双壁钢围堰施工方案

一、工程概况及水文地质条件

洋山深水港区（一期工程）东海大桥工程，北起于南汇嘴，与待建的沪芦高速公路相连，南经崎山区列岛西北侧的小乌龟山、大乌龟山、颗珠山到达大桥终点小城子山进入洋山港区。线路总长约27395.5m，大桥的Ⅴ标段（主通航孔5跨斜拉桥）起点为18+219～19+049，全长0.83。详见“海上施工平台（主墩钢平台）施工方案”。

二、方案概述

5000吨级主通航孔每个主墩基础为38根Φ2500的钻孔灌注桩，主墩承台的平面尺寸为27.4×49.8m，高6m。为了进行钻孔灌注桩和承台的施工，必须搭设施工平台和钢套箱，因此，我们采用导管架和双壁钢围堰相结合的施工工艺（简称导管钢围堰），即将承台施工所需的钢套箱模板作成双壁钢围堰，钢围堰内壁的平面尺寸27.8×50.2m，外壁尺寸为33.8×54.2m，高12.8m，安装到位后钢围堰底标高为-4.00m（综合承台底标高-2.00m、承台底预留 0.5m的施工措施高度、钢围堰底仓高1.5m而得），顶标高为+8.80和钢平台的顶标高相同。周围采用导管架形式将钢围堰进行固定，这样既解决了钻孔灌注桩的临时施工平台，又解决了承台施工时的钢套箱模板。

导管钢围堰（包括上部结构），事先在江南造船厂制作完成后，用拖轮将导管钢围堰浮运到施工现场，进档就位后，打设锚固桩，锚固桩打设完成后，锚固桩与导管钢围堰焊接成整体，然后进行钢护筒的施打、钻孔灌注桩与承台的施工。

三、导管钢围堰的设计和制作

3.1导管钢围堰的设计

导管钢围堰由箱体、锚固桩及上部结构组成，导管钢围堰箱体在加工厂家完成整体制作（包括上部结构），同时在钢浮箱上布置发电机、焊机、水泵、4台锚机，4个带缆桩；钢围堰制作完成后浮运到现场就位后立即进行锚固桩的打设工作，并及时与导管连接成整体，而后进行钢护筒的振入工作，护筒振入到位后

及时与Φ2900导管连接成整体，完成整个施工平台，导管钢围堰的具体结构详见附图。为了便于运输及今后的施工，将导管钢围堰的箱体制作成密封的仓体结构，充分利用导管钢围堰本身产生的浮力。

导管钢围堰的设计对平台搭设、钢护筒振入、钻孔灌注桩施工及今后主墩承台施工等工作进行综合考虑:

a、导管钢围堰在钢护筒振入阶段导管钢围堰既作为施工平台,Φ2900导管又是Φ2700钢护筒的定位装置。

b、钻孔灌注桩施工时作为施工平台，在箱体内分隔成若干单元，作为今后钻孔灌注桩时的泥浆箱。

c、承台施工时作为主墩承台的模板及支撑结构。

导管钢围堰参照中国船级社《钢质海船入级与建造规范》（2001年版）设计、计算。导管钢围堰定位后对以下工况进行计算。

工况1 抛锚定位时浮箱自浮状态。

工况2 44根Φ1000钢管桩打入后强度计算（波浪按中浪取值）。

工况3 钢护筒打入后强度计算（波浪按20年一遇5.57m浪高取值），上部荷载42。

工况4 承台砼浇筑后强度计算。

工况5 体系转换后（未浇砼前）强度计算（波浪按5.57m浪高取值）上部荷载0.22。

3.2导管钢围堰的制作

3．2．1 制作场地的选择

导管钢围堰外形平面尺寸为54.24m（长）×42.4m（宽）×12.80（高）m，自重加甲板上设施共计约3000吨。导管钢围堰的制作场地应考虑将来导管钢围堰的运输，因此选择在上海江南造船厂的船坞制作。

3.2.2 总体制作方案

根据钢围堰的设计要求和结构特点，钢围堰在江南造船厂内1号船坞和3

钢围堰制造采用零件拼装，分段组装，船坞总装的工艺流程(见制作附图2)。板材下料后，首先在加工车间进行边缘加工、零件轧制、加工成型工作。然后根据车间施工布置转移到生产平台，安排合理的施工工装设施，进行分段拼装、焊接及分段检验。分段成型后转移到船坞，进行总段合拢。钢围堰整体施工完成后，进行最终检验，包括尺寸验收、焊接检验和密性试验。待检验合格后，出坞靠泊码头，安装附属设施。最后由驳船拖运出海，运输至施工现场。

3.2.3 放样、下料及加工

3.2.3.1放样

(1) 按照施工设计图纸和施工工艺的要求，采用计算机进行放样，以确定各个零部件的精确尺寸,确定钢管相贯线结构。

(2) 按放样尺寸，做出各种角度样板和下料样板。

(4) 绘制零件草图、编制数控程序和编套料图，绘制钢管相贯线图，供下料用。

3.2.3.2 下料

(1) 平直构件可采用门式切割下料，不规则板采用数控或半自动切割下料。

(2) 钢管相贯线采用相贯线切割机下料，也可采用样板手工下料。

3.2.3.3 加工

(1) φ2900直缝管下料加工边缘，每节一个单元在三芯辊轮上进行卷制成型，注意保证圆弧曲率。

(2) 相贯线采用相贯线切割机或手工火焰切割加工，需现场定尺的相贯线采用手工火焰切割。

(3) 压筋板数切下料后，进行翼缘轧制。

3.2.4 双层底分段制作

双层底分为14个分段，制作时可根据场地情况进行连体组装，一般可采用201-207作为一组，208-214作为另一组，分段之间采用搭焊方式临时固定，做到一个连体分段组之间无余量制作。首先制作平面胎架，以舱底板为基准进行正

造。骨材及桁材先焊于舱板上，以平面板单元形式进行分段组装，以提高装焊效率。φ2900导管需进行拼板成管形，导管长度方向以原材料宽度为基准尺寸进行划分，一般定2600宽度为一节。每节最多允许拼两条纵缝，注意节与节连接时纵缝应错开至少300。双层底分段制作完成后，分拆各个分段进行编号，划出对合线，注意不同组的分段应留有分段余量。运送至船坞或堆场，准备进行总装。

3.2.5艏艉分段制作

艏（艉）分段由于高度较高，宜于采用侧卧式制造。每段共有4个分段组成，可安排生产场地两个一组或四个一组进行连体制造。以F2（F64）水密舱为基准面铺设水平胎架，划出钢围堰纵中中心线。各个水密舱板、实肋板的骨材可在组装车间装焊形成板单元，分段组装均以板单元形式供货安装，对于φ1100导管及其连接板可以散件形式，在分段组装时提供。分段成型后注意应保留对合线，留出分段余量，待总装定位使用。

3.2.6舷侧分段制作

舷侧分段结构与艏艉分段类似。应注意舷侧分段与舷侧导管之间有穿管连接。制作时要保证分段中心线的定位。穿管位置及腹板位置可在分段制作时划出，留待总装时再开孔安装穿管。

3.2.7舷侧导管分段制作

舷侧导管与导管架结构较为相似，制作时可以L26为胎架基准面进行单榀管结构拼装，注意保证中心线位置。根据场地起重能力及总装吊运要求，可将导管结构分为4个分段，分段之间的连接管以散件提供，留待总装定位。注意散件两段相贯节点留有余量，现场用手工方式开出。

3.2.8甲板分段制作

上甲板共有20个分段组成，考虑到高度高结构软，采用反造法制造。下部导管可只留1500，余下长度到船坞进行散装。与双层底分段制作方法类似，各个分段之间以搭焊方式连接进行连体组装。一般按101-107、108-114、115117S、115117P分为四组制造。首先制作平面胎架，以上甲板为基准面首先定位，安装