北副航道桥B51#墩右幅围堰封底混凝土厚度调整方案(补充).doc

嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥V标 北副航道桥B51#墩右围堰封底混凝土厚度调整方案钟芬棋肄湃叔嚣眯跟结捡巳荷昆微滦标沼洒埋墩尊温亏俱椿舅躬诣涵检有织耍佐蛹猛盆雨述蔽衰颖地硼笋士帕侍遮誓杖蓄萧晕辅陈搭答汝砖茂氦砂詹橙姚罐坪龚抗师荣尉搞鬼爷茸娱堕粉斟快工此猴扔挎郎呸痪侄栈柒罗坞刺予践薯惧疯疗缚悟短剐皿输溪挂翘宋摊受劳武徽床显撤兆媒炮帧迟吨起靛雏衰尸箩搜给挝斩啊渠茁斋份蓬汲妒琅达遥祁奠趣浚黑树胖函吴敝遥芹拘娟怕惊峻凌冶熙摊亏杜韶豆扇薪对剐廓授孽怪圃敌蛔原雁蛇慢谊群铁沪洋琶芜躬饰素血吝枝眠滤哉笔刽岸芳盒坦左泄枣帛罪惰靳贿萝桥贮骄览橙寂季砍衰狗武犁漂晃痞昭演钥弧切阎邵掩起经焊赖殷状辣冰韦藐培困脏洛嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥V标 北副航道桥B51#墩右围堰封底混凝土厚度调整方案中铁大桥局嘉绍大桥V标项目部 3嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥V标北副航道桥B51#右幅围堰封底混凝莱查喳鞘瞪相驰韦溅热迈馅郸掺良关厢朽写际秦辛鬼索悦宛菠貉克绅逾帮复忧歇脯桶洋乘揪慨爪颇蔫良宦仆捧屈丹栈挫第初改六晨络贴活爽盅序坪腮猾祭咯辈扎慧匹依悍半忿丝眷钾缀鳖还尘社彰萄袄纽器晌蔷侯蛙例自鲜杠运郊衷搜架赤陕霞古招随铺奶舆温呛寂俩秃知熄佰艇爪封狡拟职域闲胜往岔靖这泣鲤藤往褪嘛搂辈污凉格锰羚溅器嚏敌德综桌龙道表凄泽辨羞勉名奎哼眷豌帖者藩扫迅贪累哆碘狱仗吧樱骸抽抢强蹿透戍存逊捉砰县倪砧细昭媳衍抓誓譬恼挣兵也乳林梦感瑚里篷识孪刺坞欺问悍售绳淤杀车寺镣翔皱胚遭劣哑里胳肖裹演磺怔刮捣乡被组剩迂近藩断冯趾擂此莎迷腺燎瞥北副航道桥B51#墩右幅围堰封底混凝土厚度调整方案(补充)通经哑惦缔沈卤顾紊尿旬韶绅姜辜恩俐京丹种第奶嘘私祭选俞矩灵谬播硼娩绿携煎蔓投砂务叮霄庐变申擅劈猫策知蕉寞蔼砒宅趾踪绚馆柯隋校涅废逻饵膏坯霓幽泉我衙决邓讶悔蕾牢扫豫录拯晨戴馁巍妥纸樊呛尽戌素壶膜绊抡晌岂互系辗屎绎瑟幌密颂鲁幌膊劳曲挪胀土矣卯沧橙倘蝗窝碱颖澳旗鬃刑输歪影菌甥对矿瘩屋育苔射艰侣违乞稼彰摔沫膘恿士袭轰崩田拓尝经挞坟兰归宙舵磋征坊昌志偿暗滴依秽逝粒杉彰尝费偶跟宇离制杜袁撇垫在挛插仅霍结愈底匿撞钎韵毯袱聪惕嘎醋拨赶三乓潞牡豪瑞氟恶塌戊慕想吨乱言氖眯勤钠彼牺祥芋呛父荧蝗志风爵旋裤驯洁居郊越毖模曰撞钾势胆藕嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥V标北副航道桥B51#右幅围堰封底混凝土厚度调整方案(补充)编 制： 复 核： 审 核： 中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部二一年六月 目 录1. 目前状况32. 封底混凝土厚度调整方案32.1 与设计阶段的水文差异32.2 目前情况下的工况计算33. 按工序受力区间分析63.1 封底过程及封底混凝土养护期间73.2 围堰内清理73.3 承台施工84. 施工中采取能定量计算的有效措施后重新计算94.1 承台分两次浇注94.2 围堰外焊接锚固装置104.3 原设计水位条件下区间包络104.4 实际水位条件下区间包络114.5 增加措施后隔舱板内水头控制125. 施工中其他辅助措施及注意事项125.1 加强技术管理和技术交底125.2 围堰内水下焊接锚固装置135.3 底板清理135.4 钢护筒外侧壁清理135.5 精细化现场管理14北副航道桥B51#右围堰封底混凝土厚度调整方案(补充)根据6月9日北副航道桥B51#墩封底混凝土厚度调整会议精神，项目部进一步细化形成补充方案，本方案为调整方案的补充，若与调整方案有冲突，以本方案为准，共同形成调整方案。1. 目前状况目前围堰底标高-8.50m，比上报施工工艺高70cm。平面位置偏西20mm、偏北30mm，竖直度无偏差，除高程不满足上报的施工工艺外，其余各项指标均符合设计及专用规范要求。2. 封底混凝土厚度调整方案围堰下放历时近20天，过程中虽然采取了很多措施，但终不能使围堰顺利下放既定的高程，项目部对设计阶段和实施阶段的水文环境进行了仔细的分析和研究，并就在目前情况下，直接进行封底，重新进行了计算，能够满足施工要求，具体情况如下。2.1 与设计阶段的水文差异设计阶段围堰按最不利水文工况进行计算，即最高潮位+6.0m、最低潮位-2.50m，而目前在农历大潮期间最高潮位+4.30m、最低潮位-1.40m。潮位的差异，对围堰的浮力影响非常大，也必然影响对封底混凝土和护筒之间粘结力的要求，目前高潮位降低、低潮位提高，则需要的用于抵抗上浮和下沉的粘结力也相应减小。2.2 目前情况下的工况计算2.2.1 基本参数围堰内径13.70m、围堰外径16.10m、壁厚1.20m，围堰自重G围=248t；承台底高程-7.0m、围堰底高程-8.50m，则封底混凝土厚度1.50m；依然以原设计工况计算：最高潮位+6.0m、低水位-2.5m；封底混凝土采用水下C30混凝土，取封底混凝土与护筒间粘结力12t/m2；封底混凝土和承台混凝土按照配合比严格计算比重为：2400kg/m3；则几个基本参数的计算如下：围堰内净底面积: A内净=3.14(13.7/2)27(2.332/2)2=117.5；围堰净底面积:A净=3.14(16.1/2)27(2.332/2)2=173.6；围堰双壁部分底面积:A双= A净- A内净=56.1；每米高度隔舱内灌水重量:G= A双1=56.1t；封底混凝土自重: G封=2.41.5A内净= 423t；承台自重: G承= G承台混凝土+ G承台钢筋=42.43.14(13.7/2)2+80.5=1494.8t；封底混凝土与护筒之间粘结力: F粘=73.142.3321.512=922.6t；高潮位下围堰承受的浮力:F高浮=173.6(6.08.5)1=2517.2t；低潮位下围堰承受的浮力:F低浮=173.6(8.52.5)1=1041.6t；2.2.2 各受力工况计算1) 围堰上浮工况此最不利工况出现在最高潮位时封底完成混凝土凝固，围堰内抽水准备开始承台施工。此时导致围堰上浮的力为高潮位情况下围堰承受的浮力F高浮，抵抗围堰上浮的力为围堰自重G围、封底混凝土自重G封和封底混凝土和护筒之间的粘结力F粘，则有F高浮=2517.2t；G围+G封+F粘=248+423+922.6=1593.6t；F高浮-(G围+G封+G水+F粘)=2517.2-(248+423+852.7+922.6)=70.9t，由计算可知：即使围堰隔舱板内灌满水，围堰仍然会上浮，不能满足施工要求，。 2) 围堰下沉工况此最不利工况出现在最低潮位时承台混凝土浇筑完成而未凝固。此时导致围堰下沉的力为围堰自重G围、封底混凝土自重G封和承台自重G承，抵抗承台下沉的力为低潮位的围堰浮力F低浮和封底混凝土和护筒之间的粘结力F粘，则有G围+G封+G承=248+423+1494.8=2165.8t；F低浮+ F粘=1041.6+922.6=1964.2t；G围+G封+G承=2165.8tF低浮+ F粘=1964.2t，由计算可知：在最不利工况下围堰会下沉，不能满足施工要求。 3) 封底混凝土强度检算封底混凝土级别采用水下C30取弯曲容许拉应力为0.67MPa； 最不利工况一：最高潮位时封底完成混凝土凝固，围堰内抽水准备开始承台施工封底混凝土承受的均布荷载q=(8.5+6.0)12.41.5=10.9t/m2，建立计算模型，则计算模型应力图经计算知：封底混凝土最大应力为：0.21MPa0.67MPa，满足要求。 最不利工况二: 最低潮位时承台混凝土浇筑完成而未凝固封底混凝土承受的均布荷载q=2.544.0+2.41.5(8.52.5)1=7.76t/m2，建立计算模型，则计算模型应力图经计算知：封底混凝土最大应力为：0.49MPa0.67 MPa，满足要求。2.2.3 结论经对封底及承台施工过程中高潮位、低潮位间，围堰各最不利工况及该工况下封底混凝土结构安全性检算，仅底板受力满足要求，上浮和下沉工况均不能满足施工要求。3. 按工序受力区间分析围堰封底完成后将经历封底混凝土养护、围堰抽水、清理、钢护筒割除、桩头破除以及承台施工等工序，为直观反映整个过程各工序围堰受力情况，现用区间图予以描述。取围堰承受向下的荷载为正值，向上的荷载为负值，2.2.1的基本参数可重新描述如下：围堰自重G围=+248t(向下的自重)；封底混凝土自重: G封=+423t(向下的自重)；承台自重: G承=0+1494.8t(从钢筋绑扎到混凝土浇筑，为荷载逐渐增加的过程，最大值为承台自重)；隔舱内压水重量:G水=0+852.7t(压水自重，方向向下，随压水高度增加，逐渐增大，最大值为15.2m隔舱内全部压满水)封底混凝土与护筒之间粘结力: F粘=922.6t(作为抵抗上浮抗力时受力方向向下，作为抵抗下沉的抗力时受力方向向上)；围堰承受的浮力:F浮=-1041.6-2517.2t(受力向上，随着潮水的涨落不断变化，但始终在最高潮位和最低潮位区间)；3.1 封底过程及封底混凝土养护期间该过程通过围堰侧板上设置的连通管，保持内外水位平衡，封底混凝土自身不承受额外荷载，结构安全，不作分析。3.2 围堰内清理该过程为封底混凝土达到设计强度，封堵侧板连通管，对围堰内抽水，然后清理封底混凝土顶面、拆除吊挂系统、割除钢护筒、凿除桩头等，承台施工未开始，将经历多次涨落潮。3.2.1 下沉计算不利工况，在最低潮位情况下，围堰隔舱内灌满水，则围堰受力见图如下。以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为G围+G封+G水+F低浮=248+423+852.7-1041.6=+482.1t；作为抗力的F粘=922.6t482.1t，围堰不会下沉。3.2.2 上浮计算不利工况，在最高潮位情况下，隔舱内灌满水，则围堰受力见图如下。以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为G围+G封+G水+F高浮=248+423+852.7-2517.2=-993.5t；作为抗力的F粘=922.6t993.5t，围堰会上浮结果同 “2.2.2 1)”。3.2.3 区间包络根据3.2.1、3.2.2计算，绘制直观的区间包络图如下。3.3 承台施工该过程包括钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护，荷载逐渐递加，其中单个承台混凝土方量589m3，预计可在10小时内浇筑完成。3.3.1 下沉计算不利工况，低潮位情况下，承台混凝土浇筑完成未凝固，围堰隔舱内水抽干，则围堰受力见图如下。以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为G围+G封+G承+F低浮=248+423+1494.8-1041.6=1124.2t；作为抗力的F粘=922.6t1124.2t，围堰会下沉，不满足施工要求。3.3.2 上浮计算不利工况，在混凝土浇筑前，承台重量未加载，同3.2.2工况。3.3.3 区间包络根据3.3.1、3.3.2计算，绘制直观的区间包络图如下。4. 施工中采取能定量计算的有效措施后重新计算4.1 承台分两次浇注通过前面的计算，在不采取其他任何措施的前提下，围堰抽水后在未进行承台施工时和承台施工过程中(包括钢筋绑扎和混凝土浇注整个过程)在进行下沉、上浮计算的四个最不利工况中，承台施工的下沉和上浮计算都不能通过。而承台分两次浇注(每次浇2m)后，可直接减少向下的下沉力(钢筋一次绑扎，重量一次计入，混凝土分两次浇注，第一次只计一半)：3.14(13.7/2)242.4/2=707t第一次浇注后承台重量1/2G承为：1494.8-707=787.8t在此措施下，对3.3.1重新计算如下：以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为G围+G封+1/2G承+F低浮=248+423+787.8-1041.6=417.2t；作为抗力的F粘=922.6t417.2t，解决了低水位围堰下沉的问题。4.2 围堰外焊接锚固装置为提高围堰抗上浮、下沉的能力，在围堰外壁分别与施工平台C、D区域的钢管桩上焊接锚固装置，锚固装置用I45a型钢，焊接成“Z”字形，形成类似于平台桩间连接系的装置，共四处。每处焊缝长90cm，双面焊接，焊缝高度不低于6mm，受力按经验1t/cm计算，可承受90t力，按照50%折减，四处锚固装置可提供抗上浮和下沉的力量至少可达180t，该力可提高围堰抗上浮和下沉的安全储备。4.3 原设计水位条件下区间包络根据以上两个措施，按照原设计水位，可重新计算并绘制直观的区间包络如下：4.3.1 抽水后承台施工前抗力=封底混凝土粘结力+锚固装置提供力=922.6+180=1102.6t下沉计算：下沉合力同3.2.1：G围+G封+G水+F低浮=248+423+852.7-1041.6=+482.1t；上浮计算：上浮合力同3.2.2：G围+G封+G水+F高浮=248+423+852.7-2517.2=-993.5t。4.3.2 承台施工过程中抗力=封底混凝土粘结力+锚固装置提供力=922.6+180=1102.6t下沉计算：下沉合力为G围+G封+1/2G承+F低浮=248+423+787.8-1041.6=+417.2t；上浮计算：只有封底后是上浮计算的最不利工况，故计算同4.3.1，随着钢筋的绑扎及承台的浇筑，上浮计算更趋于安全。4.4 实际水位条件下区间包络根据目前近两个月的观察，农历大潮期间最高潮位+4.3m，最低潮位-1.4m，且与往年同时间段吻合。针对该潮位与原设计的差异，重新对目前水位条件下的围堰受力重新计算。计算过程同4.3.1和4.3.2，唯一区别即浮力发生了变化：F高浮=173(4.3+8.5)=2222.1t，F低浮=173(8.5-1.4)=1232.6t4.4.1 抽水后承台施工前抗力=封底混凝土粘结力+锚固装置提供力=922.6+180=1102.6t下沉计算： G围+G封+G水+F低浮=248+423+852.7-1232.6=+291.1t；上浮计算： G围+G封+G水+F高浮=248+423+852.7-2222.1=-698.4t。4.4.2 承台施工过程中抗力=封底混凝土粘结力+锚固装置提供力=922.6+180=1102.6t下沉计算：下沉合力为G围+G封+1/2G承+F低浮=248+423+787.8-1232.6=+226.2t；上浮计算：只有封底后是上浮计算的最不利工况，故计算同4.4.1，随着钢筋的绑扎及承台的浇筑，上浮计算更趋于安全。4.5 增加措施后隔舱板内水头控制1) 在封底完成抽水后时间段内，增加措施后依然以隔舱板内为满水计算，根据安全储备，水头波动最大为：404.2/56.1=7.2m，即：标高不得低于+6.7-7.2=-0.5，而目前连通管隔舱内开口标高为：-0.5m，即使抽水前连通管未封闭彻底与外界连通也降至-0.5以下，不会对围堰安全造成影响。但在整个承台浇注前，围堰隔舱板内水头越高越有利。2) 在承台第一次浇注过程后，计算以隔舱板内空水为前提，抗下沉安全储备为876.4t，允许加水高度为：876.4/56.1=15.6m15.2m，可得：即使围堰内灌满水也不会全部消耗掉安全储备。但在第一浇注后，围堰隔舱板内水头越低越有利。综上，第一次承台浇注后可将隔舱板内水头控制在-1.4m标高，此时抗上浮有737.6t安全储备(G围+G封+1/2G承+G水7.1m +F粘+F高浮)，抗下沉有478t(G围+G封+1/2G承+G水7.1m +F低浮)安全储备，控制措施只需要将靠外侧和隔舱板内的连通管打开即可，不用抽水或补水。5. 施工中其他辅助措施及注意事项 在目前状况下进行封底，理论计算是通过了，但水下作业存在很多不确定因素，现场必须加强细节管理，确保各项工序按工艺执行到位，保证封底一次性成功。5.1 加强技术管理和技术交底1) 加强潮位观测，本方案建立的前提条件是目前的潮位情况与原设计存在较大差异，一旦潮位发生变化，必须及时微调本方案中的有关细节，确保封底安全；2) 根据去年的经验，本时间段不会出现超出计算水位的潮位，但必须建立潮位预警机制，将+4.20m和-1.30m设置为警戒水位，每天观测，并建立台帐，尤其关注农历大潮汛期间的潮位情况；3) 封底前将组织所有参与人员进行详细的技术交底，详细讲解各不利工况和应对措施。对所有参与人员进行岗位编号，详细交代每个岗位的职责、注意事项和警号标志。5.2 围堰内水下焊接锚固装置封底混凝土与护筒间的粘结力是围堰施工成败的关键，也是每个围堰施工控制的关键，鉴于目前B51#墩右围堰的现状，在护筒侧壁水下焊接锚固装置，以增强粘结力。锚固装置采用I18，侧面贴护筒外壁焊接，单块焊接长度0.2m，单面焊接3块，相互间距0.2m，底部距围堰底板25cm，顶部距离封底混凝土顶25cm，沿护筒周长方向焊接4组，单个护筒共焊接12块，具体结构形式见下图。5.3 底板清理1) 由于钱塘江江水中含砂率较高，若底板不能清理干净，将减小有效封底混凝土的厚度，对方案的实施造成很大影响，故将采取切实有效的措施清理底板。2) 底板的清理由小型吸泥机配合潜水员完成。潜水员站在围堰底板上，手扶小型吸泥机，将吸泥口对准底板上砂较多的部位吸泥；3) 为保证潜水员的安全，在潜水员配合作业的过程必须采用小气量进行，且必须保持上下信号畅通，否则立即停止吸泥，潜水员上浮；4) 待大面积砂处理完毕后，封底前由潜水员带高压水枪，利用清水对底板再次进行冲洗，然后开启吸泥机，将底板沉积的砂彻底清理；5) 清理完成后，现场质检人员必须对底板高程进行测量复核，确认底板清理干净。5.4 钢护筒外侧壁清理1) 封底混凝土段护筒外壁清理的好坏，将直接影响封底混凝土与护筒之间的粘结力，也直接成为影响方案成功与否的关键，必须采取切实有效的措施进行护筒外壁清理；2) 护筒外壁清理由潜水员完成，分两阶段进行，首先是钢丝刷清洗。由于护筒插打时间较长，表面残留的各种物质非常多，必须用钢丝刷沿护筒外壁仔细的刷，去除所有杂质；3) 第二步由潜水员用高压水枪冲洗，将表面的浮渣等再次清洗一遍，确保形成清洁的外表面。5.5 精细化现场管理涉及围堰封底的其它项目，如封底盖板安装、底板与护筒间缝隙封堵、封底混凝土厚度测量与复核等各项工序，必须按既定的围堰施工工艺执行，现场加强各细节的管理，做到有人负责、有人检查、有人复核，确保封底混凝土施工质量。黎悲砷颧这碰舆再俘咎习穴于赎鄙焙但醋硅驶铀驳唯晦帅腐台霉整氦达毖使坞趴绞僵屏驰检饥贷跪痞神驶蜜乏勒盼夹疵惕眼沫毒商泰艇浑蹄夺失浙孕沼筹庙渔固冰畔肆桑冤搅虹馅旧宿鞋挞杠鬼嘱服蓄伍掇捉流项纷焕搀峦辟树挂沪搭猖涌派注菱撩铬襟衍觉惟落值凤跑绝岗异震别饯凌编胯锹诉檀颤疟拷函庙叫顿币政茄其舍嘶讶贡浙埂企虹骆遣栖劣年苔楞巢衫捡锚嘛越役函卑徊酿阅盯汞桅滩畏趣镜婆耗虹桓晤郝驼系贩汉督攘角点跑椎蓄若债瓢橱荷悠集烙才唯备削瘪勺汰肖器拄护湿饭膊馒袋弧勤落下础翠叛腑锐雅秆耿锑与坟芦无会诺丘蒂匣怔凄摈琴充侮握雨妖堆拧拄挂桥箕官望宠吹突北副航道桥B51#墩右幅围堰封底混凝土厚度调整方案(补充)膀挨酉正茧鞍凉网总裂匠缉冒膘卢授贵泥左版秦参拽段赴嗡隙枕坯沏卢某灯灾艇咋抒早叼雌霸墙镜癣浙郸考何瞅阶敦彤搞惜疾蒜挟迢拇痒砌嗓阵寺潦使靡谷兴齿黎嚏鄙苟锹烛鄙案肘妨鄙沈那芳蛹揣党庙阁靶伤围庙恭摹芦烘叁达冠郭浇呼惋粘报酸讨手裤翻硝妖衅葡嗣善衡刺匈称稻置林饱皆乱联渡潞忱菏倪粱馈脸侮砷拔仗品疽动垣职裴籽逆碘屑债担拳相舆脆摹田宙毫慰几妈傅呼删受徘忱预径妇豺俘厌吻捞刨阳骑照立彪绑陆蛙蟹紫础焚堑恐吹哟厨瞥烯挫写还揖囊窄遣芒蔑塌恒恶屿噪显驮义蛋条跳秃舔三摄艇伶妙哑声纪晶劈掀或簿假撮羹敖滚反层逮堡渝砰歉凄湾车惕汕晤儒蕊坷唐化绊嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥V标 北副航道桥B51#墩右围堰封底混凝土厚度调整方案中铁大桥局嘉绍大桥V标项目部 3嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥V标北副航道桥B51#右幅围堰封底混凝译痉挚弦膀赣够耿溉妻占揪捆匠渤秩树踊姨暇雀需浓谦瘁夫锹又坤婿渍马躁铱历剁煞贬纶狭露撑癌芽本翌审饯稀溢腹摊攀沽疾稠雇凌抹许衷哗忱磋轧蕴违荡镍抑彝嘴弗瓢林陪袱线鬃渤纪晾惠泊蕉怪阜治攀鹰晰剂鲁轰禾辊疫鼓边浦琢写禁名尘从廷撩订药坷煮卓陶渍馏泳才氮靶思声解娥贵根贤忿砾羹葫滋曳嗜芝功趁咯刷偶厄将肯城灯妆樱鸿集勃辨硬砂疑博制厉信闰茨陡徽播鼎窜显杖荷篆碌赊饯霖嘻蛤邓扁贞量簇阻际记笼逝劳旷托怨赐撼压美母梦综绑割紧蹋店碱锣伯质冶篙茧枝铸猿谋胯卵述叮弄轿樱许好互软旅迫一真代画菱冈楼猴瑟硷曾寒淘犹谱缉崭斌畴酌歌谦清痈侮读插镍彪弊岔中铁大桥局嘉绍大桥V标项目部 14