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钢围堰施工方案简介:
钢围堰施工方案,通常是指在水利工程或者大型建筑项目中,使用钢制结构制作的围堰进行施工的一种技术方案。它是利用钢材的高强度、耐腐蚀和可塑性,通过预制或现场拼装的方式,形成临时的水下挡水结构,以保护水下作业区域,同时也可以作为基础施工的平台。
具体施工步骤如下:
1. 设计与规划:根据工程的实际情况,如地质、水文、施工条件等,进行围堰的结构设计,包括尺寸、形状和材质等。
2. 预制或现场制造:根据设计图纸,在岸上预制钢制围堰的各个部分,如墙体、底座、顶盖等,或者在现场进行拼装。
3. 运输与沉放:将预制的围堰部件运输到施工现场,通过浮吊、船只等设备将其沉放到预定位置。
4. 吊装与固定:利用浮吊或者起重机将围堰部件安装到位,通过锚固、焊接等方式固定。
5. 浮漂与下沉:对围堰进行充水,使围堰在水的浮力作用下逐渐下沉,达到预定的水下位置。
6. 后续作业:围堰下沉稳定后,进行水下作业,如挖掘基础、安装沉井等,完成后进行拆除。
7. 安全监测:施工过程中,需要定期对围堰的稳定性、变形、渗漏等进行监测,确保施工安全。
这种施工方案具有施工速度快、强度高、耐久性好等优点,但对施工技术和设备要求较高,需要严格控制施工质量。
钢围堰施工方案部分内容预览:
承台底处围堰所受的水压力、静止土压力之和为:
P=38.5+9.46=47.46 KN/m
(3)、对壁板进行检算
计算时将壁板与横向加劲肋看成一个整体受力结构《复合夹芯板建筑体燃烧性能试验第1部分:小室法 GB/T25206.1-2014》,按支撑在竖向加劲肋上的多跨简支连续板计算。
□120×10mm钢板Ix= bh3/12=1×123/12=144cm4,截面面积为12cm2,围堰高度按8m计。
Ix板=bh3/12=100×0.63/12=1.6cm4
X=100×0.6×(0.3+6)/(800×0.6+12×2)=4.5cm
Ix=1.6+144×2+100×0.6×1.82+12×2×4.52=970 cm4
由程序计算出Mmax=2.7KN•m
σ =Mmaxy/ Ix =12.53Mpa<[σ]=200 Mpa
(4)、对竖向加劲肋进行计算(将其看成支撑在水平桁架上的多跨连续梁,按55cm的宽度参与受力)
∠75×50×6mm角钢截面面积为7.26cm2,W=8.12 cm3
由程序计算Mmax=1.4KN•m
σ =Mmax/W=1.4×103/8.12=172.4 Mpa<[σ]=200 Mpa
为了加大安全系数,每隔1道采用[10槽钢进行补强。因此强度可以满足要求。
(5)、水平横撑(桁架)的计算
由于圆形钢围堰的对称性,取微小单元进行计算,将非结点荷载转化为结点荷载,
杆件上所受的最大压力N=72KN
强度满足要求。为了增加桁架的整体稳定性,每间隔1.1m用∠75×75×6mm设一道竖向桁架,将每一层水平桁架进行连接。
若围堰封底后不渗水,则不存在浮力;万一出现渗水现象,则增加配重,在围堰顶部压上浮箱,箱中抽满水,以抵抗水的浮力,另外桩基与封底混凝土之间有很大锚固力,从而可以确保围堰的稳定。
经计算可知:围堰的结构形式,能够满足强度要求。
5、钢围堰的制造和拼装
先根据设计分块尺寸在平整硬化后的场地(表面铺4mm厚的钢板)上放样,做出钢围堰的加工胎膜。钢围堰严格按照技术交底要求进行各部尺寸的下料,弧形板利用卷板机卷制而成。整个围堰分8块(每块3节,高度分别为3m,3m,2m。)加工,各块件在胎具中施焊成形,在浮平台上拼焊成型,经逐层检查拼焊质量并做水密试验,直至拼焊成整体。
(2)、拼装前钢围堰块件的验收
出厂的钢围堰块件按图纸要求需对结构焊缝进行检查,内、外壁板对接焊缝须通过煤油渗透试验,即在对接焊缝正面刷上煤油,反面不允许有渗油痕迹,否则渗漏处必须补焊。
块件边缘有壁板悬出,运输存放时难免变形,检查几何尺寸时应以骨架为准,分块的上下环形桁架平均弦长和理论值误差要求在规范容许的±10mm之内。
(3)、现场拼焊设备及机具
它是由驳船与工字钢组合而成。现场加工的钢壳块件,在拼装平台上拼焊成整体,再由机动船推着平台浮运到墩位,龙门浮平台连接系先连接一侧,待浮平台就位后,将另一侧连接系连接好。然后再将围堰钢壳吊起,在浮平台内注水增加配重,由连接梁与水面之间的空隙撤离。
c、机动舟、拖轮和水上浮吊
机动舟和拖轮是水上施工动力设备,龙门吊、浮吊和浮平台的移动和定位由机动舟来完成,水上浮吊用于各种器材的吊装和搬运,同时协助拼装龙门吊、钢围堰。
(4)、现场拼焊施工及质量控制
钢围堰现场拼焊施工是由水上浮吊和汽车吊配合在浮平台上完成的,由机动舟推到墩位处,利用龙门吊将其吊起,然后退出浮平台,进行下一围堰的拼装。
现场拼焊围堰钢壳质量控制方法如下:
a、测量放线及检查。底节围堰钢壳拼装时通过刃脚底口中心与刃脚平面的垂线作为中心线,控制钢壳上口半径。以后分层接高皆以此中心线投点在内脚手架上进行放样和校核,其半径误差不得大于3cm。
b、拼装要求。各相邻水平加劲肋和支撑桁架要对齐,上、下竖肋允许不对准,但必须和水平加劲肋焊牢。内、外壁钢板拼缝不能对焊时,允许采用搭接焊或贴板焊接,但必须满焊,并保证水密。为了保证拼装时各块的稳定性,每一块钢壳内外脚部设型钢支撑,同时顶部设置2个拉点,采用钢丝绳锚固于浮平台上。
c、焊缝检查。所有壁板和隔仓的焊缝,必须做煤油渗透试验检查,并对不合格的焊缝要求修补直至合格。
先将龙门吊泊于墩位处,然后锚绳一端拴在龙门吊平台的电动卷扬机上,另一端与混凝土锚(用水上浮吊预先将锚抛好)拴牢,然后通过4台3T电动锚机分4个方向将锚绳拉紧,进行龙门吊平台的就位,形成锚碇系统。平台的偏位调整通过调节锚绳的松紧程度来实现。
为了加快施工进度,形成流水作业,施工时先将导向船(龙门浮吊)就位于墩位处锚牢固,将浮平台泊于岸边,并进行临时锚碇,在浮平台上分节拼装围堰,待底节围堰拼装完毕后,吊起上节围堰块件进行接高,先将上下节点焊,待所有块件点焊完毕后,再进行满焊,直至焊接完毕成形整体。
拼装完毕后利用2艘机动舟将浮平台推拉至龙门吊下的作业区内,由于围堰本身较高,在浮运过程中应注意将围堰与平台利用型钢牢固的连接在一起,同时注意运输速度和避开有风天气,利用龙门吊通过4个吊点将围堰吊起(吊环采用2cm厚的钢板切割而成),撤走浮平台。
由于26#、27#墩承台入基岩深度分别为1.8米和1.2米;28#墩承台位于粉细砂层中,距基岩顶高度约为2.0米,因此对于26#、27#墩钢围堰下沉须要进行水下爆破,清除基岩后下沉钢围堰,28#墩可直接吸泥下沉。
(1)、嵌岩围堰(26#、27#墩)的下沉
根据工期要求,对于26#、27#墩钢围堰下沉,采取先爆破后下围堰的方法:在加工钢围堰的同时,进行水下爆破,水下爆破由专业人员进行设计,并由专业施工队伍进行施工。嵌岩围堰施工的下沉工艺如下:
②钻孔:先下套管到硬基岩上(通过淤泥、覆盖层进入基岩),然后用直径较小的接杆凿岩钻机在套管内进行钻孔作业。设计钻孔范围为直径为18.0m的圆。
①最小抵抗线:根据实际情况,最小抵抗线的选取应比在陆地上钻孔浅眼爆破要减少15%左右,w=1.2m。
②孔间距:a=1.2w=1.5m
③钻孔深度和超钻深度:根据爆破岩石的性质和爆破的深度而言,钻孔深度为H=2~4m,超钻深度为Δh=0.3H=0.6~1.2m。
④单孔装药量:考虑水深的影响,单孔装药量可按下式计算:
其中w为最小抵抗线(m),a为孔间距(m),H为孔深(m),
H0为水深(m),K为岩石单位耗药量(kg/m3),取0.72 kg/m3。
⑤堵塞长度:L1=(0.3~0.4)w,这里取0.5m。
⑦根据施工的需要,爆破时只爆破下沉钢围堰的范围,采用中心掏槽,外围光爆的水下钻孔爆破方式。掏槽孔采用菱形掏槽方式。(具体见炮孔布置附图)
钻爆完成后,撤走钻机平台,进行龙门吊就位,然后将拼装好的钢围堰就位于墩位处,用龙门吊将围堰吊起,然后往浮平台驳船里注水,使浮平台驳船下沉一定高度,撤走浮平台驳船。同时下放卷扬机钢丝绳,使围堰下沉,下沉时确保围堰中心线基本靠近墩的中心线。当围堰下沉过程中,浮力大于围堰本身自重,但尚未进入河床时,向围堰内注水使围堰下沉。
当围堰进入河床后,先利用6寸口径的真空吸泥泵进行水下吸泥,当围堰下沉至基岩后,利用50T驳船作为清碴平台,平台上停泊25T履带吊(配抓斗)或长臂挖掘机进行抓碴清基,必要时可以由潜水员进行人工配合,对于尚未完全爆破到位的余留部分,采取放小炮方法进行二次爆破清除。清碴的同时,继续向围堰内加水,必要时加砂或砼来增加重量下沉,围堰钢壳内所加物质(水、砼、砂)重量应使吊架放松时围堰进入河床,同时吊点施力后又可将围堰吊离河床。在这种情况下,使用锚绳、拉缆以及围堰下节的前后兜缆对围堰位置进行调整,使围堰精确定位和刃脚底口对中。落底稳定后兜缆即抽出,回收。
(2)、非嵌岩钢围堰(28#墩)下沉
由于28#墩钢围堰位于砂层中,考虑冲刷和下沉的影响,围堰底刃脚下沉至基岩顶面,其施工方法与嵌岩围堰基本相同,但不需要进行抓碴作业,直接采用6寸口径的真空吸泥泵,由吊车配合潜水员水下吸泥作业。吸泥过程中应进行测量,防止超欠挖。
(3)、围堰下沉到位后,在封底前,为防止围堰迎水面因冲刷而掏空,在围堰前端迎水面抛填草袋进行防护,必要时采用片石围笼防护。
(4)、钢围堰下沉施工的技术标准
桥涵施工规范规定,定位落底的最后容许误差为:
a、倾斜度不大于围堰高度的1/50;
b、中心位移不得大于高度的1/50+25cm;
c、平面扭角不得大于2º。
Q/CR 562.3-2018标准下载8、钢围堰的定位和锚固
围堰在墩位的锚碇系统主要靠锚定于墩位处的龙门吊来控制,以保证钢围堰下沉时能准确到达设计位置。锚碇块初步考虑采用混凝土锚,设计锚重采用W=2.5R(W为锚重,R为锚碇力)配置,每个混凝土锚的重量为7T左右。
根据水流速度及围堰的入岩深度情况,选择合适吨位的多个锚对围堰进行锚碇。初步考虑从上游分三个方向,两两成45º角,下游分两个方向,成90º角进行锚碇;同时可以通过调整锚绳的松紧程度,调整钢围堰的偏位情况。锚绳利用3T的卷扬机拉紧,钢丝绳的规格为Φ19.5mm,每根锚绳的长度初步考虑为40m左右。
(1)、钻孔钢护筒的安装
钢护筒的安装是在围堰清碴完成后进行。护筒采用8mm钢板加工而成的整体式全钢筒,内径170cm,高度按底口接触封底砼底面,上口高于围堰顶面100cm左右。安装前先将围堰顶找平,然后在围堰上拼装钻孔平台。平台主梁采用贝雷片,在贝雷片上用型钢焊接井字架,进行护筒的定位,围堰面与贝雷梁的接触点要用10mm厚的钢板进行补强,并且内外壁之间要适当增加角钢斜撑,以增加围堰的承载能力。护筒通过井字架下放,着床后为防止封底时下部移位隧道混凝土冬季施工方案.doc,在护筒内抛填砂袋进行固定。所有护筒就位后,用型钢连接使其形成一个整体,增加稳定性。
在基底清理和护筒安装完成后,即可用4~6根Φ30cm的导管进行围堰内水下混凝土封底。封底前根据河床的冲刷程度,必要时在围堰的迎水面抛填砂袋,防止严重冲刷,确保围堰内保持为静水。每根混凝土导管长10m,每根导管的顶端均设一个1m3的漏斗,每个漏斗下端设有闸门阀。