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深水位高流速水域超长护筒安放及构建施工平台新方法

徐小波 徐咏梅
  
安家(建筑与工程)
2022年7期
黄河建工集团有限公司 河南 郑州 450000

摘要:大藤峡水利枢纽坝下交通桥黔江特大桥主桥桥址处河床高程16.4m,主墩处流速约3m/s;汛期十年一遇水位40.922m,流速4-5m/s。因Z7#墩位于黔江主航道,水深流急,河床无覆盖层,桩基施工平台需在水深达12.2-18.7m,流速约3m/s的主河道构建,采用国内外传统的先做施工平台,再安放护筒的方法,需在钢栈桥上对超长护筒进行分节、对接吊装,安全风险较大,施工周期长,无法满足施工节点要求,同时由于钢护筒直径较大,受高流速江水影响,钢护筒定位精度较低,因此项目部组织人员进行技术攻关,率先提出了深水位、高流速水域超长护筒安放及构建施工平台新方法。

关键词:深水位;超长护筒;施工平台构建

一、超长护筒施工平台方法

1 超长护筒安放及构建施工平台新方法工艺流程

施工准备→28.8m长护筒制作→导向架安装→转运及竖起→长护筒安放→矫正并固定→长护筒入岩→钢管桩插打及施工平台铺设→桩基施工。

2 超长护筒安放及构建施工平台施工方法

2.1施工准备

(1)现场测量水深,确定超长护筒长度,计算护筒重量,选用合适吨位的浮吊船。Z7墩处护筒长度需28.8m,护筒直径2.8m,采用16mm钢板卷制而成,重约31.8吨。

(2)优化护筒设计图纸,将超长护筒制作成7.2m短节,以便于加工和运输。

(3)做好技术交底和安全交底,检查水上作业、高空作业等各项安全防护措施和应急预案准备情况,确保施工质量、安全。

2.2 28.8m长护筒制作

在护筒加工厂将护筒分节预制,每节7.2m,用载重汽车运输至左岸岸边临时码头,将短节护筒拼装成超长护筒,。

2.3 三导向导向架安装

在钢栈桥桥面和纵向平联上分别设置2层开口向下游的U型导向架,测量人员坐吊篮精确定位,确保两层导向架位置满足护筒安装精度要求,在浮吊船头设置Y型导向架,长度刚好能保持护筒垂直悬吊,详见图2。

2.4 转运及竖起

护筒在左岸临时码头对接成超长护筒后,在护筒内部每7.2m设置一层内撑,在护筒外侧1/3、2/3处分别设置吊耳,浮吊船平吊过江,运输至右岸临时码头,解除内撑,割除吊耳,在护筒口设置吊点,将护筒竖起,竖起后,检查护筒情况,并及时作出调整,使护筒刚好放在浮吊船头导向架内,并保持筒身竖直。

2.5 长护筒安放

浮吊船和刚栈桥上分别采用对讲机联系信息,安排专人指挥,进行长护筒安放施工。首先,指挥人员指令浮吊船开动徐徐靠近施工区域,距安装位置30m处停止靠近,并调整马力使浮吊船停滞。船员开动小船,将缆绳绑在钢栈桥钢管桩上,开动卷扬机,配合浮吊船缓缓靠近钢栈桥,并修整位置,使护筒紧贴钢栈桥上导向架内侧横梁。

卷扬机收紧缆绳,将浮吊船固定牢靠,缓缓落钩下放护筒,使钢护筒入水,并沉放至河床。

2.6 矫正并固定

入水后,护筒受水流冲击,会连带浮吊船一起向下游挪移,需对其进行矫正。待护筒下放至河床后,船员开动浮吊船,将护筒提起30cm,向上游顶推,收紧缆绳,使护筒紧贴钢栈桥上导向架,将护筒重新下放至河床,测量人员观测护筒垂直度和中心点位置,符合桩基施工要求后,方可固定。若位置或竖直度不满足桩基施工需要,需将护筒提起重新矫正后落下,必要时,人工用倒链配合矫正,直至满足桩基施工需要为止。

2.7 长护筒入岩

护筒全部安装完毕,开始护筒入岩处理。先在上下导向架上分别焊接矩形限位框,确保解开护筒锁定时,护筒移位在允许范围之内。

限位框安装完毕,在护筒口架设冲击锤,锤头直径比护筒内径小3cm,小幅冲击河床,进尺30cm,调离锤头,解除护筒的临时固定,用振动锤震动护筒上口,使其徐徐下落。重复架设冲击锤,继续小幅冲击河床,使护筒入岩2-5m。护筒内泥浆面高度比江面高出1m左右,并能长时间保持泥浆面不下落,可确认护筒底部无漏浆孔洞,入岩施工完成。否则,应继续入岩操作。该护筒入岩完毕,将其与周边钢管桩可靠焊接,使其形成整体,以增加施工平台稳定性。解开的护筒重新牢固锁定后,方可进行下一护筒入岩操作。

2.8 钢管桩插打及施工平台铺设

长护筒需要单根拼接成型,护筒安装中间有一周停顿时间,可构建部分施工平台,使施工平台的构建和长护筒安装同步进行。

一排护筒安装完毕,在护筒四周插打施工平台钢管桩,并入岩4-8m,焊接平联节分配梁、架设承重贝雷片、铺设平台工作面板,完成施工平台构建,再继续长护筒安装,待长护筒安装完毕,施工平台也铺设完成,长护筒和钢管桩相互依存,牢固连接。

平台钢管桩纵横向平联和超长护筒、支栈桥钢管桩平联焊接,和主栈桥断开,便于桩基施工完毕后,拆除施工平台。

二、主要创新点

1、采用三导向定位法,相比常规方法,护筒定位更容易实现、精度容易保证。

2、采用超长护筒整体安放,相比常规分节方法安放,护筒自重大,稳定性好。

3、采用超长护筒安放及构建施工平台新方法,比常规方法,减少了劳动力及设备投入,节约了施工成本。

4、采用超长护筒安放及构建施工平台新方法,提高了施工效率,较好地缩短了工期。

5、采用超长护筒安放及构建施工平台新方法,长护筒入岩后与施工平台连接为一个整体,抵御洪水冲击能力更强。

三、运行情况

超长护筒安放及构建施工平台的构建比业主原定节点工期提前了12天,安全、高效地完成了施工平台构建及超长护筒沉放任务,超长护筒安放及构建施工平台新方法在类似工程中值得推广。

四、取得的效益

采用常规超长护筒安放及构建施工平台方法,工期不满足施工节点要求,导致后续墩身浇筑也将无法在汛前完成,总工期难以保证,造成的损失难以估量。

采用超长护筒安放及构建施工平台新方法可以节省9.1万元,节省了40.6%的构建成本,同时还得到节点奖金10万元,经济效益和社会效益较好,对今后类似工程施工有较好的参考价值,效益估算详见下表。

参考文献

[1] 巩明, 潘剑峰, 郝闯,等. 一种深水急流条件下大直径钢护筒安放的施工装置及方法:, CN111058441A[P]. 2020.

[2] 张道彬, 吴道沅. 深水域无覆盖层钢护筒施工技术[J]. 中国建筑金属结构, 2013(02X):3.

[3] 陈成, 杜松. 黄河大流速不通航水域钢护筒施工技术[J]. 施工技术, 2018(S1):3.

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