雙壁鋼圍堰(無底)下沉作業指導書

1 目的

為了規範雙壁鋼圍堰施工作業,有效控制雙壁鋼圍堰施工作業中的危險源、危害因素,確保施工質量,制定本作業標準。

2 範圍

適用於集團公司所屬各項目的深水低樁承臺基礎“先平臺後圍堰”施工。

3 術語定義

4 職責

4.1雙壁鋼圍堰作業隊負責鋼圍堰施工的人力組織和日常管理工作。

4.2項目部負責雙壁鋼圍堰施工的全面組織協調和監督管理工作。

4.3項目部工程部負責雙壁鋼圍堰施工的技術管理工作。

4.3項目部安質部負責雙壁鋼圍堰施工的現場安全質量監督。

5 作業流程

雙壁鋼圍堰(無底)下沉作業指導書

6 作業標準

6.1 施工準備

6.1.1 原材料驗收

施工中所使用的鋼材進場後必須核對其材料質量證明書、牌號等,對於重要部位,還需取樣送實驗室檢測其力學性能。並由技術人員對材料規格、型號、外觀、尺寸、厚度進行檢查記錄。

6.1.2 單元塊製作

原材料檢驗合格後,即可按照設計圖紙下料。分塊製作底板和側板。

內外壁板、水平加勁角鋼、豎向加勁角鋼、桁架角鋼、隔艙板等嚴格按圖施工,不得隨意變更材料規格和設計尺寸。各種構件長度不足時均應按等強原則進行焊接,焊接長度不得小於設計長度,並確保焊縫施工質量。圍堰製造要求放樣準確,加工成型後,上下節圍堰的豎肋及隔艙板必須嚴格對齊。同一節圍堰各分塊相鄰水平環板必須嚴格對齊。上下豎向肋角必須與水平環板焊牢。

6.1.3 搭設平臺

鑽孔樁施工完成後,拆除圍堰範圍內鑽孔平臺及中間妨礙圍堰安裝及下放的支撐樁、分配梁、鋼護筒掛樁結構及連接系等, 預留圍堰範圍內用於拼裝的部分平臺構件及圍堰範圍以外施工平臺。測量放樣承臺中心線及圍堰底板拼裝的標高,在鋼護筒上焊接牛腿,作為拼裝圍堰臨時支撐的受力點。

6.1.4 測量放樣

在鋼圍堰拼裝平臺上測量放出承臺基礎和鋼圍堰縱橫十字軸線、外圍輪廓線,並做上相應標誌點,為鋼圍堰拼裝施工提供依據。

6.2 拼裝、下放、封底

6.2.1 拼裝驗收

6.2.1.1 鋼圍堰底節拼裝

圍堰拼裝平臺安裝檢查完成和浮吊、吊機就位後,開始進行鋼圍堰底節拼裝。

鋼圍堰同節段單元塊拼裝順序:鋼圍堰底節單元塊拼裝時,先從圍堰轉角部分開始拼裝固定,然後分別向兩個方向拼裝,最後合攏。

每一塊單元塊拼裝時,應先仔細對位,再用臨時杆件將鋼圍堰單元塊固定牢固。臨時杆件一端焊裝在單元塊的內或外側,另一端焊裝在鋼護筒或定位管樁上。鋼圍堰單元塊固定好後,再人工在單元塊上安裝腳手架後進行焊縫焊接。

6.2.1.2 鋼圍堰側板單元塊拼裝

根據拼裝平臺的圍堰輪廓線和測量點精確安裝圍堰側板單元塊,在第一塊單元塊就位後,檢查其垂直度並控制其誤差≤H/1000mm範圍內(其中H為圍堰的高度)。垂直度滿足要求後,用型鋼將圍堰與鋼護筒或定位鋼管樁相連,保證其垂直度和穩定性。

第一塊單元塊就位後拼裝第二塊單元塊,要求與第一塊相同。此時應控制第一與第二單元塊之間的接縫間隙、錯臺和上頂面的錯臺。具體要求為:間隙≤2mm、錯臺≤1mm。若上口錯臺不滿足要求,可調整下口的間隙大小。在對接時還應注意相鄰兩單元塊所有環向勁板在同一高度。在確保以上的要求均達到後施定位焊,檢查相關的尺寸在誤差範圍內後,通過掛靠在側板連接縫兩側的鋼筋梯子和腳手架進行立面焊接。考慮拼裝方便環向勁板在接縫處斷開,待相互之間連接時,除勁板開坡口焊牢外還須在焊縫處上下加補強板焊牢,以保證整個勁板均勻受力。按照以上要求依次拼裝其餘單元塊。在拼裝過程中應隨時檢查結構、間隙、錯臺等相關尺寸,以保證各尺寸控制在允許誤差範圍內。焊接時要按照規範要求控制焊接電流和焊接電壓保證每條面板接縫均焊透。

6.2.1.3 焊縫滲透試驗

雙壁鋼圍堰製造和拼裝工作中,焊縫質量的好壞直接影響整體結構的安全,所有電焊的焊縫除應滿足設計要求的尺寸外,還必須滿足水密性的要求。為此,要求對單塊製造和鋼圍堰總體拼裝的焊縫進行煤油滲透試驗。在確認焊縫良好的情況下方可進行整體下沉施工。

放出底隔倉的位置線,按從中間到兩邊的順序安裝底隔倉。將製造好的底隔倉單元塊按圖紙位置直接焊接在底板相應位置。在吊機松鉤前,必須將斜撐焊好。

6.2.2 安裝下放系統

鋼圍堰採用千斤頂油缸頂、落下沉,即通過將樁基護筒接高,再在護筒頂設置橫樑,在橫樑上吊裝大扁擔梁、精扎螺紋鋼筋為下放吊杆,千斤頂油缸頂、落操作進行圍堰下放。吊杆上端穿過千斤頂用螺帽鎖定,下端通過特定裝置吊掛系統與鋼圍堰的隔倉板連接。

按設計要求在接高鋼護筒上安放護筒頂橫樑及吊放系統。吊放系統由護筒頂大扁擔梁和提放裝置組成。提放裝置由掛梁、千斤頂和精軋螺紋鋼筋組成。

整個圍堰設多個吊放點,每個點一套提放裝置,每一套提放裝置下端通過掛梁、掛板和連接板與圍堰隔倉板連接,每個吊放點安裝油頂油泵作業。

6.2.3 鋼圍堰起吊、平臺拆除

檢查鋼圍堰提升架裝置和起吊設備,注意吊點下方的掛梁、掛板和連接板之間的連接檢查,尤其是對連接板與隔倉板之間焊縫要仔細進行檢查。圍堰整體提升前,應專人檢查圍堰的臨時固定杆件是否全部拆除,再利用提升架起吊裝置將圍堰整體提高30~40cm高。鋼圍堰整體提升過程中,張拉油泵應緩慢加油,使千斤頂油缸伸出相同和高度,然後擰緊千斤頂下方、掛樑上的螺帽。千斤頂回油後,將上方的螺帽擰緊。鋼圍堰整體提升30~40cm高後,人工拆除拼裝平臺上、圍堰下方的腳手板、墊梁和分配梁,然後人工割除鋼圍堰正下方的牛腿,且保留部分拼裝平臺。

6.2.4 鋼圍堰水中下沉

鋼圍堰提升架吊放系統利用油頂升、落作用將鋼圍堰下放到水中,鋼圍堰下放過程中要緩慢,高度要一致,防止鋼圍堰受力不均變形。

鋼圍堰下沉前,人工對鋼圍堰內的壁板上從下到上按50cm間距做上刻度線,標上示數。鋼圍堰下沉到水中處於懸浮狀下,吊放系統的吊杆不進行拆除,利用混凝土泵車均勻地對鋼圍堰各隔倉進行混凝土充填,鋼圍堰內混凝土每次澆築一定高度後,再利用吊放系統的千斤頂將鋼圍堰下沉到懸浮狀態。再次按規定的厚度填充壁板混凝土,再用吊放系統將鋼圍堰下放。如此循環至壁板混凝土填充至設計標高。(亦可加水,加砂等增加重量下沉,依現場實際情況確定)

6.2.5 鋼圍堰底節著床

鋼圍堰底節和底層內支撐在下沉過程中,通過混凝土泵車對各隔倉內進行均勻的填充壁板混凝土,當鋼圍堰底節快要著床時應控制壁板混凝土的填充速度,應採用錨繩和導鏈等裝置調整鋼圍堰的平面位置,同時應檢查圍堰的傾斜度,使鋼圍堰能緩慢精確著床。

6.2.6 鋼圍堰接高

鋼圍堰接高是在底節鋼圍堰著床後進行,都應該考慮對稱均勻接高,防止重量不均使鋼圍堰下沉偏位。

每一塊單元塊拼裝時,應先仔細對位,再用臨時杆件將鋼圍堰單元塊固定牢固。臨時杆件一端焊裝在單元塊的內或外側,另一端焊裝在鋼護筒或定位管樁上。鋼圍堰單元塊固定好後,再人工在單元塊上安裝腳手架後進行焊縫焊接。

鋼圍堰焊縫全部完成後,應對所有的對接焊縫進行滲透試驗,試驗不合格的焊縫處要進行補焊。

6.2.7 鋼圍堰著床後下沉

鋼圍堰通過精確對位後緩慢下放著床,在調整好平面位置及垂直度後輔以圍堰內吸泥、射水和壁板灌水等措施使圍堰下沉至設計標高,但必須防止在下沉過程中吸泥時發生翻砂現象。圍堰著落河床後,初期容易產生傾斜和位移,應注意調平、糾偏和校正圍堰位置。糾正傾斜的方法一般都是採取在圍堰傾斜的一側單獨進行吸泥,使泥面降低,消除正面的支承,使圍堰高的一側下沉量大於低的一側。保持圍堰內外水頭平衡或圍堰內水頭高於圍堰外,值班人員應隨時觀察圍堰內外水位高度,圍堰內水頭不得低於圍堰外。

6.2.7.1 吸泥下沉

空氣吸泥機組成包括:空氣吸泥器、吸泥管、排泥管、風管、彎頭及其配件(卡箍)。空氣吸泥機採用吸泥管並配備大型空氣壓縮機(一般20m3/小時)。吸泥機應在鋼圍堰內部的中間部位處吸泥,向兩端小範圍內移動吸泥管吸泥,同時要保持吸泥機下口不低於圍堰刃尖,以免吸泥過深而使坑深超過刃尖過多引起翻砂。

吸泥管下端或彎管前端要求加工成鋸齒狀,以便於在吸泥過程中將被吸土體搗松。

6.2.7.2 高壓射水下沉

在較堅硬土層中吸泥較困難時,採用高壓射水使土層鬆動以便於吸出。

高壓射水管與吸泥機並聯固定在一起,吸泥與射水同時進行。射水嘴隨吸泥機一起升降和移動,邊射邊吸。採用垂直射水嘴,並在側旁設幾個直徑約5mm射水小孔的型式較好。在粘土層內,一般吸至坑深1m左右時,坑周圍土層即行坍塌,隨即可以吸出。

對於鋼圍堰刃腳斜面下的土層,可使用斜度同刃腳一致的三角射水管衝射,將刃腳下的泥土衝向鋼圍堰中部,以便挖取。

射水水壓力與地層情況、圍堰入土深度等到因素有關,一般為1MPa~2.5MPa。

6.2.7.3 抽水下沉

不排水下沉的圍堰,在刃腳下已掏空不下沉時,可在井內抽水減小浮力使其下沉。但對於易引起翻砂湧水地層,則不宜採用。當用空氣吸泥機除土時,可順便利用空氣吸泥機抽水。

6.2.7.4 壓重助沉

在鋼圍堰下沉過程中,由於鋼圍堰的質量較小,難以保證其在河床砂層中的下沉係數,施工時需要進行壁板混凝土填充、灌砂和設反力架進行反壓下沉。壁板混凝土填充和灌砂要均勻進行,防上局部不均出現鋼圍堰傾斜過大。

6.2.8 清基封底

6.2.8.1圍堰內清基

對鋼圍堰內平面做出平面圖,將其劃分成塊,用吸泥裝置對分塊進行仔細吸泥,吸泥中測量圍堰內的河床面。

對圍堰刃腳下、側板及鋼護筒表面進行清理,圍堰內、刃腳下采用吸泥輔以高壓射水翻動的方案進行清除,鋼護筒表面吸附的汙泥用高壓射水清理乾淨。

鋼圍堰清基結束前,派潛水員對圍堰內河床面、刃腳下、鋼護筒側面進行仔細檢查,檢查來沒有清到設計標高和汙泥沒有處理乾淨的地方要再次清理,直到清理乾淨。

清基時,應注意控制鋼圍堰內河床清理高度,不要過分擾動刃腳下土層,以免引起翻砂。

6.2.8.2 鋼圍堰水下混凝土封底

水下混凝土採用垂直導管法灌注。導管宜採用直徑約Φ300的鋼製導管,管口距基底面20cm~30cm,導管頂部裝設有一閥門的管節與漏斗相接,漏斗上有流槽與具有一定容量的混凝土儲倉相連。灌注前,把漏斗、儲倉裝滿混凝土。在一切準備就緒後,打開導管閥門(同時也打開儲倉門),此時導管內的空氣和水在混凝土的重壓下由導管底口排出,瞬間混凝土通過導管壓向基底,在導管周圍堆成一個平坦的混凝土圓錐體,將導管底口埋住使水不能從底口進入導管。繼而再灌注的混凝土通過導管源源不斷地灌入錐體內。隨著導管的提升,混凝土在水下攤開和升高,直到達到設計標高。

⑴導管佈置

當鋼圍堰水下封底面積較大時,需要多根導管同時按規定的順序灌注混凝土,保質保量地灌滿整個基底,達到預計的厚度。根據封底面積和每根導管的作用半徑(混凝土流動半徑)來確定平面上佈設導管的根數和位置。

在灌注混凝土前要精確探明基底各部位的標高,應先灌注低窪處的封底混凝土,以避免因高處導管內混凝土往低處流淌造成導管口脫空或埋入的厚度過薄,致使導管底口進水,發生質量事故。

導管間距一般按6m為宜,混凝土流動坡度不陡於1:5。

⑵灌注順序

使用多根導管灌注,由於生產的混凝土量有限,各導管不可能一次同時灌注時,可分項逐根灌注。在傾斜的基底面上,其灌注順序應從低至高逐個進行。

⑶水下混凝土灌注

① 儲料

每根導管灌注前應在30min內儲存所需的混凝土量於儲倉內,同時漏斗、運輸車內也應儲滿,以便於開灌後能連續不斷地澆注。

② 開啟導管閥門下灰

灌注前,把漏斗、儲倉裝滿混凝土。在一切準備就緒後,打開導管閥門(同時也打開儲倉門),此時導管內的空氣和水在混凝土的重壓下由導管底口排出,瞬間混凝土通過導管壓向基底,在導管周圍堆成一個平坦的混凝土圓錐體,將導管底口埋住1m以上。繼而再灌注的混凝土通過導管源源不斷地灌入錐體內。隨著導管的提升,混凝土在水下攤開和升高,直到達到設計標高。

③ 灌注結束

一個導管灌注高度達到設計要求時,該導管的工作就結束。此時將導管拔離混凝土面,將漏斗及導管拆除,並用淨水逐節沖洗干將,以備後用。

6.3 收尾階段

6.3.1 鋼圍堰抽水

鋼圍堰內水下封底混凝土同條件養護試件達到設計強度後,對鋼圍堰壁板填充的砂子進行清除,再對圍堰內的水進行緩慢抽除,發現漏水及時處理。

7支持性文件

8 相關記錄

8.1 吊箱圍堰下放記錄

9 附件

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