1、3#墩围堰下放施工工艺一、工程概况天兴洲大桥3#墩基础施工采用双壁钢吊箱围堰法，围堰轮廓尺寸为：长69.5m，宽44.0m，高15.0m。围堰设计为可上下调节的形式：在钻孔桩施工阶段，围堰挂桩定位于较高的高程，以保证钻孔桩施工的连续进行；钻孔桩施工完毕后，将围堰下放进行二次挂桩定位，以满足承台施工的需要。现阶段，3#墩围堰作为钻孔桩施工平台，其顶面标高为+25.40m（黄海高程，下同），底板标高+10.40m；根据拟订的承台施工方案，钻孔桩施工完毕后，需将围堰下放至顶面标高+16.0m，底板标高+1.0m，即需将围堰下放9.40m。根据3#墩位处的河床冲刷及水文地质情况，3#墩围堰采用一次下放2、到位的方案，围堰下放后所处位置就是承台施工时位置。二、围堰下放前的准备工作、活动下导环的拆除 在围堰的底板上安装有钢护筒插打时作为导向用的活动下导环，其内径为3680mm，比钢护筒外径（3644mm或3648mm）稍大；一个活动下导环重量343.1kg，每个护筒周围有4个活动下导环，其平面布置见图1，整个3#墩一共160个活动下导环。由于活动下导环与钢护筒之间的间隙很小，为使围堰能够顺利下放，必须事先将活动下导环全部拆除。、固定上导环的割除 由于40个钢护筒倾斜方向各异、倾斜程度千差万别，为避免围堰下放过程中受到阻碍，围堰下放前应将固定上导环沿着内支架上弦的边缘进行割除。固定上导环割除后，应在3、其四周用钢筋或钢管焊接围栏，以策安全。3#墩一共40个固定上导环，应当随着钻机的拆除先割除没有挂桩牛腿的固定上导环；尤其是1#、8#、33#、40#这四个孔位，需要安装围堰下放的提升装置，其固定上导环必须首先割除。、挂桩牛腿的拆除 3#墩共有17个挂桩牛腿，目前，有15个挂设在孔位上，分别位于孔位2#、4#、5#、7#、11#、14#、16#、25#、27#、30#、32#、34#、36#、37#、40#上，为尽量减少提升装置将围堰提起后拆除挂桩牛腿及割除相应固定上导环的时间（挂桩牛腿拆除后，才能割除相应的固定上导环），部分挂桩牛腿需提前拆除。具体地说，围堰上的钻机拆完后，应保留8个挂桩牛腿，4、分别位于孔位2#、4#、5#、16#、34#、36#、37#、32#，另外7个牛腿应根据钻机拆除的具体情况逐步拆除；围堰内吸泥初步完成，并安装好提升装置后，应保留4个挂桩牛腿，分别位于孔位2#、16#、34#、32#，另外4个牛腿可根据清理的进度逐步拆除；提升装置将围堰提起后，拆除最后4个挂桩牛腿并割除相应的固定上导环。、围堰内初步清理 根据测量结果，3#围堰内部淤积严重：底隔仓内淤积3.04.0m，围堰底板上淤积0.30.5m。这些淤积的泥沙给围堰增加了约2000t的浮重，给围堰的提升和下放带来很大的安全隐患，这些泥沙在围堰下放前必须清除。淤泥的清除采用吸泥机辅以高压射水的方法进行。、活动吊5、杆的安装3#围堰底板的吊杆系统分为不可调节吊杆与可调节吊杆两种，整个围堰共设20组不可调节吊杆、8组可调节吊杆，吊杆系统布置见附图1；吊杆系统的主要作用是在封底时承受围堰底板传来的封底砼的重量，必须安装牢固；不可调节吊杆在围堰制造时已安装完毕，可调节吊杆的扁担梁L02和32mm精轧螺纹钢筋尚未安装，必须在围堰下放前安装好。可调节吊杆的安装见右图，按图将精轧螺纹钢筋安装好并拧紧螺帽即可；吊杆位置调整准确后应将锚梁L02与内支架水平弦杆焊接牢固，并在其支承处加焊局部加劲板；吊杆就位后，下扁担梁与内支架下弦之间抄垫钢板点焊定位，防止可调节吊杆受冲击移位。、提升控制装置的安装1，围堰下放前应对围堰进行6、略微提升，以便拆除最后几个挂桩牛腿；围堰下放过程中需对围堰垂直度进行控制，以使围堰顺利下放；这些工作均是通过提升控制装置来进行的。3#围堰提升装置一共4套，分别安装在1#、8#、33#、40#这4个孔位上，提升装置结构布置见附图23。2，为保证提升装置工作时围堰内支架的安全，需对安装提升装置的孔位处内支架立柱进行加强，加强结构见附图4。、其他准备工作 围堰下放前需要完成的其他准备工作有；1，钻孔设备清除，包括钻机、钻具系统、泥浆处理器、泥浆循环管道及集渣皮带机、集渣斗等；2，围堰平台顶至底隔舱上下楼梯铺设；3，各种临时平台的拆除，包括泥浆处理器支撑平台、集渣皮带机支撑平台等；4，围堰顶龙门吊机7、及其走道的拆除；5，围堰双壁舱漏水的处理：目前，有3个双壁舱与江水连通，一个位于下游侧，两个位于南侧，围堰下放前，必须将连通孔封堵，确保双壁舱不漏水；6，打开底隔舱连通孔；7，围堰上下游边锚收放平台的拆除：由于位于主航道侧的边锚锚绳已断，边锚收放装置已不起作用，应将其拆除，围堰下放时的侧向稳定采用其他方法解决；8，解除靠帮的围堰船队；9，恢复围堰的前后锚碇系统；三、围堰下放方案3#墩围堰自重3000T，下放时平台顶及底隔舱顶脚手板及施工器具200T；围堰双壁舱排水面积436m2，底隔舱排水面积908 m2。围堰下放的最终位置为顶面标高+16.0m，底板标高+1.0m，根据水位的不同情况，围堰下8、放时解除挂桩牛腿采用不同的方案。情况一、长江水位在+12.90+15.30m之间或长江水位高于+17.5m 1，水位高于+17.50m时，围堰底隔舱淹没在水面以下，只有双壁舱可提供浮力，围堰的排水面积为436m2，可通过抽出双壁舱内的水使围堰的浮力与自重达到平衡（+17.50m水位时，抽干双壁舱内的积水假定底部20cm无法抽出，浮力与自重刚好平衡），使围堰处于自浮状态，并在该状态下拆除挂桩牛腿。 2，水位在+12.90+15.30m之间时，围堰底隔舱露出水面，双壁舱和底隔舱可共同提供浮力，围堰的排水面积达到1344 m2，可通过抽出围堰双壁舱和底隔舱内的水使浮力与围堰自重达到平衡（+12.909、m水位时，抽干双壁舱和底隔舱内的积水假定底部20cm无法抽出，浮力与自重刚好平衡），使围堰处于自浮状态，并在该状态下拆除挂桩牛腿。 双壁舱和底隔舱内抽水的顺序：首先抽出双壁舱内的水，双壁舱内的水抽干后，再开始抽出底隔舱内的水，使围堰逐步达到自浮。 3，抽水时应注意对称均匀进行；围堰某个边或角首先达到自浮后，应停止该边或角抽水，在围堰的其他边角继续抽水，使围堰整体逐步达到自浮。情况二、长江水位低于+12.90m或长江水位在+15.30+17.50m之间1，长江水位低于+12.90m时，虽然双壁舱和底隔舱可共同提供浮力，但浮力与围堰自重不可能达到平衡，挂桩牛腿的拆除不可能在围堰自浮状态下进行，必须10、借助于提升装置；抽水顺序：首先抽干双壁舱内的水，再抽干底隔舱内的水。 2，长江水位在+15.30+17.50m之间时，只有双壁舱可提供浮力，浮力与围堰自重不可能达到平衡，挂桩牛腿的拆除必须借助于提升装置； 3，抽水时应注意对称均匀进行；待双壁舱、底隔舱内的水抽干后，起顶提升装置，使挂桩牛腿脱空，以便拆除。四、围堰下放施工 围堰下放施工前，提升装置必须安装完毕，围堰下放施工步骤：1，抽水或结合提升装置使围堰达到自浮下放的状态a，长江水位高于+17.50m时，直接抽出双壁舱内的水使围堰自浮，在自浮状态下拆除挂桩牛腿；b，长江水位在+12.90+15.30m之间时，首先在双壁舱和底隔舱内抽水内抽水使11、围堰自浮，在自浮状态下拆除挂桩牛腿；然后，对称均匀地在围堰底隔舱内灌水，使围堰逐步均匀平稳下沉，同时，围堰提升装置应同步向下松动，对围堰起保险作用；当底隔舱顶面到达水面时，江水将漫过底隔舱顶部灌入底隔舱内，围堰的浮力急剧减小，此时，围堰自重与浮力的差值由提升装置承受；为确保底隔舱漫顶时围堰的平整度，应事先在提升装置的精轧螺纹钢筋上画出标记，并以此标记来控制螺帽的位置；底隔舱灌满水后，利用提升装置、按照15cm的行程逐步下放围堰，直至围堰再次达到自浮状态；c，长江水位在+15.30+17.50m之间时，先抽出围堰双壁舱内的水，围堰在水的浮力作用下达不到自浮状态，利用提升装置顶升围堰，当固定上导环12、（平台支架上弦杆）与挂桩牛腿之间出现松动，拆除剩余四个孔的挂桩牛腿；之后，利用提升装置、按照15cm的行程逐步下放围堰，直至围堰达到自浮状态；d，长江水位低于+12.90m时，首先抽干双壁舱和底隔舱内的水，利用提升装置顶升围堰，当固定上导环（平台支架上弦杆）与挂桩牛腿之间出现松动，拆除剩余四个孔的挂桩牛腿；之后，利用提升装置、按照15cm的行程逐步下放围堰，当围堰吃水深度达到2.50m时，围堰达到自浮状态；然后，对称均匀地在围堰底隔舱内灌水，使围堰逐步均匀平稳下沉，同时，围堰提升装置应同步向下松动，对围堰起保险作用；当底隔舱顶面到达水面时，江水将漫过底隔舱顶部灌入底隔舱内，围堰的浮力急剧减小，13、此时，围堰自重与浮力的差值由提升装置承受；为确保底隔舱漫顶时围堰的平整度，应事先在提升装置的精轧螺纹钢筋上画出标记，并以此标记来控制螺帽的位置；底隔舱灌满水后，利用提升装置、按照15cm的行程逐步下放围堰，直至围堰再次达到自浮状态；2，围堰灌水下沉 围堰达到自浮下沉状态后，对称、均匀向围堰双壁舱内灌水，使围堰缓慢、均匀下沉，并同步松动提升装置的精轧螺纹钢筋，以对围堰的平整度进行控制：当围堰下沉不均衡，某个角或边下沉过多时，可将该边或角附近的提升装置适当顶升，使围堰水平，然后，在对边或对角双壁舱灌水使围堰平衡。如此逐步灌水，使围堰下沉至设计高程。3，围堰挂桩，挂桩方案根据设计要求，围堰封底施工时14、40个孔位必须全部挂桩。3#围堰现有16个挂桩牛腿，这16个挂桩牛腿在围堰二次挂桩时应全部用上，具体挂桩孔位为1#、3#、6#、8#、17#、18#、19#、20#、21#、22#、23#、24#、33#、35#、38#、40#，其余24个孔位采用简易挂桩设备。简易挂桩设备结构见附图56，其主要原理是，将围堰内支架上弦通过悬挂牛腿焊接在钢护筒上，从而实现围堰与钢护筒之间的连接，将围堰悬挂在钢护筒上；在加工悬挂牛腿的构件时，应注意“x”表示钢护筒外径至围堰内支架上弦的中心距，必须根据现场实际情况测定。，挂桩施工，围堰下放至设计标高后（允许偏差50mm），利用提升装置调整围堰的垂直度使其1/10015、0，利用锚碇系统等调整围堰的平面位置及扭角（中心位置偏差50mm，扭角偏差2）；，在围堰双壁舱内灌水，使每个提升装置承受150t的荷载，并在9#、16#、25#、32#这四个护筒上焊接钢支撑将围堰临时定位，见下图。，测量、制造并安装简易挂桩设备；，水位低于+14.15m时，安装挂桩牛腿；4，围堰平面位置控制，控制系统概况提升装置只能控制围堰的竖向位置，由于围堰水中边锚已丢失，围堰下放过程中的平面位置利用前后锚碇系统和横向控制系统共同控制。围堰横向控制系统由岸上地垅和围堰上的横向调节系统构成，横向调节系统布置示意见附图7，它由2套独立的调节装置构成；每一套调节装置由一个10t调节导链葫芦、1根316、4mm钢丝绳及焊接在围堰内支架上弦顶面的拉板构成，可通过收放导链葫芦调节围堰与钢护筒之间的相对位置，从而达到调节围堰横向位置的目的。，下放过程中的平面位置控制，调整前后锚碇系统，使围堰上下游方向与钢护筒脱离；，收紧1号，2号调节装置，使围堰南北方向与钢护筒脱离；，适当收紧岸上地垅，以控制围堰的横向摆动；，控制下放围堰2m左右，下放过程中根据具体情况随时利用锚碇系统和横向控制系统调节围堰的平面位置；，放松调节葫芦，使调节装置绕护筒的钢丝绳下落至围堰顶面；，反复执行步骤，逐步将围堰下放至设计标高；，围堰下放到位后的平面位置控制，利用提升装置调整围堰的垂直度，使其1/1000，并在双壁舱内灌水使每套17、提升装置受力150t；，将尾锚加载100t、岸上地垅各加载至10t；，利用锚碇系统和横向控制系统精确调整围堰的平面位置，使其精度达到：中心位置偏差50mm，扭角偏差2；，在9#、16#、25#、32#这四个护筒上焊接钢支撑将围堰临时定位；，围堰下放到位并精确定位后，利用潜水作业将4根角桩的下导环处用钢楔打紧、抄牢。五、施工器具、设备及使用方法1、提升装置提升装置结构设计见附图，操作方法为围堰上浮时千斤顶上扁担梁2螺母拧紧，千斤顶稍稍顶升3-5cm，使围堰与牛腿之间出现落空，拧紧扁担梁1顶螺母；围堰下沉时分配梁1，2螺母与分配梁保持10cm距离并与围堰下沉同步拧升，直到围堰下沉达到自浮。2、侧舱18、底隔舱抽水需保持各舱水头一致，需水泵20台，抽水量30/h，扬程18米。侧舱加水时，根据现场情况按指令执行。施工设备表名称规格数量备注千斤顶YCW250-200102台备用油泵与上配套51台备用拉杆L=6.0m,32钢筋64普通螺母与上配套96对接螺母与上配套32水泵30m3/h h=18m20 千斤绳，倒链，撬棍，麻绳等若干六、关键环节1、围堰整体下沉达9.4m，1根6m长拉杆下放完毕后，应将提升装置下移1次（围堰处于自浮状态时）；32 钢筋拉杆长度达6m，在围堰下沉过程中应保持拉杆竖直并不与周围结构相碰。2、底隔舱和侧仓水头控制是平衡围堰的关键，围堰下沉施工中应安排足够设备和人员。3、千斤顶在围堰下沉施工中应严格按限定值操作，提升装置起辅助与控制作用，主要力值调整靠侧舱、底隔舱内外水头差产生的浮力。4、围堰下沉时，密切观察钢护筒与围堰的接触情况，出现顶死时，可割除围堰顶死部分。