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        大直徑圓形雙壁鋼圍堰施工定位技術

        2020-06-02 07:38:14趙忠文
        四川建材 2020年5期
        關鍵詞:測量施工

        趙忠文

        (中鐵一局集團第二工程有限公司,河北 唐山 063000)

        1 工程概況

        新水東大橋處在福建省南平市延平區(qū),河道內(nèi)表面水流較緩,河底水流較急。采用圍堰施工,施工工藝流程見圖1。

        圖1 圍堰施工工藝流程

        3號、4號橋梁主墩位于建溪河道內(nèi),其中3號橋墩水深為15 m,4號橋墩水深為6.6 m。3號、4號橋墩雙壁鋼圍堰頂面標高按不低于+64.5 m控制,均采用圓形結構,內(nèi)徑為23.874 m,外徑為26.738 m;3號橋墩雙壁鋼圍堰高度為16.5 m,封底厚度為3 m;4號橋墩雙壁圍堰高度為8 m,封底厚度為2 m。

        2 鋼圍堰定位

        因大直徑圓形雙壁鋼圍堰自重比較大,施工定位相對困難,所以鋼圍堰定位及著床就位是否能順利進行,是整個圍堰施工能否成功的關鍵工藝。 本文就圍堰的定位設備,定位要求、措施及監(jiān)控量測等技術進行闡述。

        2.1 圍堰吊裝

        錨纜系統(tǒng)配一臺5 t卷揚機,錨纜采用Φ19.5 mm鋼絲繩。3號墩鋼圍堰底腳標高相同,20 t浮吊直接吊裝即可,4號墩鋼圍堰底部采用高低刃腳結構,拼裝時需搭設鋼管架和型鋼支墩作為臨時支撐。單元塊拼裝完成后,安裝圍堰起吊設備和系統(tǒng)。利用浮龍門滑輪組起吊鋼圍堰,使其脫離拼裝平臺5 cm后,再拆除浮平臺腹內(nèi)的拼裝平臺。4號墩鋼圍堰由于受自身重心偏移及滑輪吊鉤固定的影響,圍堰不能一次平穩(wěn)起吊到位,需要通過多次調(diào)整起吊滑輪鋼絲繩長度,確定鋼圍堰的起吊重心,確保鋼圍堰起吊和下放時平衡。

        2.2 圍堰錨固

        2.2.1 重力錨預制

        水中重力錨尺寸為2 m×2 m×1 m,單個重量為10 t。采用1215定型鋼模組拼模型,底層設置Φ16螺紋鋼筋外,其余部位均設置Φ12螺紋鋼筋。重力錨結構見圖2。

        圖2 重力錨結構圖

        2.2.2 重力錨布置

        每個船體上游拋2個10 t重力錨,下游拋2個10 t重力錨。重力錨與3 t錨機連接,連接纜繩采用Φ19.5 mm鋼絲繩,長度為180 m。

        2.3 鋼圍堰定位設備

        鋼圍堰底節(jié)起吊后,撤出平臺貝雷梁,采用浮龍門滑輪組緩慢下放鋼圍堰底節(jié),使其靠自身浮力懸浮于河面上,再采用機動舟托拽鋼圍堰底節(jié)至導向船內(nèi),然后拼組導向船前后連接的貝雷梁,最后利用I30b工字鋼在導向船四個角設置斜撐頂住鋼圍堰,以限制鋼圍堰漂移范圍,起鋼圍堰下沉時的導向作用。用導向船頂推浮運至墩位處后拋錨進行錨定,即上游設2個重約10 t的重力錨,下游拋2個重約10 t的重力錨進行定位,錨纜采用Φ19.5 mm鋼絲繩,并在拋錨位置設置浮標。

        焊接節(jié)段圍堰通過運輸浮船調(diào)運至設計的橋梁基礎位置后,采用20 t浮吊作為起吊設備,采用水平環(huán)向對稱的方式進行圍堰的接高。用處于懸浮狀態(tài)的圍堰頂上的拉纜通過10 t手拉葫蘆進行調(diào)整,校準后緩慢下降,以便檢查圍堰外側是否對攏。必要時重新吊起調(diào)整,如發(fā)現(xiàn)有卡殼現(xiàn)象,應及時停機處理。

        2.4 鋼圍堰定位控制

        2.4.1 鋼圍堰位置定位測量

        定位測量大直徑鋼圍堰的位置,并按照驗收標準進行全面檢查,檢查在標準范圍內(nèi)后,放松吊點,使鋼圍堰緩慢下降,每下降一定深度,就要全面檢查是否漏水,若發(fā)現(xiàn)漏水,必須吊起補焊后方能繼續(xù)下水,直到吊點全面放松,鋼圍堰自浮于水中,全面檢查合格后,方可拆除吊點。鋼圍堰在加水下沉過程中,采用岸上儀器觀測站隨時跟蹤觀測,對檢測結果及時修正并采取措施調(diào)整。重復以上操作過程,達到焊接高度,以滿足設計施工要求。

        2.4.2 現(xiàn)場拼焊鋼圍堰質量控制方法

        1)直徑尺寸和垂直度控制。調(diào)平后,用鋼尺進行尺寸檢查,利用垂直度測量儀器進行垂直度檢查。為滿足規(guī)范要求,可以進行微調(diào)。

        2)焊接質量控制。要求采取必須的措施使上下對齊、對準,以便保證水密性良好。

        3)焊縫檢查。必要的時候需要做滲透試驗,對于檢查不合格的必須進行補焊。

        2.5 鋼圍堰測量定位

        2.5.1 鋼圍堰就位下沉

        鋼圍堰在加水下沉過程中,采用岸上儀器觀測站隨時跟蹤觀測,對檢測結果及時修正并采取措施進行調(diào)整。重復以上操作過程,直至上下兩節(jié)圍堰接縫滿足設計施工要求。

        2.5.2 鋼圍堰正式定位

        鋼圍堰下沉后進行正式定位,利用全站儀坐標放樣控制圍堰的位置,圍堰的垂直度測量則是用水平儀對圍堰水平高差進行測量和計算,進而使圍堰與墩位中心的偏差控制在圍堰高度的1/50。

        2.5.3 鋼圍堰測量與調(diào)整

        根據(jù)監(jiān)測的結果,通過調(diào)整錨纜繩的方式使圍堰進入設計的位置;通過調(diào)整上下纜繩,使鋼圍堰處于垂直位置,確保圍堰與墩中心同心。鋼圍堰的位置、垂直狀態(tài)測定后,繼續(xù)在鋼殼內(nèi)灌水下沉至設計位置。另外,需要采用卷揚機和水中錨碇來牽拉等方式對圍堰進行準確定位,以免鋼圍堰下沉到位以后,在受到水流沖擊、船只碰撞等情況下發(fā)生定位不準確問題。

        若發(fā)現(xiàn)鋼圍堰有一部分已經(jīng)下沉接觸到巖面,如繼續(xù)下沉可能發(fā)生傾斜,可安排潛水員水下檢查鋼圍堰刃腳著床是否滿足設計要求,根據(jù)檢查的情況,如有必要,可以采取措施進行清基或封堵,以便確保圍堰的就位穩(wěn)定并確保施工安全。此刻鋼圍堰處于懸浮狀態(tài),清基或封堵完成以后,再次測量并進行詳細檢查,同時快速向鋼圍堰隔艙內(nèi)注水并進行壓重,在觀察圍堰迅速穩(wěn)妥地下沉到河床底巖面后,在刃腳與巖面縫隙較大處,采用水泥砂包迅速封填,以免圍堰外泥砂流入。鋼圍堰下沉安裝后的允許偏差為:①標高:±15 mm;②模板內(nèi)部尺寸:±30 mm,兩對角線的差異±1%;③軸線偏位:±15 mm;④傾斜度:0.3%H且不大于20 mm(H為承臺高度)。

        3 結論及建議

        采用周密的組織方法、合理的施工順序、科學的管理方法、嚴謹?shù)亩ㄎ豢刂拼胧?、先進的施工控制技術后,3號橋墩、4號橋墩鋼圍堰下沉安裝經(jīng)過測量標高的偏差是10、11 mm;模板尺寸偏差是20、18 mm;軸線偏差為11、9 mm;傾斜度為10、12 mm,均在允許的偏差范圍內(nèi)。為更精準定位,建議采用差分GPS技術,通過GPS的RTK功能,配合高精度數(shù)字測深儀、計算機及相應的數(shù)據(jù)分析軟件,對鋼圍堰范圍內(nèi)河床表面地形進行加密測量。另外,通過潛水員下潛至水底河床面,對測量范圍內(nèi)河床表面的實際地質情況進行探測,探明河床表面是否為裸巖、是否有淤泥覆蓋層、淤泥覆蓋層大體厚度多少,并做好記錄。同時,要求通過水下照相或水下攝影的方式,將水底河床信息存底作為參考依據(jù),結合水下地形情況進行鋼圍堰加工,以確保圍堰和地形結合,更能精準定位。

        由此可以看出,雙壁鋼圍堰定位精度達到了設計要求,經(jīng)過檢測各項質量指標達到合格標準,圓滿完成了大直徑鋼圍堰定位控制,為今后同類工程提供了一定的經(jīng)驗。

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