1、蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺13#墩围堰下水施工工艺1 编制依据、范围1.1 编制依据（1）蒙西华中铁路洞庭湖特大桥 3#墩围堰设计图纸及说明；（2）蒙西华中铁路洞庭湖特大桥 3#墩围堰专项施工方案。1.2 编制范围蒙西华中铁路洞庭湖特大桥 3#墩围堰下水。2 工程概况蒙西华中铁路洞庭湖特大桥 3#墩围堰由双侧壁组成，其外形为圆形，内部为双壁底隔舱，无底，围堰底节下水自重约 1200t，整体下水。围堰尺寸为直径 50.5m，底节高度为 17m，围堰壁厚 2m，底隔舱高 5.762m，宽度为 2m，两条底隔舱间以桁架相连。底隔舱主要起增加围堰
2、浮力及浇筑封底混凝土时分区的作用。围堰结构见“图 2-1”。蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺2图 2-1 围堰结构图（单位：mm）3 施工组织安排及资源配置3.1 施工组织机构根据围堰下水施工内容，下设 1 个施工架子队，负责洞庭湖特大桥3#墩围堰下水。组织机构见“图 3-1”。蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺3架子队队长技术负责人质量员 技术员安全员 材料员领工员 工班长试验员图 3-1 施工架子队组织框架图3.2 劳动力配置具体劳动力配置见“表 3-1”。表 3-1 劳动力配置表序号 人员
3、人数1 架子队队长 12 技术负责人 13 技术员 44 质量员 25 安全员 46 试验员 17 材料员 18 领工员 19 工班长 110 电工 211 钳工 212 普工 413 合计 24蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺43.3 机械设备配置机械设备及工具配置情况见“表 3-2”。表 3-2 机械设备及工具配置计划表序号 设备名称 型号 数量 备注1 高压气囊 1.28.5m 36 条2 空压机 15m3 2 台3 卷扬机 15t 2 台4 六门滑轮组 180t 2 对5 卡环 120t 4 对6 钢丝绳 80 2 对7 拖轮 4000
4、HP 1 艘8 打捞船 1 艘4 施工总体方案及工艺流程4.1 施工总体方案考虑结构本身的安全性，采用气囊支承、滚动前移整体纵向下水，即利用气囊托起围堰，依靠围堰自重分力下滑的方法使围堰前行，至水边松掉后面控制拉缆加速下滑入水，整体自浮，最后用拖轮及锚碇控制围堰。4.2 施工工艺流程围堰下水的主要工艺流程见“图 4-1”。蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺5围堰移至水边、断锚绳、自滑入水拖轮绑定钢围堰托板、托架浮套回收场地清理，进行下一步工作气囊位置、数量调整 近江侧边坡气囊布置放松锚绳、围堰起滑围堰下气囊布置、充气拆除围堰拼装支承点近江侧边坡调
5、整地锚埋设 围堰底节拼装近江侧边坡换填、平整施工准备后拉缆控制围堰下滑钢围堰整体入水、自浮图 4-1 围堰下水工艺流程5 详细施工方法及步骤5.1 吃水深度计算底节围堰全高 17m，双壁和底隔舱可提供浮力，底节围堰下水结构约1200t，可知，围堰下水后吃水为 3.5m 左右（计算见“附件：3 #墩围堰蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺6气囊下水计算书”）。围堰吃水深度较深，底隔舱高度为 5.762m，在下水过程中由于前端吃水较深，会淹没底隔舱 5m 左右，需将底隔舱艉端20m 进行封闭，保证下水时底隔舱不进水，达到顺利下水的目的。5.2 围堰下水
6、场地根据现场的各种情况，初步对下水滑道的情况分析如下：考虑到围堰下滑时卷扬机、滑车组的配备，以及制造坡道与下河快冲时的坡道过渡等因素，初步确定围堰拼装场地的坡度为 1:40，此坡道的长度为 50m，围堰拼装场地前端做成 1:10 坡 40m 和 1:8 坡 10m。具体见“图 5-1”。图 5-1 围堰下水场地布置示意图（单位：m）由于此围堰无底，故下水坡道前的水域必须保证足够的深度才能使围堰在下水过程中不会产生触底而停止不前。坡度要求参照上图的所示，20m 以外必须保证不小于 10m 水深。由于围堰制造场地的坡度仅为 1:40，为防止在下水过程中，围堰水平分力不足以克服摩擦力而不下滑，可在围
7、堰艉端设置拖轮牵引来帮助围堰下滑。5.3 围堰下水拖拉设备的配备为保证围堰在滑道能够向前移动，并能控制围堰下滑的速度和大致蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺7方向，需要在围堰上设置后拉缆。围堰初期调整在拼装场地上进行，此坡道的坡比为 1:40，则后端的地锚设计拉力为 1200（考虑了底托板和其他辅助结构）40=30（t） 。当围堰下滑到 1:10 的坡道上时，此时围堰的一半已经在此坡道上，考虑地锚偏安全设计，可看成围堰全部在此坡道上计算水平分力，120010=120（t） ，根据以上的计算数据和围堰的外形结构，初步确定围堰下河时的牵引采用两点牵引
8、法（两点牵引利于控制下滑方向） ，牵引点的位置设在围堰壁板上，牵引点的位置必须与底隔舱位置对齐，通过一个地锚进行固定牵引。初步选定下采用单个设计拉力为 150t 的下滑地锚，提供围堰下水过程中围堰的牵引。当围堰入水浮起后，围堰下的 20mm 钢托板由打捞船进行打捞回收。现场下水设备和地锚布置为：围堰艏端控制围堰下滑的地锚布置于拼装围堰的正端头 25m 距离处；在围堰底隔舱对应的侧壁设置四个拉耳；根据受力要求，地锚需提供约 150t 的锚固力，地锚基坑为 654m，地锚结构为混凝土埋置式，顶与地面平齐，锚力通过外露的锚环传至锚体内。在拼装场地外侧，控制拉缆通过 2 对 180t 滑车组（15t
9、卷扬机、六门走十二滑车组）与地锚相连，在围堰上设置牵引耳板，提供地锚牵引索的附着点，围堰与托板之间应进行临时的限位连接。设施的平面布置见“图 5-2”。蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺8图 5-2 围堰下水拖拉设备布置图（单位：m）5.4 辅助设施布置5.4.1 钢凳钢凳为围堰制造临时性结构，由型钢焊接而成的框架形结构，底面贴一钢板。钢凳的作用在于支撑围堰以布置气囊和增加与地面的接触面积，保证地面在承压时不会因为地面的承载力太低而导致地面下沉。5.4.2 托板围堰托板采用 20mm 厚钢板，托板在围堰下滑过程中的作用是保证气囊工作平整及传力。为
10、保证其工作性能须作如下处理：钢管包边：在气囊进出托板时，为不伤及气囊，不影响围堰下滑，需将外露边用建筑钢管包边并点焊牢靠。临时限位：托板在围堰下滑时须与围堰限位并固定，以避免围堰与托板间出现相对滑动。水平限位采用在托板上焊接卡板的形式与底龙骨翼缘卡定，范围为托板两侧围堰前半部 30m，在围堰入水自浮后后端托板因失去气囊的支承而下落，在自重作用下逐个拉掉卡板，最后脱落。此方式有效保证了围堰在整体入水自浮后，实现托板的自动脱落。蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺95.4.3 地锚及后拉缆为控制围堰在气囊起顶后下滑运动，以及在滑道下滑的速度和大致方向，
11、须设置后拉缆，控制拉缆设计拉力为 150t，大于围堰自重的最大下滑分力。后拉缆采用地锚、滑车组和卷扬机进行控制。地锚布置于围堰后侧，距围堰艏端约 25m，与滑车组相连；卷扬机通过滑车组和后拉缆相连。钢凳、托板布置见“图 5-3”。5-3 钢凳、托板布置示意图5.5 气囊布置及充气安装5.5.1 气囊的受力计算根据围堰结构的特点，围堰下滑采用 1.2m8.5m 的气囊，其技术参数见“表 5-1”。表 5-1 1.2m8.5m 气囊的单个承载技术参数序号 气囊的工作高度 H（m） 工作压强（MPa）气囊承载力（t/m）1 0.2 0.17 27.24蒙 西 华 中 铁 路 洞 庭 湖 大 桥 3#
12、墩 围 堰 下 水 施 工 工 艺102 0.4 0.17 21.793 0.6 0.17 16.34气囊的有效工作长度为 8m、工作高度 0.6m，则单个气囊的承载力为：g=816.34=130.72（t）。5.5.2 气囊用量的计算气囊的工作高度 H 取为 0.6m，下水的整体重量 G1200t，围堰的托板的有效长度为 42m，按每隔 3m 布置一个气囊，则可布置气囊总数为28，则气囊的安全系数 K 为：K16.34828G3.05K 01.21.4（常规情况）考虑到围堰箱体底部结构局部强度的不均衡，通过更多的气囊来分配围堰的重量，使局部的受力减小。由以上计算可知，选用 28 个气囊是安全可靠的。5.5.3 围堰下气囊布置、充气围堰拼装完后，在围堰下的支承点间布置气囊，根据现场钢凳的布置，每 3.0m 间距布置一个气囊，对局部超过气囊承载高度的一些位置，采用气囊下垫沙包的方法进行将围堰顶起去除钢凳。气囊布置见“图 5-4”。气囊在充气前，必须先布置好地锚及卷扬机等装置，将围堰锚固牢靠，使其在被顶起后不向前滑动。气囊充气的顺序应尽量对称、分散，相邻的气囊分成两批次充气，当围堰下的气囊充气至围堰被抬起至 0.6m高左右后，此时，围堰脱离支承点约 20cm，拆除钢垫板下的钢凳支承。支承点需清理干净，并作地面平整，以不影响后序的气囊滚动。
