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某长江大桥X墩底节钢围堰实施性施工组织设计

6#墩底节钢围堰实施性施工组织设计

第二章6#主墩基础施工方案 1

第三章6#主墩底节钢围堰制造及下水 1

一、6#主墩底节钢围堰制造 1

GB51433-2020 公共建筑光纤宽带接入工程技术标准及条文说明.pdf二、U型浮箱的设计及制造 2

三、底节钢围堰下水前的准备工作 2

四、浮运时间及潮位选择 3

五、底节钢围堰滑移下水 4

六、围堰下水呈悬臂状态计算 6

第四章6#主墩底节钢围堰浮运 7

二、辖区及航道概况 7

第五章6#主墩底节钢围堰定位 9

一、6#主墩锚碇船舶设备 9

二、6#主墩底节钢围堰定位 14

第六章人员组织及管理体系 15

第七章安全质量（环保） 15

一、制作及滑移下水时注意事项 15

二、浮运时注意事项 16

三、围堰定位时注意事项 17

四、环保、健康注意事项 17

二、底节钢围堰下河配套设施计算单 19

三、底节钢围堰锚碇系统计算单 19

四、xx桥6＃墩围堰下水、浮运、定位应急预案 19

xxxx长江大桥位于既有xx长江大桥上游约20㎞的xx桥位，已经建成的xx长江三桥位于本桥位下游1.55㎞，距长江入海口约350公里。xx桥位是规划中沪汉蓉铁路和xx市地铁跨越长江的越江通道。

第二章6#主墩基础施工方案

6#主墩总体施工方案为：底节钢围堰在岸边场地进行拼装、整体下水后浮运至墩位处，通过锚碇系统定位，插打定位钢护筒，围堰挂桩形成钻孔平台，边插打钢护筒边进行钻孔桩施工，待钻孔桩施工完成后，大型吊船水上接高第二节围堰，解除挂桩，围堰下沉着床，采取吸泥、射水、压重等措施快速下沉围堰至设计标高，封底，围堰内抽水，在无水状态下施工承台和墩身。

第三章6#主墩底节钢围堰制造及下水

一、6#主墩底节钢围堰制造

钢围堰其外形尺寸为80.2m×38.2m(长×宽)，由双层壳体组成，分底节和顶节两个节段。底节高为14.5m，重约1810吨(不计刃脚混凝土重量)，分108个单元（含下层内支撑），其两端半圆中间为矩形的内、外环双壁自浮式钢结构，外环总长80.2m，总宽为38.2m，内外环间距为2m，见附图二：6#主墩围堰总体布置图。

钢围堰由中铁大桥局第四工程有限公司在浦口大桥船厂制造，浦口大桥船厂位于xx长江大桥上游1.5km处，在改造后的钢梁运输码头上游600m处(见附图三：钢围堰制造场地平面及水域水深示意图)，钢围堰完工后由委托大江船厂负责顶升滑移下水和xx港轮驳公司负责安全浮运到xx桥址，并协助其安全定位。

底节钢围堰制造、下水工艺流程为：工厂分块制造―→下河码头整体拼装―→浇筑刃脚混凝土―→渗透试验―→三隔仓刃脚混凝土灌注―→安装牵引和气囊装置―→围堰下水。

二、U型浮箱的设计及制造

围堰底节重量达1710余吨，受围堰制造、滑移下水场地、技术及安全性要求限制，围堰滑移下水坡道不能过大，而在没有动力协助的情况下，在坡度较小坡道上围堰重力下滑分力不足以克服下滑阻力滑下水，采用在围堰底加垫气囊的方法可以大大减少围堰下滑阻力，保证围堰滑移下水。但在1:28坡度下，仅依靠其自身浮力很难完全入水，故采用在钢围堰底加设浮箱，以提高其下水时的浮力。另外由于围堰底部为刃脚结构，采用刃脚底下加垫浮箱避免气囊直接与刃脚接触，防止局部受力过大导致气囊破坏，如此也可降低地基应力减少地基处理工程量，在浮箱与围堰刃脚之间设置临时钢支撑以保证围堰刃脚受力安全。浮箱重量见表1所示。

浮箱总设计总重：200.8t，围堰总重1710t。

关于浮箱部分设计计算内容如下见附件2：

三、底节钢围堰下水前的准备工作

采用浮箱可以提高其下水时的浮力，依靠围堰自身重力下滑的方法使围堰下水，钢围堰下水时，通过钢索牵引控制下滑速度等措施，将该围堰安全送入水中。钢围堰的下方增加的U形的浮箱在围堰下水后，灌水自行下沉，脱离钢围堰，然后钢围堰再作为浮运的个体漂浮在水域中。

浮箱底部垫入气囊，气囊充气达到一定压力后，浮箱及围堰重量通过气囊传递到地面，气囊在受压情况下为近似椭圆形，围堰及浮箱在较小坡度下即可依靠其自重在气囊上滑移下水。由于围堰下河处地势较平缓，现场坡度不能满足气囊法下滑的坡度要求，所以需对原地面进行处理，在横向100m范围内将坡度修整为1：28，以便于围堰下水。

(1)高1m，宽5.4m的U型浮箱在围堰下水工作中作为围堰的承载梁，并在下水后为围堰提供浮力。

(2)在下水区的前沿开挖一个离水面高度为7m的围堰自浮区，以保证围堰依靠自身的浮力浮于水中，从而有效地保证围堰安全拖运至桥墩处。

(3)采用φ1.5×7m以上的滑动气囊约50只，将其中36只左右对称均布于已建造完毕的围堰与浮箱的底部，以支撑围堰及浮箱，剩余放在围堰艉端作为预备倒用，见附图四：下水设备布置图。

(4）在滑道区后端左右对称各设置一只牵引地牛，通过滑轮组以控制围堰与浮箱的下滑速度，调整滚动气囊的位置，完成其下水过程。

(5)在浮箱上设置牵引耳板，提供地牛牵引索的附着点，以使围堰及浮箱平稳入水。

(6)对参与围堰滑移下水的人员进行技术交底并明确分工，职责明确，围堰滑移下水现场人员组织见表1。

四、浮运时间及潮位选择

钢围堰从垫入气囊开始充气到完全下水成自浮状态需要3天时间，下水后浮箱灌水下沉预计亦需3～4小时，浮运时间约4小时。具体参见考进度计划表。

虑到晚间作业难度较大及安全因素，自钢围堰下水成自浮状态后，靠泊中铁大桥局第四工程有限公司浦口大桥船厂的趸船上，由xx港轮驳公司拖轮现场协助监护，浮箱脱离后，翌日再实施浮运。

表1围堰滑移下水现场人员组织

围堰下水后要及时浮运到墩位处定位，所以下水时间及潮位选择要结合浮运要求考虑。根据围堰下水悬臂和水岸线处气囊受力特点，围堰下水悬臂约60米时应尽可能多地垫入气囊，所以要根据农历日期尽可能选择在围堰达最大悬臂时恰为最低潮位，然后开始在后仓灌水，当灌水过程中开始涨潮，注水完成后潮位达到最高也是就围堰艉端浮箱浸入水中最深浮力最大，从而在拖轮协助下较容易下水成自浮状态。浮运实施过程中，根据钢围堰形状特点，以偏西北风1～2级为宜。围堰入水作业水域距长江大桥上游约1500米，钢围堰入水深过6米，加之体积庞大，钢围堰船队的占水直径为580米左右，占水面积达47120m2(尚不考虑水流压力造成的船队偏移)，根据大桥北侧水域过水断面的流速与距岸的距离成正比，在下水的一刹那，尾部受流压影响可能会很快向下游甩去，与江流的过水断面主流质点的连线相平行。为安全起见，宜选择即将涨平潮或即将退潮的有利时机下水，（xx港的潮汐资料见表2：xx港区各主要地区潮汐表)。

表2：xx港区各主要地区潮汐表(本表中水位高程为吴淞高程)

五、底节钢围堰滑移下水

围堰制作完成后，报检经监理检查合格并签证后，对围堰滑移范围内的场地进行清理，保证无杂物尤其是可能戳破气囊尖锐物，挂好地牛钢丝绳，然后在浮箱下的钢凳间安装气囊，安装完成后开始充气，当气囊高度达到0.8m左右时顶起围堰抽去钢凳，各项准备工作完毕经检查符合下河各项要求，开始按设计要求速度滑移钢围堰。每当围堰滑移5～6米时，及时向围堰艉端垫入气囊并及时充气，艏端气囊滑出围堰时，倒到围堰艉端备用。当围堰艉端滑到水面上时，此时无法再垫入气囊，随着围堰的继续前移，围堰成悬臂状态，且围堰艏端气囊不断滑出，围堰底所垫的气囊数量逐步减少，单个气囊所承载的压力也随之加大，此时可通过调整气囊内的气压方法保证承载力的均衡，当围堰悬臂约接近60米时，可通过在围堰艉端圆弧端隔仓内注水的方法，调整围堰艏、艉重量差使围堰保持一定的角度、顺利滑移入水，见附图五：围堰滑移下水施工步骤图。当围堰悬臂较大时如因气囊承载力较大陷入江滩地基中等导致滑行阻滞，可在钢围堰下滑入水40～50米时，宁港拖3001即行编队，将缆绳带到钢围堰的右舷首部约三分之一处的系缆柱上，以牵制钢围堰，以帮拖形式助其入水，防止围堰随水向下游漂移并协助靠泊。趸船定位强度、系缆设备的强度必须符合有关系缆工作的要求，并要有足够的水深，其水深不小于7.5米。

由于底节钢围堰尺寸和重量规格较大，下河过程控制较难，采用拖轮导向、地牛控制下滑速度的方法，U形浮箱的两端及钢围堰的尾部必须有钢索牵引，滑放速度必须借助自然坡岸的斜度和调节气囊的高度，以最小惯性下滑，以防失控。

当钢围堰完全成自浮状态并基本领顺稳定后，岸上下水用的连接钢丝绳解除收回，挂在浮箱上的一截不能解除的短钢丝绳可通过事先挂在短钢丝绳上麻绳将短钢丝绳牵引到围堰上，以防缠入拖轮螺旋浆。然后宁港拖2004轮即驶向钢围堰的尾部，带首交叉缆，首八字缆。2003轮在钢围堰左外侧，3001轮以最慢的速度向上游拖。2004轮在尾部用车控制，整个队形与定位趸船保持横距约30m，避开定位趸船的首尾锚。3001轮降至最低速度，以保持航向与尾拖缆不缠车叶为准，2004轮制动，使钢围堰仅有极小进速，并控制船位徐徐靠向定位趸船，2003轮在钢围堰左前1/3处用微速顶使钢围堰平靠定位趸船，钢围堰带首引水缆、包头缆、尾缆、尾倒缆。首引水缆、包头缆的一端先固定在钢围堰上面，另一端引上定位船系牢。当首引水缆、包头缆带好后，3001轮与钢围堰连结的拖缆解开，3001轮收回缆绳，靠妥系牢后2004轮适当放松缆绳，并执行监护。

由于围堰下水地点仅距大桥北堡约1500米，长江大桥唯一大型船舶、船队上水通航的桥孔(即第四孔)即在其下，因钢围堰体积庞大，在下水编队作业过程中，占据水域较大且时间较长，势必影响上水船舶航行，因此在作业前上报xx海事局的交管中心，届时由交管中心派海巡艇现场维护航行秩序(见附图六：围堰下水占用水域示意图)。

六、围堰下水呈悬臂状态计算

由于受场地和滑道处理范围限制，围堰在艉端滑到岸边支点后气囊即不能再垫入，随着围堰的继续下滑，直接承载气囊数量随之减少，此时围堰艉端开始浸入水中但浮力不足以平衡自重，围堰成一悬臂状态，围堰下水情况如下图1示：

图1围堰、浮箱下水示意图

表2围堰、浮箱下水过程浮力和气囊受力

表3典型工况下围堰的强度

围堰的应力强度＜235MPa，满足要求。

由以上分析可得，围堰在下水过程中，气囊承重处于安全状态。当悬出长度大于60m时，为安全起见保证围堰顺利下水，围堰艉端隔仓内需注水350t以维持一定角度，保持气囊受力在允许范围内。

钢围堰下水由拖轮浮运至临时趸船并与之固定稳固后（此时拖轮仍然处于工作状态），即可实施浮箱注水下沉脱离，浮箱注水见附图七：浮箱注水下沉示意图。浮箱注水下沉分五个区域同时进行，注水下沉，浮箱注水时注意其均匀对称性（安排4～6人，注水前，在围堰四周做好标记，注水过程中，测量围堰下沉同步情况），以免围堰侧倾或下沉不均损害围堰。测量检查确认浮箱注水下沉到河床后，自然条件良好后，才可进行钢围堰的浮运。待围堰浮运出去后及时进行浮箱的打捞，以免影响航道安全。浮箱的打捞，主要采用浮箱内抽水、补气的方法实现自浮。

第四章6#主墩底节钢围堰浮运

由xx长江大桥北堡上游约1500m的浦口大桥船厂浮运到xxxx长江大桥桥址，其航行路程约20余公里，航线路程见附图八：浮运线路图所示。

要求在浮运路程中，严格按《江苏段定线制航行规则》规定的通航分道和航路内行驶，并严格遵守《中华人民共和国内河避碰规则》、《长江下游分道航行规则》、xx港港章《“三、二、一”防碰操作规定》等各项安全航行法规制度。

本工程航行所涉范围属xx海事局管辖。

由xx长江大桥上游约1500m的浦口大桥船厂逆流航行，穿过xx长江三桥直到xxxx长江大桥桥址，全程约20余公里。其航道总趋势因受科里奥里力的影响，左岸平缓，右岸一侧较陡峭，形成南陡北缓的势态，该航段为长江干线，xx段的主干航道，水势相对平缓；江面唯潜州与宁港二公司下关段宽约1.5公里较狭窄，而且船舶密度较大，其中山码头过江轮渡往来穿梭，较为频繁，届时作业现场要求交管中心实行管制，确保围堰浮运及船只航行安全。

潜州上到xx航段，江面较为开阔，长江三桥的通航跨度和净空高度对钢围堰作业并无影响，不作考虑。围堰吃水深度约为6.0m，航路中有关水域的主航道，深槽水深均在10米以上，因此对钢围堰的航行不会产生过大的影响。

为保证钢围堰航行过程中的安全，确保万无一失，应对下水滑道周围的水域和所经的航路，事先用测量轮船作一次地毯式的扫描，选择最佳航路及增加施工人员、水手对下水滑道周围水域的了解。由于钢围堰在浮运航行过程中可能要占据其它船舶的通航分道，所以要求xx海事局的审批同意，必要时派海巡艇进行水上执勤及交管中心VTS全程护航监护，疏航以策安全。

因钢围堰体形特异且自重较大，入水深达6米，水阻力大，加上水面开阔，受风影响大，为此，拖运采用两艘操作性能先进的360度全回转拖轮负责浮运作业以确保钢围堰浮运的安全。

在浮运实施过程中，共计拟配备各类船舶八艘，其中大马力的拖轮五艘，交通联系船一艘、带缆艇一艘，测量船一艘，其总功率共计12000KW左右，具体船舶资料见表4所示。

表4浮运船舶型号一览表

1．拖带形式及拖运方案

根据钢围堰的形体和作业水域的特点，经我部及专家组经过充分的论证和研究后决定采取吊、绑结合的形式。因钢围堰形体特异，且无舵等操纵设备，运作迟缓，惯性较大，采取操纵性能最先进的360°全回转的宁港拖3001，首吊拖，以稳定航向，控制前进速度。钢围堰后圆端两侧分别由宁港拖1003、宁港拖2004两艘大马力拖轮左右挟持，既能控制航向，又能增加稳性，便于控制船位。为确保万无一失，特选派与宁港3001同为360°全回转性能的2003吊绑在钢围堰尾部，顶推以稳定船位，又兼作监护，以保证船队在预定的航路中安全航行，到达定位地点后(蒙)12D4 电力与照明配电装置，首拖轮解缆参与现场监护。

在拖运过程中，宁港1008号轮在船队旁左、右游弋、护航，以应急需，以确保万无一失。有关拖运船队队形的各种参数见附图九：船队编队平面布置图所示。

围堰下水后第二天，由宁港拖3001领头、吊拖，宁港拖2004轮绑靠在钢围堰的左舷，宁港拖2003轮顶绑在钢围堰的尾部，当船队驶出一定水域时宁港拖1003轮及时靠绑在钢围堰的右舷。编妥后，船队驶入航道，按设定的航路行驶。为保证钢围堰在航行中的稳定性、防止颠簸，航行速度控制在4公里/小时左右，以确保安全并由xx港轮驳公司测量船港工103轮全程领航。

钢围堰浮运到位后通过定位船、过缆到钢围堰后，xx港轮驳公司船舶即行解队，精确定位即可实施下沉方案。

第五章6#主墩底节钢围堰定位

一、6#主墩锚碇船舶设备

为了不影响底节钢围堰的定位JB／T 13953-2020标准下载，在6#主墩底节围堰浮运前需进行锚碇系统的定位施工，抛锚定位施工所用船舶见表5。

表5抛锚定位船舶设备表

1．6#墩定位系统设置