沉井工作匯報之

專題七：

施工組織技術方案研究

研究的內容：總體施工組織總體施工順序各分項施工技術方案主要工序工效分析總工期安排◆總體施工組織

鋼沉井在專業(yè)廠家制作，現場拼接。首節(jié)8m鋼沉井采取水上整體浮運，其余鋼沉井用駁船分塊運輸。為盡量減少現場工作量，根據現場起重能力，鋼沉井盡量采取較大的分塊尺寸。中塔墩為目前國內最大規(guī)模的水中沉井，為確保質量和安全，在可能的情況下，盡量采用成熟的“定位船＋導向船”的錨碇系統(tǒng)方案。橋址處河床主要為極易沖刷的砂層地質，為保證沉井安全及著床精度，應采取河床臨時穩(wěn)定措施。1、總體施工思路沉井下沉主要采取沖吸法空氣吸泥工藝。沉井中間格艙取土量較大，可采取鉆吸法空氣吸泥工藝。為提高工效，每個格艙均配備一臺吸泥機。鋼沉井格艙混凝土必須沿高度方向分段施工，為保證鋼沉井水平接縫質量，應避免水平接縫上下均為水下澆筑混凝土。鋼沉井格艙盡量采用干澆混凝土?；炷脸辆痈卟捎梅９に?，模板采用大塊鋼模板。沉井封底混凝土盡量采取一次澆筑完畢，以避免沉井基礎受到不均勻荷載。施工重點：

1)鋼沉井定位及著床

2)沉井吸泥下沉施工難點：

1)鋼沉井定位及著床

2)沉井吸泥下沉

3)沉井格艙混凝土施工縫處理

4)沉井特大體積封底混凝土施工組織2、施工重點及難點錨碇系統(tǒng)：定位船、導向船、錨纜張拉設備鋼沉井接高：起重設備沉井吸泥下沉：起重設備、高效吸泥機、排污船混凝土沉井接高：起重設備、模板系統(tǒng)混凝土澆筑：大型水上混凝土攪拌船3、施工關鍵設備

鋼沉井著床時機：為保證鋼沉井著床精度，減小錨碇系統(tǒng)受力和河床沖刷。鋼沉井著床時機應選擇在枯水期（11月～次年元月）。2)沉井安全渡汛保證沉井安全，在汛期來臨前，沉井應下沉入泥至穩(wěn)定深度。4、施工工期控制要點研究的內容：總體施工組織總體施工順序各分項施工技術方案主要工序工效分析總工期安排◆總體施工順序

河床粗化錨碇系統(tǒng)布設鋼沉井接高錨碇系統(tǒng)整體就位定位、導向船改造錨碇系統(tǒng)設計首節(jié)鋼沉井下水、運輸首節(jié)鋼沉井制作鋼沉井定位、著床鋼沉井吸泥下沉混凝土沉井接高沉井吸泥下沉棄碴外運沉井鍋底檢查、碎石填平鋼沉井分塊制作封底混凝土澆筑承臺施工夾壁混凝土澆筑沉井下沉到位并穩(wěn)定

（接高14m后澆筑刃腳夾壁混凝土）

（錨碇系統(tǒng)整體移至設計墩位處）研究的內容：總體施工組織總體施工順序各分項施工技術方案主要工序工效分析總工期安排1、河床穩(wěn)定防護施工1.1、穩(wěn)定防護措施分兩階段進行河床穩(wěn)定防護施工：第一階段、沉井著床前：

◆級配碎石：

5cm(40%)+10cm(40%)+15cm(10%)+20cm(10%)

◆拋填范圍：沉井及沉井外縱、橫向均寬45m區(qū)域

◆拋填厚度：1.5m第二階段、汛期來臨前：

◆級配碎石：30cm(60%)＋20cm(40%)

◆拋填范圍：沉井外縱、橫向均寬20m區(qū)域

◆拋填厚度：1.0m◆各分項技術方案

(河床穩(wěn)定范圍及厚度)本工程河床穩(wěn)定措施為臨時施工措施，其特點為：拋填碎石粒徑小、拋填厚度小。1.2、穩(wěn)定防護施工特點1.3、穩(wěn)定防護施工方法

1）拋填時機：選擇在平潮或水流速度較小的時段進行拋填作業(yè)。

2）分區(qū)拋填：將整個河床穩(wěn)定防護區(qū)域劃分為若干小的單元格，以單元格為單位進行分區(qū)拋填。

3）精確拋填：采取導管法定點拋填。2、錨碇系統(tǒng)施工2.1、錨碇系統(tǒng)布置方案1）導向船定位船錨碇系統(tǒng)定位方案(鋼沉井墩位附近接高)2）定位船錨碇系統(tǒng)定位方案(鋼沉井碼頭接高)2.2、錨碇系統(tǒng)施工方案1）錨碇系統(tǒng)的總體施工流程圖定位船拋邊錨用纜繩將兩艘定位船連接先拋下游定位船主錨再拋上游主錨兩艘定位船對拉導向船就位用纜繩將導向船和定位船連接將兩艘導向船連接導向船拋側錨加纜并試拉沉井就位帶纜2）錨碇系統(tǒng)施工注意事項：

a.施工時間：錨碇系統(tǒng)應在鋼沉井浮運至墩位前完成施工。

b.拋錨定位：錨碇系統(tǒng)的定位船、導向船、錨碇等均采用GPS定位，保證定位精度。

c.錨纜試拉：錨碇系統(tǒng)施工完畢后，對所有的主、側錨均進行試拉，以檢驗錨著力。

d.錨纜監(jiān)控：安裝拉力檢測儀，隨時跟蹤檢測各錨纜受力情況，保證各錨纜受力符合設計要求。

e.錨纜張拉：采用纜索收緊器（100t穿心式連續(xù)千斤頂）。3、鋼沉井制作及接高施工3.1、鋼沉井制作場地1）矩形沉井方案首節(jié)8m矩形鋼沉井擬選擇在靖江常博造船有限公司制作，該場地設計高潮位為+5.15m，設計冬季高潮位為+2.00m，滑道末端最高河床標高為-1.13m，水深有6.28m（冬季3.13m），水深條件能滿足鋼沉井吃水要求。該造船廠技術力量雄厚，有大型起重設備，有制作大型鋼圍堰（76.4m×41.4m）的施工經驗。3.1、鋼沉井制作場地2）圓形沉井方案首節(jié)8m圓形鋼沉井擬選擇在拆船廠制作。拆船廠場地寬闊，入水寬度>80m，下水滑道可根據施工需要進行合理布置。臨江水域靠近主航道，水深條件良好。拆船廠能滿足圓形鋼沉井的首節(jié)制作及下水施工。但需要對場地作硬化處理，同時還需對下水滑道進行設計和施工。3.2、鋼沉井制作工藝本工程鋼沉井是永久結構，具有結構尺寸大、工程量大、制造精度及焊接質量要求高等特點。根據我們多年制造鋼圍堰、鋼沉井的經驗，結合本工程的特點，我們擬采用制造工藝：下料平面分段立體分段總拼。構件下料后在平臺上組拼成平面分段，在胎架上拼裝成立體分段，再運送到總拼場地進行總拼(或接高)。3.3、首節(jié)鋼沉井下水首節(jié)出廠鋼沉井采用滑道法下水。下水時機選擇在高潮位。3.4、首節(jié)鋼沉井浮運1）矩形鋼沉井

8m鋼沉井的浮運總阻力為615.41kN，擬采用1艘3000HP＋2艘2000HP拖輪來完成浮運任務。浮運選擇在低平潮、漲潮和高平潮期間開始，盡量利用漲潮期間的順流進行浮運。2）圓形鋼沉井

8m高圓形鋼沉井的浮運總阻力為940.82kN，擬采用2艘3000HP＋2艘2000HP拖輪來完成浮運任務。浮運選擇在低平潮、漲潮和高平潮期間開始，盡量利用漲潮期間的順流進行浮運。3.5、鋼沉井接高1）矩形沉井方案

鋼沉井在墩位附近接高。首節(jié)出廠鋼沉井運至設計墩位附近水域，接高至下沉高度，移至設計墩位處定位下沉。首節(jié)鋼沉井制作、下水鋼沉井浮運至墩位下游側100～150m處鋼沉井接高至下沉高度利用錨碇系統(tǒng)，將鋼沉井及導向船整體向上游移至設計墩位處鋼沉井著床并下沉至穩(wěn)定深度布設錨碇系統(tǒng)接高起重設備：布置四臺動臂式塔吊，分別安放在兩艘導向船中間，則最大水平吊幅要求為41m。3.5、鋼沉井接高2）圓形沉井方案將首節(jié)出廠鋼沉井下水并浮運至臨時施工碼頭，接高至下沉高度后，浮運至設計墩位處定位下沉。首節(jié)鋼沉井制作、下水首節(jié)鋼沉井浮運至施工碼頭鋼沉井接高至下沉高度鋼沉井浮運至設計墩位處鋼沉井著床并下沉至穩(wěn)定深度施工碼頭建設接高起重設備：布置四臺普通塔吊，分別安放在沉井頂面四周、內外隔墻的結合處。塔吊最大水平吊幅要求為65m，最大吊重要求為30t。為減少塔吊作業(yè)時的相互干擾，相鄰塔吊的起重臂在高度方向錯開布置。3.6、鋼沉井分段高度及分塊組拼方式1）鋼沉井分段高度節(jié)段號①②③④⑤⑥⑦合計節(jié)段高度(m)866666644矩形沉井節(jié)段重量(t)12006006006006006006004800圓形沉井節(jié)段重量(t)102075075075075075075055202）鋼沉井分塊組拼方式矩形鋼沉井（共20塊）圓形鋼沉井（共36塊）分塊原則：

a.在滿足起重設備能力以及運輸的條件下，分塊尺寸盡量大，以減少現場工作量；

b.單塊構件的剛度和強度滿足吊裝、運輸要求；

c.盡量保護鋼沉井結構及尺寸完整性。4、鋼沉井定位及著床施工4.1、鋼沉井定位1）初定位利用錨碇系統(tǒng)拉纜進行平面位置的調整，利用各隔艙的注水量和下拉纜對垂直度進行調整。通過初定位，將鋼沉井位置及姿態(tài)調整到位、錨碇系統(tǒng)各拉纜也同時完成初張力張拉。2）精確定位初定位后，對鋼沉井進行連續(xù)觀測，測量以下數據：

◆鋼沉井——平面位置、垂直度；

◆環(huán)境條件——流速、流向、風向、風力、河床高程及沖淤變化等。根據測量的數據進行統(tǒng)計、分析，確定鋼沉井在不同環(huán)境條件下的變位情況及規(guī)律。根據測量分析的結論，確定鋼沉井的具體著床時機。在退潮基本結束時，開始鋼沉井的注水下沉。整個下沉過程中，測量進行全過程的測量、控制和記錄，直至鋼沉井下沉著床，完成沉井的精確定位。4.2、鋼沉井著床1）著床時機

著床時機選擇原則：◆著床時段的水流流速小、流態(tài)穩(wěn)定，利于鋼沉井的精確定位?！袅魉傩?、流態(tài)穩(wěn)定的水流狀態(tài)維持時間較長?！舸送?，還應優(yōu)化工序，盡量縮短著床作業(yè)時間。鋼沉井計劃在枯水期下沉著床。著床時機選擇在流速小、流態(tài)穩(wěn)定的時間段。時間選擇在退潮基本完畢時開始，利用低平潮時段進行著床，盡量在一個低平潮時段完成著床施工。2）著床方法鋼沉井加載下沉方法采取對稱注水下沉。下沉時同步測量艙內水面高程，嚴格控制各隔艙內的水面高差。同時對沉井頂面高程進行跟蹤測量，確保沉井注水均勻，避免偏斜。為確保沉井著床定位的精確度，下沉時應控制加載速度，以便能及時調整，避免著床后出現過大偏差。5、鋼沉井隔艙混凝土施工鋼沉井格艙混凝土采用水下澆注和干澆結合的施工工藝，分三段澆筑完畢。第一段：高3.5m，干澆，一次施工完成；第二段：高22m，水下灌注，分艙分次對稱施工第三段：高18.5m，干澆，分艙分次對稱施工5.1、施工工藝

1)第一段：在鋼沉井接高位置處澆筑，在第二節(jié)鋼沉井(總高14m)接高后施工。各格艙混凝土一次澆筑完畢。

2)第二段：44m鋼沉井在墩位處著床、吸泥下沉到一定深度后，開始第二段格艙混凝土施工。第二段格艙混凝土采取分艙分次對稱澆筑，與鋼沉井吸泥下沉交替進行。

3)第三段：在所有格艙第二段混凝土施工完畢后進行，同樣采取分艙分次對稱澆筑，與鋼沉井吸泥下沉交替進行。在44m鋼沉井下沉到-38m前完成第三段格艙混凝土施工。5.2、施工程序5.3、格艙混凝土施工原則

1)對稱、均勻澆筑

2)分次澆筑：

按下圖順序分次澆筑，施工過程中，根據實際下沉系數的測定，可以按照圖示澆筑順序，進行合并施工。

3)控制澆筑速度：對混凝土澆筑速度進行嚴格控制，否則將會對鋼沉井隔艙造成損傷。5.4、混凝土接縫處理格艙混凝土共有兩道施工縫，第一道為水下施工，第二道為干施工縫。第一道施工為水下施工縫，是施工質量控制的重點。在第一次干澆施工后，除了進行混凝土鑿毛外，還應在混凝土頂面布置一定數量的豎直連接鋼筋，以加強新老混凝土界面的結合強度。我們按照這種處理方法做了混凝土試驗，試驗結果表明，接縫能滿足結構設計要求。第二道干施工縫采取常規(guī)處理方法能滿足結構設計要求。6、混凝土沉井接高施工混凝土沉井共32m，分5段接高。每接高2～3次下沉一次。混凝土沉井分段及下沉順序見下表：6.1、分段施工高度節(jié)段澆筑高度（m）累計高度（m）結構形式下沉次數刃腳底標高（m）16.06.0混凝土26.012.0混凝土第1次-5236.018.0混凝土46.024.0混凝土52.026.0混凝土第2次-766.2、模板工藝采用翻模法施工工藝。沉井每斷面分4次對稱澆注(沉井外壁2次，內隔墻2次)，模板配置高度6.4m。翻模法施工工藝流程6.3、分區(qū)施工與格艙混凝土施工類似，混凝土沉井接高施工同樣采?。悍謪^(qū)、對稱施工，以保證加載均勻。7、沉井吸泥下沉將沉井隔艙按照取土數量及位置劃分為核心區(qū)和周邊區(qū)(見下圖)。核心區(qū)由于取土數量較多，采取鉆吸法空氣吸泥工藝；周邊區(qū)采取沖吸法空氣吸泥工藝。7.1、取土吸泥方案起重設備選擇井壁塔吊配井頂移動門架方案。由于沉井格艙較多，結合沉井接高模板工藝采用活動的鋼結構平臺，重量不能超過起重設備的起吊能力，在施工過程可以將平臺任意移動，方便沉井吸泥，沉井接高等作業(yè)。7.2、取土吸泥起重設備及施工平臺盡管沉井吸泥棄渣主要是砂或砂礫石，不含有污染水質的泥漿，但出于對航道水深考慮，不采取直接向江中棄渣。雖然泥砂(漿)分離器對水和砂的分離效果很好，但其效率很難滿足進度要求，因此我們不采取泥砂(漿)分離器方案，擬采取泥漿船自然沉淀法棄渣。由于土層砂粒粒徑較大，容易沉淀，吸泥機吸出的混合物排到泥漿駁船的艙里，經初步沉淀后，水溢排出，然后船運至指定地點泵吸至岸上指定地點排放棄渣。7.3、沉井吸泥棄渣8、封底混凝土施工8.1、施工工藝流程沉井基底找平封底平臺搭設導管安裝攪拌船就位集料斗制作導管封口施工澆筑到設計高程封底砼質量檢測沉井基底清理檢測合格不合格導管試驗砼配合比設計砼原材料選擇砼原材料供給(運輸船)封底設施拆除沉井下沉到位8.2、沉井基底清理和檢測清基采用射水、吸泥交替進行。清基在沉井下沉末期與沉井下沉同步進行。射水嘴布設在土層不易自行坍塌的刃腳及中隔墻底面。因水深很深，可采用超聲波測深儀探測，并繪制鍋底地形圖。為保證測量的準確性，還可由潛水員采用氦氧潛水技術下到沉井基底檢測，并對不合格處進行修整。8.3、沉井基底找平沉井全部下沉穩(wěn)定后開始封底工作。封底前，采用碎石拋填找平基底，用以改善封底混凝土與沉井底土層間的傳力。8.4、封底混凝土施工封底混凝土厚度11m，共20091m3。為保證工程質量，擬采取一次澆筑完畢。采取導管法水下混凝土灌注工藝。為保證封底混凝土對沉井基底荷載分布均衡，封底澆筑順序采?。合戎虚g，后四周。擬配備4艘160m3/h的水上拌和船，拌和船按照65%的有效生產率，可在48小時內完成封底混凝土澆筑。封底平臺主要由貝雷桁架形成，置于沉井頂面。封底混凝土采用φ300mm導管，導管在各隔倉分別布置。導管作用半徑以7.5m計算，每個隔倉應布設4根混凝土導管，見下圖：8.5、封底混凝土質量檢測封底混凝土底部處于水下超過80m，一般的檢測手段很難實現對封底混凝土質量的準確檢測。因此我們擬采取如下檢測方法：首先采用探地雷達進行初步探測，根據初步探測結果，再采取有針對性的鉆孔取芯抽樣檢測。研究的內容：總體施工組織總體施工順序各分項施工技術方案主要工序工效分析總工期安排◆主要工序工效分析

1、鋼沉井制作鋼沉井制作包括首節(jié)8m高鋼沉井制作及預拼、余下節(jié)段鋼沉井制作。

1）首節(jié)8m高鋼沉井制作及預拼時間：3個月

2）6m高鋼沉井每段制作時間：0.5個月