长东黄河大桥沉井起吊下水工艺.doc

新荷线长东黄河大桥φ10.2m浮运钢壳沉井起吊入水下沉施工注意事项

㈠钢壳沉井的起吊及入水[按拼焊三节（9.3m）钢壳后起吊]；
在导向船船体联结、联结梁、吊点设备及锚锭系统等经检查符合设计要求，导向船及拼装船浮运及初步定位，导向船的锚绳调整收紧后固定。方可进行钢壳沉井的起吊工作。
⑴、起吊前的准备工作：
1 对根据9010-03-095设计图及设计026公事通知单对主吊点塔架和吊点结构及平衡重吊点进行全面检查。节点上不合格的螺栓应抽换，并将全部螺栓拧紧。
2 导向船组两外侧10个TF-82型浮箱每个灌水12吨进行压舱，共压舱120吨。
3 主吊点滑车组和滚轮片应全部先进行擦洗上油再安装，以减少摩阻力。
4 主吊点各起重轴必须以轴端挡板固定，防止受力时滑移。
5 主吊点滑车组钢丝绳（采用新的6×37+1 21.5mmσ=155Kg/mm2）的死头（即固定端）应固定在下吊梁的腹板上（每个下吊梁两端焊一块δ=12厚的吊点钣）钢丝绳死头处应加梨形环。钢丝绳夹子不得少于5个，滑车组的穿绳见9010-03-092。
6 上下转向滑轮的安装应不使钢丝绳与轮沿相磨碰。
7 检查导向船每侧的两台卷扬机的机械、电动机及刹车技术状态是否良好，应基本做到同步运转。
8 拼装船上游须抛领水锚1~2个。
9 将导向船及拼装船的吃水深度作出记录。
10 钢壳的工地拼装焊接检查及水密性试验工作全部结束后，在钢刃脚高程0~1.0m处灌注250级混凝土15m3。
11 沉井上游拉缆临时打捎在两导向船上游内侧系缆柱上。并预留沉井下水需要的长度。
12 如导向船组采用浮运时，测量导向船组上游100m范围内水深，如不够航行水深，事先必须破冰、打沙，以保证拼装船从上游即时抽出拖走。
⑵ 钢壳沉井的起吊下放入水。
1 由沉井第一次起吊入水时的入水深度约2.7m，故当水深≤3m时，起吊入水前应精确定位。
2 沉井的起吊下放入水应在统一指挥下进行，各关键点（如主吊点塔架、上下吊梁、滑车组及转向滑轮、沉井吊点及卷扬机等）应有专人检查。导向船两侧的起吊动作应协调一致。
3 起吊检查：开动导向船上的4台5吨卷扬机，使拼装船吃水深度减少0.1m，使主吊点滑车组受力（拼装船原吃水约0.56m），此时主吊点滑车组受力共约32吨。检查主吊点、滑车组、转向滑轮、钢丝绳、索卡、吊板等并调好卷扬机刹车。
4 沉井起吊：
① 继续提升钢沉井，至离开拼装船甲板角顶面0.1m时止。检查起吊系统工作情况及沉井上下游方向有无倾斜。
② 继续提升钢沉井，至钢刃脚高出铁驳面上设备最高点0.2m（或高出铁驳面的系缆柱）为止。检查后将卷扬机钢丝绳夹牢，即可进行抽出拼装船工作。
③ 通过抛设的领水锚，向上游绞出拼装船。
④ 沉井下水：将钢沉井下松，临入水前，将沉井前（上游）拉缆（φ30钢丝绳绞紧。钢沉井下松入水至沉井达自浮吃水深度为止。此时主吊点滑车组钢丝绳松至略微受力。调整拉缆（或平衡重吊点）使沉井垂直，并检查钢壳透水情况，然后夹紧起重钢丝绳卡子。
⑤ 安装导向船上的沉井导向结构（下游两个先装上，两个后装上）。
㈡钢壳沉井的接高，水中下沉与落底工作：
⑴、施工步骤：按照0910-03-102设计图（ N12墩浮式钢沉井下沉步骤图）施工。
⑵、钢壳沉井的精确定位与落底：
1 沉井精确测量定位工作。先将钢沉井底部中心定位在桥墩中心处，与此同时将导向船的锚绳与沉井拉缆收紧。钢沉井与导向结构间的空隙也塞紧。
2 钢沉井落河床前应每天测量河床三次，掌握河床的变化情况，着落河床前测量一次流速。
3 将φ250吸泥机及电动空压机风包管路一切准备就绪。当沉井范围内河床面高差较大时，必要时可用吸泥机在沉井外吸泥以调平河床。
4 当沉井范围河床面高差不大时，可将主吊点同时下松，保持沉井水平落放到河床，并部分嵌入。
5 当发现沉井上游冲刷过快，主吊点受力不均沉井开始倾斜时，并有继续发展产生更大的倾斜时，应停止下放，利用主吊点及平衡重吊点部分受力保持沉井水平，沉井处于半悬浮状态。
6 对半悬状态的沉井，应用φ250吸泥机在河床较高处吸泥或抓泥，随着沉井的下沉而逐渐放松主吊点直到不受力。在沉井倾斜不大时，即应停止吸泥。
7 当沉井上游河床继续冲刷，应沿沉井外抛碎石（道碴）防护河床。事先应备好50~100方碎石装在船上。
8 在河床没有继续加大冲刷的情况下，应迅速灌注混凝土与吸泥下沉交错进行，以控制倾斜为主，使沉井刃尖继续嵌入河床。
9 在沉井刃尖嵌入稳定深度2m后，应及时抽掉沉井的前后拉缆。
10 落底时精确定位沉井刃脚中心对桥墩设计中心的容许误差：上、下游方向偏上游0，偏下游不大于10厘米，左右岸方向不大于10厘米。
11 沉井落底期间，所有锚绳、拉缆一经调紧好，非经许可，不得随意松紧。
12 沉井下沉入土至稳定深度后，落底工作即告结束，即可按正常接高下沉办法进行。
㈢抽出导向船：
⑴当沉井的钢壳顶面或钢筋混凝土井壁顶面下沉到低于导向船联结梁底超过0.5~1m时，即可将导向船抽出墩位。可视流速及河床的变化情况由现场具体定。
⑵拆除导向船的沉井导向结构。
⑶将主锚绳两根。尾锚绳两根及下游边锚绳两根，过到沉井上临时打捎悬挂。上游两根边锚绳另夹两个绳头，打捎在沉井上。
⑷选择无风天气，由两根主锚绳，两根边锚绳将导向船绞出墩位至上游100m以外，将边锚绳甩掉。
⑸在两只拖轮帮拖下，最后甩掉主锚绳，将导向船拖至泊地停靠。主锚绳临时挂在浮箱上。
⑹抽走导向船后，沉井旁应泊铁驳靠帮，以配合继续施工。
⑺当沉井下沉至稳定深度，导向船又不需安排其他桥墩使用时，导向船亦可不抽出。但导向船上的主吊塔以及卷扬机等应拆除。以腾出空位作为墩旁工作船使用。
㈣沉井钢壳以上的钢筋混凝土井壁的接高：
⑴沉井钢壳井壁混凝土灌注到达高程12.3m后，继续接高的钢筋混凝土井壁。钢筋混凝土井壁的接高分层见9010-03-006设计图。即
层别
高度（M）
高程（m）
混凝土等级
混凝土数量（m3）
附注
5
6.2
12.3~18.5
200
262
第八层以上为H=3.5m的钢板防水围堰
6
6.75
18.5~25.25
200
285

7
6.75
25.25~32.0
200
285

8
8.00
32.0~40.0
250
378

当沉井钢壳高度根据墩位水位流速变化情况采用大于或者小于12.3m时，以上层别及高度，应作相应修改。
⑵在5~8层钢筋混凝土壁接高时，要求尽量调平，倾斜不大于2%，如下节沉井已倾斜。不得垂直接高上节模板及灌注混凝土。接高的各节沉井应保证中轴线重合。内外模的支承应在其下节混凝土顶的预埋件上，外模应以园钢作环箍，内模以木撑撑于下节预埋件上。内外模之间用拉杆螺栓及木撑连牢。混凝土施工接缝处应按设计图布置接缝钢筋，并凿毛清除浮浆。
⑶灌注井壁混凝土时，按水平分层，层厚一般不超过0.25~0.3m。混凝土灌注前，水平面应铺1厘米厚的水泥砂浆，第二层混凝土应在水泥初凝前（约1.5~2小时）灌注，故混凝土灌注量要求不小于0.15m3/m2小时。
⑷冬季混凝土施工，钢筋井壁灌注完毕后采用蒸汽养生，按《长东黄河大桥冬季施工细则》要求办理。
⑸沉井直立模板的拆除在井壁混凝土强度达到50Kg/cm2后，拆模后井壁混凝土外表如有蜂窝麻面缺陷，应以水泥砂浆仔细修补平整。
⑹钢筋井壁接高的直径容许误差为5厘米（即直径的0.5%），上节沉的平面尺寸不得大于下节的平面尺寸。井壁的外表面不得向外倾斜。
⑺钢壳以上的钢筋混凝土井壁的混凝土强度必须达到设计强度的50%以上时，方可吸泥下沉。
⑻钢钣防水围堰施工时，应在内壁设置汇水沟，以便将围堰的渗水通过第8层预埋的排水管排至井孔内。
㈤沉井吸泥下沉：
⑴13、12号墩的地质情况：

土壤名称与说明
13号墩
12号墩
起迄标高（米）
层深
（米）
起迄标高
（米）
层深
（米）
粉土质粘土，较松软
60.81~59.61
1.20
60.70~59.26
1.44
粉砂土、中密、稍松
59.61~54.14
5.47
59.26~53.03
6.23
砂粘土与粘砂土互层，软塑
54.14~43.86
10.28
53.03~44.82
8.21
砂粘土（硬塑）与粘砂土（软塑）互层，夹粉细砂含姜石
43.86~35.41
8.45
44.82~35.01
9.81
砂粘土（硬塑）与粘砂土（近于硬塑）互层，局部有钙质胶结层
35.41~21.91
13.50
35.01~21.80
12.31
粉砂、密实、局部有钙

24.56~23.66
0.90
砂粘土与粘砂土互层，硬塑，含姜石，有3~4厘米，厚钙质胶结层
21.91~6.22
15.69
21.80~5.00
16.80
⑵根据地质资料，标高53.0m（或54.0m）以上的覆盖层为松软的粉砂及粘砂土。在钢沉井入水下沉与落底期间，很可能全部或大部冲刷掉。标高53.0m~44.0m为软塑砂粘土与粘砂土互层，沉井落底后在这段土层中采用吸泥及空气幕辅助下沉来通过。标高44.0m以下为硬塑含姜石土层，如吸泥配合高压射水及抓斗冲抓。空气幕辅助下沉不奏效时，则采用红星300型钻机钻透硬土层，从钻孔中吸泥除土。
⑶沉井在刚落河床后，由于河床表土松软，且刃尖嵌入土层浅，四周入土深度又不均匀，在沉井灌注井壁混凝土增加重量后及加重后开始吸泥时，极易发生倾斜。当沉井钢壳或钢筋混凝土井壁高出水面较多时。沉井易发生较大的倾斜导致井壁挤压导向船的联结梁，主吊点塔梁。故初期沉井呢泥下沉应谨慎小心，严加控制倾斜。
⑷沉井发生倾斜时应随时纠正，特别在开始下沉阶段，入土越深，纠偏时困难越大，一般可靠近刃脚泥面较高的一侧吸泥除土，并配合空气幕分段压气，使沉井逐步下沉进行纠偏。
⑸沉井发生偏位时，可先让沉井向位移方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直到沉井底面中心接近设计中心，再将沉井倾斜纠正。
⑹沉井下沉到设计标高时的施工容许误差：
① 倾斜度：不超过H/50为合格。不超过H/100为优良（H为沉井高度）。
② 位移：浮式沉井底面中心和顶面中心各与其设计中心在平面上纵横方向的偏差不超过H/50+25厘米为合格。不超过H/100+15厘米为优良。本桥系创全优工程。因此按优良标准要求。
⑺沉井下沉的测量与记录工作：
① 测量内容：沉井倾斜、位移、下沉量、刃尖标高及沉井外河床，导向船与墩旁吊机所在处的河床变化。
② 记录内容：
——沉井入水深度，沉井刃脚标高，施工水位。
——射水、吸泥、压气时间。沉井内泥面标高。
——潜水检查，特殊处理经过。
——绘制沉井下深山曲线。
③ 以上测量工作每天最少一次。当沉井下沉发生困难时，井内泥面标高的测量应增加次数，以指导取土的施工。
㈥空气幕气龛管路的安装：
⑴钢壳部分的气龛及喷气孔是在制造时即已做好，起吊钢壳部分的空气幕管路，起吊入水前须安装完毕。详见9010-03-022图。
⑵钢壳内气龛喷气孔处的φ15钢管与钢壳井壁板的焊缝和气龛水平管（内径φ25聚乙烯塑料管）的接口处均须做到水密。为了防止水泥砂浆渗入管内及管内黄河水流入井箱内，所有接口处须以401胶水密封。
⑶安装水平管时须在钢壳隔舱钣的相应部位。开φ33孔，待水平管安装好后，必要时应予封闭缝隙。保持隔舱的水密。
⑷竖进气管（内径φ32聚乙烯塑料管）与水平进气管以硬塑料管中的小三通及中小四通相接，接头处亦应以胶水密封。
⑸钢壳以上的钢筋井壁部分的气龛施工方法同16、15号墩钢筋混凝土沉井。即按照气龛构造尺寸，用木块做成气龛模板。并按设计位置钉于木外模的内壁上，若遇到气龛孔恰在沉井分层的接头缝处而无法施工时，可将该层气龛下移0.2m。所有管路接头要牢而不漏。
⑹塑料管较之钢管在强度和韧性上均较差，易被冲击打破。所以在灌注混凝土时，应派专人负责对损破的管路及时修补，以免水泥砂浆流入堵塞管路。
⑺钢筋混凝土井壁外模拆除后，在每个气龛的水平塑料管上钻φ1毫米孔一个，钻孔完毕后每层气龛应做压水或压气试验，检查喷气孔是否畅通。
⑻各种管路在安装前应清除污物，管路接头严禁漏气。
㈦运用空气幕下沉沉井的操作注意事项：
根据其他桥的施工经验并结合本桥具体情况，概括如下：
⑴在吸泥过程中，根据沉井内泥面标高判断正面阻力已消除，而沉井仍不能下沉时，即可运用空气幕辅助下沉。
⑵为保证空气幕在井壁面上形成，开气时，应先开上层后开下层，即先由已埋入土中的最上层段管路压气，待该层气又开通，并观察沿井壁水面有气泡翻腾逸出，再开下一层气龛。这样逐渐向下层开气直到全部开通为止，严禁由下层逐步开放或隔层开放，以免造成翻砂。
⑶开气时间不宜持续过长，一次约2分钟左右，最多不超过5分钟，开气后沉井徐徐下沉到不沉为止。
⑷关气时自下层至上层逐层进行，关气速度不宜过快，以防气龛形成负压而堵塞气孔。
⑸钢壳沉井在悬浮施工阶段，沉井内空气幕管路内始终充满黄河水的（与沉井外水位齐平），但在静水水柱作用下，管路内浊水所含泥沙，沉淀后，会淤塞空气幕管路的下层段，直到堵死气龛孔。故入水的空气幕管路应经常压气扰动。防止堵塞气龛孔而失效。
⑹13、12号墩各层沉井下沉时的计算耗风量（每个气龛的平均耗风量按0.023m3/分计。

层别

2
3
4
5
6
7
8
高程
米
3.3
~6.3
6.3
~9.3
9.3
~12.3
12.3
~185
18.5
~25.25
25.25
~32.0
32.0
计算耗风量
M3/分
2.208
4.416
6.624
11.776
16.284
20.792
24.012

㈧清基与水下混凝土封底施工注意事项另发。
㈨安全注意事项：
⑴沉井井顶周围及导向船两则须设置防护栏杆。沉井顶有效面积很小，禁止堆放不必要的什物及施工用具，以防落入井中或河中。
⑵沉井顶应设置工作平台，在沉井接高时能整体拆装，平台上满铺脚手板，当跨度在3~4米时应用7厘米厚的脚手板，不施工的井口应随时铺盖好。
⑶沉井顶与导向船联结梁（或主吊点塔架）间及导向船与墩旁吊机平台间应随时铺好人行跳板及步梯以备上下交通之用。禁止手攀模板上的扒钉上下，以免扒钉脱落人出事故。人行跳板下面要铺设安全网。冬季要防冻防滑。
⑷沉井在悬浮状态时，应经常检查锚锭设备及锚绳与拉缆的磨损情况，并随时调整使之受力均匀及进行加固。
⑸沉井在吸泥下沉过程中，吊机应避免与沉井发生连接关系，以免沉井突然下沉造成吊机超载出事故。同样，吊机所吊的吸泥机、射水管、抓泥斗等设备在停止工作时，若不能吊出井孔则应吊置井孔中央，以免沉井突然下沉压住上述设备，使吊机超载出事故。
⑹沉井及导向船应各有救生圈，以各急救落水者，每个水上工点庆配置灭火器及值班安全救生筏子。
⑺凡上沉井导向船工作的人员，应一律佩戴安全帽
⑻夜晚在沉井及导向船上必须装有足够的照明灯及工作灯。
⑼吸泥机的出泥口，应用浪风绳带住，防止乱摆动及到处喷泥水。
⑽电线路、电缆、起重绳索及滑车等应经常检查维修、保养。以杜绝设备及人身事故。
⑾流冰期间，每天应清除桥墩周围积水，派机动船在沉井两侧航行，不让冰凌积存或堵塞，确保沉井导向船安全。
⑿施工期间应设置通航孔桥涵标。
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