平潮时，基本没有多大流速的条件下着床。通过在钢围堰的隔舱内灌水以调平围堰这样可以反复几次。
当围堰接高下沉至刃尖距河床0.5米左右即停灌水下沉，通过反复纠偏以实现围堰的精确定位。然后均匀灌水，快速实现围堰刃脚的着床，继之以均匀吸泥下沉使围堰下沉到位。
若围堰着床后发现偏位较大，可排除隔仓内的水使围堰上浮再进行第二次准确着床，直到精度符合设计要求。
钢围堰下沉确认合格后，既可进行清基工作。清基到位后，则可进行水下混凝土封底。
5）围堰内水下混凝土封底
经过计算，围堰内水下封底混凝土厚3米，封底混凝土的抗浮力系数达到1.69，可满足安全需要。
浇筑封底混凝土。采用泵送多点用导管浇筑封底混凝土，因封底混凝土数量大，为提高混凝土流动性和延长混凝土的初凝时间，混凝土中掺加适量的缓凝型减水剂（30小时缓凝时间）和粉煤灰。
水下混凝土浇筑过程中应注意的事项：用测深锤每隔一段时间，测出混凝土表面标高，将原始资料记录下来，随时告诉现场值班技术员，用以指导各导管提升及下料，要求混凝土均匀上升，以免造成混凝土面高低偏差过大，同时，也避免导管埋置过浅而使导管悬空，混凝土浇筑终结时，尽量调平混凝土表面平整度。灌注水下混凝土时，准备多套导管提升装置，防止混凝土堵管。
封底混凝土达到设计强度后，进行围堰抽水，边抽水边完成剩余支撑。在承台底设计标高以上钢护筒割除，将封底混凝土表面找平。
五、双壁钢围堰劳力组织：
根据大桥水中墩钢围堰施工工期安排和现场实际情况，劳力组织按钢板桩施工用工集中的情况下配置，见表2《钢围堰施工劳力组织表》：
表2钢围堰施工劳力组织表
六、双壁钢围堰机械设备配置及材料
机械设备配置及材料投入见表3《机械设备配置及材料投入表》
表3机械设备配置及材料投入表
七、双壁钢围堰质量标准
围堰底面平均高程符合设计要求；
内外壁板及隔舱板的焊缝，应进行渗透试验；
上下隔舱板对齐，各相邻水平对齐，上下竖向肋角必须与水平肋板焊牢。
双壁钢围堰就位允许偏差和检验方法应符合表4的规定。
双壁钢围堰拼装允许偏差和检验方法见表5。
双壁钢围堰支撑体系应满足吊装整体钢围堰和浇筑封底、承台混凝土整体受力要求；双壁钢围堰底板、边板和封板的接缝，应有可靠的防漏水措施。
表4双壁钢围堰就位允许偏差和检验方法
注：h为围堰高度，单位为mm。
表5双壁钢围堰拼装允许偏差和检验方法
注：d为直径，单位为mm。
围堰钢块件墩位组拼及第一节下水，第二节、第三节接高下沉，抓斗及空气吸泥机围堰内出泥，围堰隔仓填混凝土，65天。灌注水下封底砼，10天。
为全面实现本合同工程的工期、质量、安全、环保等要求，本着“组织机构精干高效、施工队伍专业精炼、机械设备装备精良、现场布置管理有序、生产资源优化配置”的原则组织施工。为此，组建了一个专业化施工队伍，专门进行水中桥墩钢围堰的施工。
1、杜绝因工死亡事故，避免重伤事故，轻伤率控制在5‰以内。2、无机械行车和道路交通责任事故，无爆炸物品丢失事故，无爆破事故，无等级火灾事故。
3、抓安全管理工作，做到管防结合，创造条件，努力达到安全目标的要求。
1、严格贯彻执行国家和当地劳动卫生工作的有关政策和规定，杜绝和减少事故伤害，实现安全生产，确保职工健康和安全。
2、建立安全生产岗位责任制，执行谁主管谁负责安全的原则。定期开展安全活动和定期进行安全教育。安检专（兼）职工程师和班组长坚持工人岗前作业安全交底。
3、严格执行安全生产检查制度，定期进行综合检查和不定期专项检查，通过检查，发现隐患，及进整改，杜绝事故。
4、严格遵守“安全操作规程”，特种作业人员必须持证上岗，做到管理人员不违章指挥，作业人员不违章操作，工人不违反劳动纪律。
1、凡从事电器、起重等特殊技术工种的工人，必须接受特种作业安全培训，通过考试取得“特种作业安全操作证”者才能上岗操作。
2、从事一般工种作业的人员，必须认真学习本工种的安全技术操作规程和岗位安全责任制。
1、施工现场要整洁有序，各种机械物应整齐放置在规定区域。
2、施工现场道路畅通，路面平坦，保证司机视野开阔，满足消防要求。
3、施工人员劳保用品穿戴整齐，戴好安全帽，禁止穿拖鞋或光脚进入施工现场。
4、施工现场树立安全生产标示牌，书写施工安全须知，标语等。
1、执行安全用电制度，加强用电管理，配电箱必须完好，线路绝缘可靠，临时线上安装漏电保护装置，下班时要切断电源，确保用电安全。
2、施工所用电器线路和用电设施，应采取防触电措施。
3、作业点距低压线、高压线应分别大于2.5米、3.0米。
4、焊机的电源开关应设在监护人附近，便于及时切断电源。
5、用电设备的外壳应有可靠的接地零安全措施，焊接地线接连到工件上。
6、过江电缆应采取可靠措施，防止电缆飘浮、被过往船只拖带等现象发生。
1、对施工人员进行消防培训，使其清楚发生火灾时所采取的程序和步骤，掌握正确的灭火方法。
2、确保现场配备的灭火器材在有效期内，注意日常维护，使其处于完好状态。
1、在2米以上高度作业时，应采取安全防护措施。
2、脚手架材料不得有严重锈蚀或变形，保证搭设基础牢固，应设置宽度不小于60厘米的平台、护栏和步行踏板。
3、安全爬梯使用前要进行安全检查，保证结构可靠，状况良好。使用时要按1：4的斜度放置，并固定上下端。
4、高空作业人员必须配备和正确使用安全带和安全绳。安全带和安全绳应无磨损、断股、变质，钩挂有效。
5、遇大雨天气或六级以上大风天气，应停止高空作业。
6、传递物件不得抛掷，有可能坠落的物料应拆除或固定，防止跌落。
1、大件的吊装作业时，应详细制定吊装方案，编制吊装作业指导书，吊装前，要对吊机进行检查验收。保证低级处于完好状态。
2、大件吊装作业时，技术人员和安全员在现场进行监督，现场人员严禁酒后作业。
3、起吊人员和现场指挥人员必须经过劳动部门的培训，持证上岗。
4、吊装要施加保护，不同阶段的吊装要分别制备专用吊具，避免吊装变形并保护构件表面不受损伤。
5、吊装点严格按设计要求进行，吊装时轻吊轻放，避免变形和碰撞。
6、吊装作业须鸣警示铃，严禁钩下站人。
7、汽车吊使用前吊臂要经过试吊检验，四支腿垫实方可作业。
本工程规模宏大，且水上施工工程量大，施工过程中要做好水中施工应急预案及措施，施工时要对以下可能发生的事故制订应急预案：人员落水、船舶碰撞、船舶搁浅、船舶在施工或航行中因遇险失控、船舶发生火灾、船舶对外溢油造成污染等，具体如下：
1、当发生水上作业点施工人员和船员落水时
现场人员抛投救生圈或绳子，大声呼救，利用有效联络方法向就近动力船舶报告落水人员方位。如果夜间采用照明灯照射落水者，组织动力船舶及时搜救。
落水人员被救起，根据伤势情况及时送往医院救治，并提前通知救护车在码头接应。
2、当施工船舶发生船舶碰撞时
施工船舶在施工水域内发生碰撞事故等紧急情况后，船长立即向救援部门准确报告现场情况，同时招呼周围船舶进行有效救助。
如被损船舶出现船舱进水时，全船船员在船长的组织下各就各位，保障动力，进行排水堵漏，并及时用柴油机备用泵排水。
当受损船舶舱内出现进水量大于排水量时，船长要当机立断，组织船舶动力使受损船舶尽量向浅水区移位。
当船舶发生严重碰撞受损船舶在失控情况下，船长组织船员作好弃船准备，在有伤员的情况下应组织人员先护送伤员离船。弃船前通过有效应急网络向航道部门及项目部报告本船准确方位和现场情况，有条件时携带船舶资料弃船。
项目部接到报告后立即派遣动力船舶到达出事现场，一是进行人员救助，二是维护现场并通报过往船舶注意安全避让。
当船舶搁浅时，立即显示搁浅信号，测量船舶周围水位情况，检查各舱是否受损漏水，如无法利用涨水脱浅，采取减载或船舶拖带脱浅。
船舶搁浅造成船舱漏水时要及时堵塞漏洞，修复船舶后脱离浅滩，必要时向航道部门和项目部报告，请求援助。
4、船舶在施工或航行中因遇险失控
当船舶在施工中或航行中失控时，立即显示‘船舶失控’信号，向就近船舶发出请求救援呼叫，及时向航道等部门和项目部应急小组报告本船失控情况并通过有效的通信方式报告船舶方位。避开施工管线、码头、栈桥、水上构筑物和船舶流量密集区。随时与航道部门和船舶应急小组保持联系，以便航道部门和应急小组提供必要的救助。
如施工船舶发现本船必需做出弃锚决定，应设置浮标以备打捞。
当船发生火情时，船舶应立即对外发送“船舶失火”信号，立刻向航道部门和项目部报告船舶火情和船舶方位，船长按船员部署规定指挥船员各就各位组织灭火。
如在航行中，须操纵船舶使失火部位处于下风，如船舶停靠在平台、栈桥、码头时设法将火船撤离。
在救火过程中注意船舶的浮性、排水、平衡措施。确保灭火人员的通道，关闭油柜阀门，切断电源。
6、船舶对外溢油造成污染
如供受油时溢油，须立即停泵并关闭所有阀门，封闭溢油层甲板全部出水孔，禁止明火及电源靠近。如因事故溢油，须设法关闭事故船舶油舱阀门，在使用通讯器材时要注意防爆措施。
十、双壁钢围堰各部分设计与计算
双壁钢围堰各部分设计与计算
双壁围堰壁腔（隔仓厚1.4m）在水下封底砼层未灌注前（不抽水）堰内泥土清理到封底砼的底层时的验算：
主动土压力：（内摩擦角=10）（偏于安全）
将围堰内外土压力对围堰内支点处取力矩得出
围堰壁腔悬臂状态时总弯距值：
=0.704×0.7×7×10
=1.42（1.7－1）×3.0×10
主动力压力支撑点“O”取力矩
每个隔仓的抗弯能力计算：
竖向隔仓钢板工字型组合梁是竖向壁板的
主受力骨架，为保证组合型钢梁腹板（隔仓板）的局部稳定性，验算腹板上的隔仓板加劲肋配置：
按《钢结构设计规范》§4.1.1条得知
依照§第4.3.7条加劲肋宜在腹板两侧成对配置。
横向加劲肋的最小间距为：
本组合梁横向加劲肋的间距取
腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋，其截面尺寸应符合下列公式要求：
本图隔仓板加劲肋为：□10×100100>85.6
本图取故隔仓板经横向加劲肋局部稳定无问题。
隔仓板竖向工字型组焊的整体稳定性验算
依照《钢结构设计规范》§4.2.1条
符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性
有铺板（各种钢筋砼板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。本设计受压翼缘板号是与内壁板（）牢固相连。
工字形截面简支粱受压翼缘的自由长度与其宽度之比不超过表4.2.1所规定的数值时。
跨中有侧向支承点的梁，不论荷载作用在何处
本设计的隔舱竖向工字型组焊梁跨度4.5～5.0隔舱刃角有2.0～3.0插入泥土内，另外工字型每隔0.8有22水平弦板与上下翼缘板牢固相连，0.4处还有壁板水平加劲板□6×70同样与上下翼板牢固相连。
结论：组焊工字型梁整体稳定性无问题。
（二）双壁围堰壁腔在水下封底砼层灌注完后在浇注承台以前将下一层内支撑拆除掉，验算此种情形下竖向隔仓工字型组合梁的上下翼缘应力：
计算上述荷载情形下，上支撑所承载的轴向压力及截面应力检算：
上支撑单宽上承受的轴向压力
选用400×400H型钢
由于内支撑杆是受压杆要计算截面的
由钢结构设计规范附录三（b类）
采取办法，上层内支撑顶用两根400H型钢重叠罗起来
双壁围堰壁腔在砼封底前围堰刃角插入土中如只有2.0计算这种最不利情形
水平桁架弦板受力检算：
水压力（取H=11.0深处）
水平桁架弦板□10×220
水平桁架弦板在桁架中是受拉压杆件的形
水平桁架弦板重心至重心距离（即桁架的高度）
水平桁架弦板的轴向拉压力：
水平桁架的斜杆及直杆受力计算：
DB63／ 949-2011 锅炉安全使用管理规范.pdf计算桁架节点上的荷载力：
斜杆（角钢）的角度计算：
竖杆选用角钢∠75×75×8
斜杆选用角钢∠100×100×10
结论：水平桁架杆件本身受力无问题
危险性较大的分部分项工程专项施工方案编制指南（建办质[2021]48号 住房和城乡建设部办公厅2021年12月8日）.docx主要是焊接接头上的焊缝长度及质量比较重要。