钢套箱围堰施工作业指导书

钢套箱围堰施工作业指导书
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3.1 工艺概述
钢套箱围堰是为水中承台施工而设计的临时阻水结构，其作用是通过套箱侧板以及底部封底混凝土为水中承台施工提供无水环境，同时可兼做承台施工模板。

当围堰兼做承台模板时，钢套箱周边尺寸和承台一致，也可比承台每边大0.1～0.2m ；当围堰仅作阻水结构时，钢套箱应比基础尺寸大1.0～1.5m，同时应满足抽水设备和集水井设置的需要。

钢套箱围堰适用于河床易清淤吸泥、河床覆盖软弱层较薄的水中低承台基础施工，主要用作承台施工挡水结构。

采用钢套箱围堰作为水中承台施工的阻水结构时，一般按先围堰、后桩基承台的顺序组织施工。

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3.2 作业内容
本工艺主要作业内容有：准备、制作、浮运、下沉、清基和灌筑水下封底混凝土、套箱的拆除等。

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3.3 质量标准及检验方法
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》T B10415-2003
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》T B10424－2010
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》T B10753—2010
《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218－2008）
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3.4工艺流程图
钢围堰加工厂内分块制作
围堰拼装
围堰下河
围堰浮运至墩位，初定位
围堰接高(按需要)
围堰下沉、精确定位
灌注封底混凝土
围堰拆除
混凝土灌注
图2.13.4-1钢套箱围堰施工工艺流程图
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3.5工艺步骤及质量控制
一、钢套箱制作
1、钢套箱壁板制作
根据现场的吊装能力，对围堰壁板进行分块加工，并编号。

每个壁板块段加工完成后均单独进行检验，其加工精度详见《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）。

2、钢套箱内支撑制作根据现场的吊装能力，对内支撑进行分块加工，并编号。

每个内支撑块段
加工完成后均单独进行
检验，其加工精度详见《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）。

3、钢套箱围堰的组拼
(1)钢套箱整体吊装：当钢套箱平面尺寸较小，重量较轻时，可以在岸边或水中铁驳上将围堰拼装成一整体，浮运至墩位处，然后用浮吊起吊钢套箱下沉就位。

（2）钢套箱分节吊装：当钢套箱整体重量较重，高度较高时，可以在岸上或水中铁驳上竖向分节组拼，然后浮运至墩位处，浮吊分节吊装。

(3) 钢套箱墩位处分块组拼：利用现有钻孔平台作为钢套箱围堰的拼装平台，在平台上拼装钢套箱。

钻孔桩完成后，接高钢护筒，在其顶面设起吊分配梁，再由起吊系统滑车组起吊组拼好的钢套箱。

并将钢套箱临时吊挂于钢护筒支撑牛腿上。

拆除墩位平台，解除临时吊挂，由起吊滑车组将钢套箱缓缓下沉就位。

4、钢套箱水密试验钢套箱每个分块加工完成后，应进行煤油渗透试验。

即用刷子在焊缝两侧刷
上石灰水，待其干后
在围堰内侧焊缝刷上煤油，等30～60分钟后察看围堰外侧是否有煤油痕迹。

试验检查不合格的部位应进行补焊并报告监理工程师，补焊后还须进行复验。

二、钢
套箱拼装
钢套箱单个块段水密试验合格后才能进入现场拼装。

钢套箱壁板在现场拼装为整体后，对现场拼装焊缝同样要求进行煤油渗透试验，保证套箱壁板整体密水性能。

三、钢套箱浮运
钢套箱围堰拼装完成后，利用拖船托运至墩位处，并在套箱围堰两侧采用船舶靠帮以免侧倾。

浮运的条件和准备工作如下：
1、选择水流速度小于2m / s 、风速小于 5 级、波高小于1.0m 的晴朗天气进行。

2、准备钢套箱下水、浮运设备，完成必要的检算工作。

3、在钢套箱承重梁上铺设操作平台，平台上备置套箱加固、封孔材料、倒链葫芦、焊割设备等工具。

在承重梁处挂供土作人员上下的爬梯。

4、在墩位处安装钢套箱接引定位设施。

5、准备航道，设置安全设施。

四、钢套箱的下沉
1、钢套箱的测量放线
用全站仪或经纬仪在平台上将该墩的纵横轴线放出，并标示于作业平台上。

在钢套箱的外壁板上标示出钢套箱的中心线，下放过程中，严格控制壁板中心与平台上标示的纵横轴线对齐。

2、钢围堰下沉设备
（1）浮吊等辅助下沉
钢围堰在工厂制作好后拖运至施工现场，然后用驳船运至桥墩位置水域利用设计的吊点，用浮吊直接起吊钢套箱下沉就位。

（2）墩位作业平台上简易设备（链条葫芦、铰车等）辅助下沉
当为中小型钢套箱时，可以将在岸上分块加工的钢套箱运至墩位作业平台上组拼。

在钻孔钢护筒上设起吊分配梁，再由起吊系统滑车组起吊钢套箱，并将钢套箱临时悬挂于钢护筒支撑牛腿上。

拆除墩位平台，解除临时吊挂，由起吊滑车组将钢套箱缓缓下沉就位。

3、钢套箱入土后的下沉
围堰下沉前，根据地质资料及实测情况，探明入土的厚度。

为减少围堰着床后的吸泥工作量，在围堰着床前可以先用挖泥船清淤，待钢套箱着床后，再用高压水管和吸泥机出土下沉。

当钢套箱围堰精密着床后，即进行吸泥下沉。

钢套箱吸泥下沉的主要设备为吸泥机和与之配套的风压机。

当水深较小时，用高压水破土，砂石泵吸泥；当水深较深时，用高压水破土，2台φ273空气吸泥机吸泥（管径及台数根据土质情况确定），后期，当刃尖进入粘土层下沉较慢时，增加钻吸机出土吸泥。

施工中若靠自重下沉困难时，可在套箱的顶部采用多台千斤顶加载的方法助沉。

直至沉入需要的河床土层及标高。

吸泥时注意要由钢套箱的周边往中心均匀出土，以使钢套箱围堰均匀下沉。

4、钢套箱下沉时的纠偏措施
钢套箱下沉过程中，要采用多次测量和系统比较的方法确定钢套箱的下沉情况，测定节段基准点的坐标，求得各节段平面偏移及高程、底中心偏移、刃脚高程、扭角、倾斜等钢套箱观测资料，指导钢套箱接高下沉和纠偏的实施。

常用的纠偏方法有三种：
（1）围堰内偏挖。

在刃脚较高一侧多挖土，在围堰下沉的同时把倾斜纠正过来。

（2）偏心压重。

在围堰顶面较高的一侧压重，可利用钢轨进行悬吊压重，以纠正其倾斜。

（3）堰外挖土或填土。

在围堰较高的一侧挖土，以减小摩擦力；在低的一侧填土增加其摩擦力，通过多次调整，使围堰恢复到设计位置。

五、钢套箱的定位
1、水流流速较小时的简易定位
根据水流速度，计算水流冲击力，在钻孔平台每边钢管支撑桩上设置倒链葫芦，钢套箱边下沉，边用倒链葫芦调整，以调整好套箱水平位置。

2、水流流速较大时的定位措施
当水流流速较大时，水面以上的水平定位可以用设置于钻孔平台钢管支撑桩上的倒链葫芦，对钢套箱进行水平纠偏。

水面以下钢套箱底部的定位则通过设置于其下部1/3处的锚缆调整。

六、钢套箱底部处理
1、河床清淤
当钢套箱通过出土下沉至设计位置，在进行封底混凝土前，要用高压水管和吸泥机在钢套箱内侧彻底清除河床沉淀下的淤泥，以免影响封底混凝土的质量。

清基封底要解决好钢套箱底部因与土或岩层接触面不均匀密合产生的渗漏，需先由潜水工将套箱脚与岩面间空隙部分的泥沙软层清除干净，然后在钢套箱脚堆码一圈砂袋，作为封堵砂浆的内模，再用布袋或水桶盛1：1水泥砂浆，缓慢吊送给潜水工，由潜水工将砂浆轻轻倒人钢套箱壁脚底与沙袋之间以增强封堵效果，防止清基时沙砾涌人套箱内。

如因钢套箱本身变形而发生的渗漏，可用棉絮在内侧嵌塞，同时在漏缝外侧撒大量的木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞。

2、封底混凝土施工
（1）混凝土的设计。

为减少导管点的布设和增大混凝土的流动性，使封底混凝土表面平整均匀，需进行自流平混凝土的设计。

采用双掺技术，增大砂率，增加胶凝材料用量，使配置的混凝土具有很好的和易性和流动性，具有自流平、自密实的特点。

具体性能指标要求如下：
①强度不小于设计强度。

②坍落度18～25cm。

（可以根据需要选定）
③初凝时间不小于通过计算所得的混凝土最终浇筑完成需要的时间。

④7d强度不小于28d强度的90%。

（2）导管的布设。

封底混凝土的浇筑方式通常有全高度方向斜面推进和全平面整体均匀抬高浇筑两种方式。

导管的布置以上述其中一种方式为原则进行布置。

导管的布置原则：导管远离护筒50cm以上，确保护筒周围混凝土厚度。

导管布置半径不大于3m,，以此确定导管的数量。

导管的转移：每根导管口浇筑到设计高程后，根据封底混凝土浇筑顶高程情况，转移至较低位置，导管底口距离混凝土顶面15～20cm，按照首批混凝土浇筑要求进行导管二次封口。

（3）混凝土浇筑。

①首盘封底混凝土的浇筑。

首盘混凝土封口前，用测锤从导管内测出导管下口与套箱底板的距离，调整为20cm左右。

首盘混凝土采用8m3大料斗。

首先通过导管旁大料斗将导管上方2m3小料斗装满混凝土，关闭大料斗阀门，开始在大料斗内注满混凝土。

大料斗快装满混凝土时，打开大料斗阀门，同时打开小料斗阀门，泵管不断放料，完成首盘封底混凝土浇筑。

封底混凝土下放完后，要求导管埋深0.4～0.6m。

在导管口及附近布设测点，及时测量其埋深与流动范围。

②正常浇筑混凝土。

首盘封底成功后，即进入正常浇筑阶段，此时可将大料斗提走，直接采用小料斗或导管直接浇筑混凝土。

为保证导管出口有一定的埋深，在混凝土浇筑顺利时尽量不提升导管；需要提导管时，采用浮吊或缆吊慢慢提升，提升高度控制在导管底口在混凝土面以下100cm，提升点处的混凝土高度要勤量勤测，杜绝提漏导管的现象发生，严格以实际测量深度为提管依据。

浇筑位置混凝土高度达到设计要求后，根据监测结果，将导管移至需浇筑位置进行循环施工。

（4）封底混凝土高程的控制。

为控制混凝土的浇筑高度，同时掌握混凝土的扩散情况，为导管移位提供依据，浇注过程中必须加强监测。

根据套箱的封底面积，确定测点位置。

测点布置要保证每根导管和护筒附近布设测点，同时对套箱边角位置布置测点。

测锤采用钢板焊接成三角锥形。

测绳使用前要在水中浸泡48小时，校核其长度。

混凝土浇筑前，沿测点逐点量测初始长度，并在平台固定位置做出标记，测出平台高程，作为控制封底混凝土顶面高程的依据。

3、当河床基岩裸露，高低不平时，可对其进行二次封底：第一次先找平，待钢护筒下沉定位后，再进行第二次浇筑。

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3.6 施工机械及工艺装备本工艺用到的施工机械主要有：钢结构加工设备、岸上起
重设备、结构运输设备、铁驳、拖轮、
水中大型浮吊等。

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3.7 安全生产及环境保护
一、安全生产
（1）⑴应遵照执行《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）和《桥路工程基本作业
施工安全技术规程》（TB10301-2009）。

（2）大型浮吊等专用设备操作应按安全作业规程严格进行，上岗前必须经过专门培训，考核合格
后方可上岗。

（3）对安全设施、设备、防护用品等要严格进行检查验收。

（4）加强现场安全管理。

①施工现场的布置须符合防火、防爆、防高温、防雷电、防风、防雾、防坠江等安
全规定和文
明施工要求。

②危险地点悬挂按照《安全色》（GB2893—2008）和《安全标志》（GB2894—2008）
制定的
安全要求。

③加强易燃、易爆危险品管理。

（5）各类机械、设备严格按有关操作规程进行操作，严禁违禁操作和超负荷运转。

（6）加强施工期间水上安全管理
①施工船舶（包括交通船、运料船）应办理签证。

②严格遵守水上交通安全管理。

③制定施工船舶安全管理，并严格执行。

④加强施工船舶的安全检查。

二、环境保护
1．注意对机械的经常性保养，尽量使其噪声降低到最低水平。

2．加强对机械设备的常态保养和维护，注意机械废机油的回收工作。

3、施工垃圾及时集中，统一处理。