套箱围堰施工方案

1、工程概况

绍兴 ****公路，全线全长为22.5KM，该标段为三标，线路长度为2.22KM。

沿线在跨越杭甬运河时有两个水上墩柱，围场河常水位标高为+2.0m，河床底标高-1.0m，两个水上承台底标高为-3.700m，承台位于水面以下近6m。由于施工时围场河必须满足通航和泄洪的要求，因此两个承台施工时采用钢套箱围堰施工。 2、钢套箱施工 2.1钢套箱设计

钢套箱设计主要考虑钢套箱抽水后承担的土压力和水压力的合力，另外要考虑施工起吊、定位及混凝土浇筑压力等因素，钢套箱内径根据设计承台的平面尺寸，为矩形6.7Mx6.3m，每侧预留宽度为0.15m。 钢套箱下沉到位后顶标高为+2.4m，底标高-5.1m，总高度7.5m，总重量约为35t，钢套箱内外壁距离23.2cm。

为方便运输和吊装下沉，钢套箱分成三节制作，第一节高度3.5m，第二节高度2.0m，第三节高度为2.0m。钢套箱每块钢构件外层选用5mm厚内层选用6mm厚的钢板制作，工厂分块制作，每节由现场岸上拼装完毕后，采用50t履带吊整体吊装就位。钢构件之间当采用螺栓连接，联接处用2CM遇水膨胀橡胶条。 2.2钢套箱制作

（1）材料：所用的钢材和焊接材料符合设计规定，并且由厂家质量保证书。

（2）放样、下料：按照图纸尺寸，对面板及其它构件进行放样、下料，对于内外壁面板在加工图中必须考虑错开纵缝，防止应力集中。 （3）坡口加工：面板坡口采用刨边机加工，保证拼装和焊接质量。 （4）单块组装：单块构件的组装在平台上进行。将外面板、内面板和其他构件按图纸进行组装点焊固定。

（5）单块焊接：将组装好的单块钢构件进行焊接，焊接时采用合理的顺序和工艺，减少应力和变形，对于连接与面板（井壁）的焊接，两端留250mm待工地整体组装后再焊接。

（6）加固：为防止单块钢构件在运输和吊装过程中变形，对单块钢构件的开口用型钢进行加固。 2.3钢套箱运输

钢套箱单块钢构件重量5t左右。用履带吊吊装，每个钢套箱的第一节钢构件均运至岸边场地上进行整体拼装。第二节、第三节单块钢构件直接用岸边履带吊运至水上进行拼装。 2.4钢套箱拼装

（1）测量复核：拼装以前，在平台上预先测放出钢套箱打样，对单块的编号进行复核，防止误拼影响钢套箱精度。

（2）拼装顺序：现将一节的第一块钢构件吊放在平台上，将内、外井壁（面板）支撑牢固，并保持垂直状态，然后将第二块钢构件吊放在平台上，与第一块钢构件连接，调整好位置后点焊固定，并做好支撑。用同样的方法依次将剩余的钢构件吊放在平台上，使其组成一节整圈的钢套箱。

（3）整体焊接：调整其垂直、水平等各项数据使其符合标准。焊接采用合理的工序和工艺进行，每节先焊分块立缝，然后再焊节间环缝以减少焊接变形和压力。 2.5钢套箱安装 2.5.1定位桩（见图1）

利用已经施打的Ф630钢管桩作为定位桩对钢套箱位置进行控制，定位桩与钢套箱之间的工作距离为15cm，是钢套箱顺着定位桩就位和下沉。定位桩顶标高++2.85，桩底标高-14m。钢套箱下沉到位底标高为-5、3m，确保定位桩在钢套箱下沉到位后入土深度大于8.5m。 2.5.2钢套箱起吊、就位

钢套箱第一节重量小于20t，整体起吊就位是关系到钢套箱能否顺利下沉的关键。采用50t履带吊起吊就位。履带吊作于幅度6m，臂长16m，能够满足起吊要求。

为确保钢套箱在吊运及下沉过程中不变形，在钢套箱内部勇20# H型钢安装斜撑、纵向加强撑及横向加强撑，每节设两道支撑，第一节两道之城分别设置为承台顶及承台垫层底位置，避免影响混凝土结构施工。

2.6钢套箱下沉

施工工艺流程简图2所示 2.6.1第一节钢套箱着床

在钢套箱就位前，钢套箱位置已清除障碍物，钢套箱第一节吊装进入定位桩范围后，尽量调整其位置误差到最小，使其刃脚稳固落于河床。

2.6.2第二节第三节钢套箱连接

第二节钢套箱拼装连接时，应确保在每天的低水位进行，且第一节钢套箱顶部应路出水面。 2.6.3钢套箱下沉计算

（1）土与钢套箱外壁摩擦阻力计算： T=U X h0 X f

公式中：U为钢套箱外壁周长，m，取27m；h为钢套箱入土深度，m，取4.3m；穿越②3层为2.4m，穿越③1层为1.4m，③2层为0.5m；f为土与钢套箱壁摩阻系数，KN/m2，②3②2层取砂土11.8kn/m2，③1层取粘土层24.5JN/m2，按照下沉5m的摩擦三角形分布，则平均摩阻系数为土层摩阻系数的1/2。 可得：

摩擦力：T=U X h0 X f=27X(1.4X12.25+2.9X5.9)=925(KN) （2）浮力计算： B=V X ρ

公式中：V为钢套箱入水的体积，水位去+2.0m，水深3m，第一节、第二节双壁钢套箱完全入水，第三节下沉后水面外露0.7m，下沉过程中内外水位高度保持一致；ρs为水密度，该工程为1t/m3. （3）钢套箱下沉需要压重： X=K X T + B – Q

公式中：K为钢套箱下沉系数，取1.15；T为土与钢套箱外壁摩擦阻力，为92.5t；B为钢套箱下沉过程中所受最大浮力，为18.63；Q为

钢套箱重量，为50t。

需要压重：X=K x T + B-Q=1.15x92.5+18.63-50=75(t)

钢套箱第一节3.3m通过灌注混凝土压重下沉，混凝土重量27x0.23x3.3x2.4=59..6(t),第二节、第三节共4m，通过分阶段灌水压重下沉。 （4）钢套箱抗浮：

套箱沉到设计底标高-5.3m，封底混凝土浇筑后，套箱所受浮力：6.8x7.2x6.8x1=333（t），套箱自重50t，第一节灌注混凝土59.6t，封底混凝土：6.3x6.7x1.1x2.4=111.4(t),第二节、第三节灌水：27x0.23x4x1=24.84(t)

套箱封底后所受浮力：333-50-111-60-25=87（t），通过钢套箱与10根定位桩之间相互焊接，利用入土深度大于8.5m的定位桩来抗浮。 2.6.4钢套箱下沉

（1）每个钢套箱配置高压水泵（扬程120m，单机流量130m3/h）台、水枪（喷嘴口径12mm）2根，水力吸泥机（口径25mm）2台、高压输水管路和低压输泥浆管路及调节水箱。吸泥机及水枪布置在钢套箱中心附近，同时对称吸泥。吸泥机的吸水头应用绳子吊空，不应让吸水头埋在集泥坑的浮泥内导致土块堵塞吸泥头的网罩。为防止锅底坑中泥沙淤积，要经常用水枪在吸水头处冲刷搅动，使排水畅通。 （2）水力机械设施安装好后应进行负荷试运转，要保证设备能正常运转，水力吸泥机及水枪均应经过水压检验，检验压力为工作压力的1.5倍。