钢护筒下沉施工方案

苏通长江公路大桥D1合同段

钢护筒下沉施工方案

中铁大桥局集团苏通大桥D1标项目部

二OO四年八月

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目 录

第一章 工程概况及编制依据 ................................................................... 错误!未定义书签。

一、工程简介 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、地质条件 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 三、编制依据 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。

第二章 施工方案.............................................................................................. 错误!未定义书签。

一、施工测量 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、钢护筒施工 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

第三章 人员及机械设备配置 ................................................................... 错误!未定义书签。

一、人员组织 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、机械设备配置 ................................................................................................ 错误!未定义书签。

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第一章 工程概况及编制依据

一、工程简介

1、北、南主墩(即78#、79#墩)基础

北、南主墩采用42根D2.5～2.8m变直径钻孔灌注摩擦桩基础，梅花形布置。桩底标高分别为-106 m、-117m，桩顶标高为-4.0m,桩长分别为102m、113m,变截面高程分别为-35.6m,-34.2m。

2、北、南过渡墩(即77#、80#墩)基础

过渡墩采用D1.8m钻孔灌注桩分离式基础，每幅9根摩擦桩,行列式布置，桩顶标高为-3.0m, 桩底标高为-113m，桩长110m。

3、连续梁桥墩(即73#～76#墩)基础

73#～76#墩为分离式基础， D1.8m钻孔灌注桩，每幅9根摩擦桩,行列式布置。

73#～76#墩基础结构数据

墩号 73# 74# 75# 76# 桩径 (m) D1.8 D1.8 D1.8 D1.8 数量 (根) 9 9 9 9 地面标高(m) -2.8 -2.8 -2.2 -2.2 桩底标高(m) -96 -97.5 -97 -95 桩长(m) 93.8 95.3 94.8 92.8 说明 单幅 单幅 单幅 单幅 二、地质条件

苏通大桥地江三角洲冲积平原，第四纪地层厚度大，分布较稳定。 （1）73#、74#墩处地层沉积韵律较明显，从上至下依次分布的大致层位为：全新统地层（Q4）③～④工程地质层的淤泥质亚粘土、亚粘土及亚粘土夹粉砂；上更新统地层（Q3）⑤2粉细砂、⑥1中粗砾砂、⑥2粉细砂、⑦粉细砂、⑧1中粗砾砂、⑧2粉细砂；中更新统地层（Q2）⑨粘土及亚粘土、⑩粉细砂、(11)亚粘土及粘土、(12)粉细砂、(13)粘土及亚粘土、(14)粉细砂。

（2）75#、76#、77#、78#墩处地层沉积韵律较明显，从上至下依次分布的大致层位为：全新统地层（Q4）③～④工程地质层的淤泥质亚粘土、亚粘土及亚粘土夹粉砂；上更新统地层（Q3）⑤2粉细砂、⑥1中粗砾砂、⑥2粉细砂、⑦粉细砂、⑧1中粗砾

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砂、⑧2粉细砂。

（3）79#、80#墩处地层沉积韵律较明显，从上至下依次分布的大致层位为：全新统地层（Q4）③～④工程地质层的淤泥质亚粘土、亚粘土及亚粘土夹粉砂； 上更新统地层（Q3）⑤2粉细砂、⑥1中粗砾砂、⑥2粉细砂、⑦粉细砂、⑧1中粗砾砂、⑧2粉细砂；中更新统地层（Q2）⑨粘土及亚粘土、⑩粉细砂、(11)亚粘土及粘土、(12)粉细砂、(13)粘土及亚粘土。 三、编制依据

（一）《苏通长江大桥D1合同段招标文件项目专用本》

（二）《苏通长江公路大桥跨江大桥工程施工图设计第三册 辅桥》 （三）《苏通长江公路大桥D1标实施性施工组织设计》 （四）苏通大桥钻孔地质勘探资料

（五）《苏通大桥工程专项质量检验评定标准》

（六）国家、交通部颁发的现行设计规范、施工规范、技术规程、质量检验评定标准及验收办法。

第二章 施工方案

一、施工测量

施工平台建立后，通过GPS在施工平台上建立平面控制点，用全站仪坐标放样法来确定桩位。在施工平台上设置水准点，采用三角高程或其他方式测出水准点的高程。施工中按正常的水准测量，利用水准仪传递高程。需要注意的是须对平台上设置的水准点持续进行沉降观测，以便更好的控制施工。

1、钢护筒定位：采用坐标法在平台上分别测放出各护筒的设计纵、横轴线，在平台上做出油漆标记，并以此进行导向架定位，使导向架纵、横轴线与护筒设计轴线重合，在护筒下沉过程中由二台经纬仪前方交汇控制其倾斜度，同时校核护筒平面位置。

2、钢护筒插打到位后，利用GPS或全站仪测量护筒中心坐标，并与设计坐标比较以确定桩位偏差，单桩护筒中心允许偏位50mm。

3、钢护筒插打到位后，利用水准仪测量护筒顶标高，推算出护筒底标高，底标高允许偏差-50mm~50mm。

施工测量按《苏通大桥基础施工测量规则》和《苏通大桥基础施工测量实施细则》等有关要求执行，施工测量必须有两人及两人以上相互校核并作出测量和校核记录。

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二、钢护筒施工 1、钢护筒概况

78#、79#墩钢护筒内径为2.8m，壁厚20mm，护筒顶标高+6.7m，护筒底标高分别为-35.6m和-34.2m，护筒长度分别为42.3m和40.9m，单根护筒重量分别为58.8t和56.9t。护筒在工厂制作成2节，现场设一个接头，底节长度为27m，顶节长度分别为15.3m和13.9m。

73#~77#、80#墩钢护筒内径为1.95m，壁厚14mm，护筒顶标高+6.7m，护筒底标高-17.2m，护筒长度23.9m，单根护筒重量为16.2t。护筒在工厂制作成2节，现场设一个接头，底节长度为12m，顶节长度为11.9m。

2、钢护筒制造 ⑴钢护筒材料、规格、制造工艺必须符合设计和规范要求，材料需具有出厂合格证和检验报告，护筒采用Q235b钢材制造。 ⑵钢护筒由短节拼焊成吊装节，各短节钢护筒的纵向焊缝错开布设，间距不小于300 mm，并不小于1/8周长。钢护筒接口处均采用V型坡口，如右图(单位：mm)。 ⑶钢护筒在工厂内焊接成2节，现场设置1个接头，接头处护筒外侧壁板在工厂开好坡口，便于现场焊接,坡口尺寸同上图。 ⑷为避免钢护筒底口插打时变形，在护筒顶口和底口增加厚度为10mm，高度为300mm的包箍，增加护筒顶、底口的刚度。 钢护筒加工制作如右图所示： ⑸钢护筒的焊接均采用自动埋弧焊接 ，钢护底节开坡口详见1-1大样图顶节加劲箍δ=10mm钢护筒顶602 钢板V型坡口详图筒加工完成后，应进行下列检查：焊缝超声波探伤检查、圆整度（规圆）检查、轴心垂直度检查、直径检查、长度检查，符合验收标准后出厂。 钢护筒加工质量标准： 4 加劲箍δ=10mm钢护筒底2

管节外形尺寸的允许偏差 偏差部位 外周长 管端椭圆度 管端平整度 管端平面倾斜 允许偏差 ±0.5%周长，且不大于10mm 管径） 2mm 0.5%d，且不大于4mm 管桩成品外形尺寸允许偏差 桩长偏差 纵轴线弯曲矢高 +300mm，0mm 不大于桩长的0.1%，并不得大于30mm 对接管节相邻管径允许偏差 相邻管径偏差 ≤3mm 相邻管节对口板边高差的允许偏差 对口板边高差偏

焊缝外观允许偏差 缺陷名称 咬边 超高 允许偏差 深度不超过0.5mm，累计总长度不超过焊缝长度的10% 3mm 备注 测量外周长 直直径之差 0.5%d，且不大于5mm（d为椭圆度指管端两相互垂<2mm

表面裂缝、未熔合、未焊不允许 弧坑、表面气孔、夹渣 不允许 3、钢护筒的运输

钢护筒加工完毕并经工厂质检人员验收合格后，采用运输船舶将钢护筒运到墩位附近。由于护筒直径大，为防止钢护筒在运输过程出现失圆，在钢护筒的上、下口及中间位置焊接十字（或米字）支撑，防止钢护筒变形。 钢护筒运到工地后应进行验收检查，验收标准同上表。

4、钢护筒的下沉 ⑴导向架的设计和制作

为确保钢护筒的沉放精度，特设计制作钢护筒下沉导向架。

由于主墩采用APE400型液压振动锤进行插打，该振动锤与护筒用液压夹持器连接后可用吊船吊着插打，对导向架的要求不是很高。主墩护筒导向采用上层导向和底层

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兜缆结合定位的方案。上层导向架设置可调的螺杆进行平面位置调整，使护筒定位准确，底层设置钢丝绳兜缆，用四个10吨手拉葫芦在四个方向带3～5吨以上的预拉力固定，防止护筒下端倾斜。主墩护筒导向如下图所示：

护筒插打导向示意图导向架总平面图千斤顶过渡墩及辅墩采用中-160型液压振动锤进行插打，该振动锤与护筒用液压夹持器连接后，吊船须松钩，所以对导向架的要求较高。过渡墩及辅墩导向架采用框架式结构，高6米，设置上下两层导向，导向设置可调的螺杆进行平面位置调整，使护筒定位准确。过渡墩及辅墩护筒导向结构如下图所示：

导向架立面图（1-1)千斤顶C3C6C6C2导向架平面图C2C3千斤顶C6C4C6C1护筒1千斤顶1C1C6C6C3C7C3千斤顶C76

⑵钢护筒下沉起重设备

主墩护筒下沉采用280t浮吊、150t浮吊或ZSL34300动臂塔吊作为起重设备，设备技术性能参数和船体尺寸如下：

“镇航工2028”号280t浮吊技术性能参数

主钩 44.4 20.1 160 38 26 120 58.8 9.4 180 副钩 52.6 17.5 120 46.8 24.9 100 39.8 31.1 80 吊高（m） 53.2 49.4 吊幅（m） 吊重（t） 5.8 280 13.4 200 注：1、吊高尺寸起吊时减去上耳及钩头滑轮尺寸。 2、吊幅为弦外幅度。

“镇航工2028”号280t浮吊船体尺寸表

船长（m） 50 型宽（m） 18 型深（m） 4.6 吊杆长（m） 50.8 “苏靖航工006”号150t浮吊技术性能参数

吊幅（m） 吊重（t） 20 150 23 100 27 5.5 30 72.5 34 60 “苏靖航工006”号150t浮吊船体尺寸表

船长（m） 51.6 船宽（m） 24 型深（m） 3.8 满载吃水深度（m） 1.8 ZSL34300动臂塔吊吊臂长37.5m，吊距为18.3m时最大起重量为65t，最大吊距为34m，起重量为30t。塔吊自重约210t，设4组走行轮箱，轨距10.9m，前后轮箱中心距10.9m，单个轮箱最大载荷为170t。动臂塔吊主要作为护筒起吊或打桩锤起吊的设备，不能作为打桩锤施振时的起吊设备。

过渡墩和辅墩护筒下沉采用60t浮吊作为起重设备，其技术性能参数和船体尺寸见下表：

“浮吊501”号60t浮吊技术性能参数

吊高（m） 吊幅（m） 28 22 主钩 28.15 副钩 30 30.6 7

吊重（t） 60 50 13 注：1、吊副为自回转中心起算。

2、吊高为自水面起算。

“浮吊501”号60t浮吊船体尺寸表

船长（m） 40 ⑶钢护筒下沉振动设备

振动锤应按其激振力P＞土的动摩擦阻力R进行选择。 激振力公式： P＞R=∑ LK×U×fk LK ：护筒在不同土层中的入土深度 U ：护筒周边长度

船宽（m） 20 型深（m） 3.4 设计吃水深度（m） 1.62 fk ：液化后不同土层的摩阻力

根据图纸资料计算得出：

①主墩R= 440t，钢护筒和锤重约106t，故需要激振力为440-106=334t，拟采用两台并联的美国APE400型液压振动锤进行插打，其技术参数如下：

偏心力矩：300kg.m 最大激振力：0t 系统振幅：30mm

尺寸（长X宽X高）=3050mmX3000mmX3700mm 悬挂重量：47.2t 0t＞344t,满足要求。

②过渡墩及辅墩R=180t，钢护筒和锤重约28t，故需要激振力为180-28=152t，拟采用一台中-160型液压振动锤进行插打，其技术参数如下：

偏心力矩：350kg.m 最大激振力：160t

尺寸（长X宽X高）=1630mmX1200mmX1961mm 电机功率：155kw 重量：11.2t

160t＞152t,满足要求。

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⑷钢护筒施振

①测量放线定好导向架平面位置，将导向架精确垂直定位于桩位并与钢平台固接，在钢护筒下放时能控制钢护筒的方向，使之沿着导向垂直入土。

②钢护筒吊装时，为保证钢护筒起吊时不变形，起吊时顶端吊点采用两点吊装，底部吊点采用一点吊装。护筒吊耳布置如下图： ③同时起吊顶部吊点和底部吊点，使钢护筒离开船体约2米，然后起升顶部吊点，底部吊点不动，使钢护筒由平卧变为斜吊，慢慢起吊到90°后，拆除底部吊点，割除护筒内十字支撑和底部吊耳，垂直起吊护筒入孔。

④主墩护筒插打

a、主墩护筒底节通过上层导向螺杆和底层兜缆调整好平面位置和倾斜度后，松钩下落，待护筒自重被土层摩阻克服不再下沉后，等上10分钟以上时间再解钩，以防钢护筒刚下去，河床短时间有较大冲刷，导致钢护筒产生自由不均匀下沉。

b、解除上部吊点，浮吊起吊打桩锤和液压夹持器及，安放振动锤时要对中，将液压夹持器和护筒壁夹紧连接，检查护筒平面位置和倾斜度，若满足平面位置偏差＜50mm，倾斜度＜1/200的要求，开动打桩锤，先进行点振，再连续施振，钢护筒在振动力的作用下下沉。若护筒平面位置和倾斜度超标，则利用浮吊连同振动锤一起提升护筒，使之脱离河床面，重新调整护筒平面位置和倾斜度，满足要求后施振。当护筒顶端距平台顶面约1.5m高时，停止下沉，将打桩锤和液压夹持器吊离护筒。

c、在底节护筒顶端焊接定位挡块，起吊顶节钢护筒，松钩下落，使之与底节护筒对位，调整护筒倾斜度和接头错缝，满足要求后由3~4名焊工分段焊接，每名焊工负责一段焊缝的施焊。焊接采用422焊条，事先需烘干。每层焊完后需将焊皮、焊渣清

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除干净并检查焊缝外观，无气孔夹渣后焊接第二层，第三层…直至焊接完成。需注意各焊工之间交叉部位的焊缝，后一名焊工的焊缝应盖住前一名焊工焊缝3~5cm的长度。

⑤过渡墩和辅墩护筒插打

a、过渡墩和辅墩护筒底节通过导向架上、下两层导向螺杆调整好平面位置和倾斜度后，松钩下落，当护筒顶端距平台顶面约1.5m~2m高时，在护筒外壁焊接3~4个临时支撑牛腿，用油顶调整护筒顶面水平，通过扁担梁将护筒支承在平台上。

b、在底节护筒顶端焊接定位挡块，起吊顶节钢护筒，松钩下落，使之与底节护筒对位，调整护筒倾斜度和接头错缝，满足要求后由3~4名焊工分段焊接，每名焊工负责一段焊缝的施焊。焊接采用422焊条，事先需烘干。每层焊完后需将焊皮、焊渣清除干净并检查焊缝外观，无气孔夹渣后焊接第二层，第三层…直至焊接完成。需注意各焊工之间交叉部位的焊缝，后一名焊工的焊缝应盖住前一名焊工焊缝3~5cm的长度。

c、浮吊起吊打桩锤和液压夹持器及，将液压夹持器和护筒壁夹紧连接，提升护筒和振动锤，取出扁担梁，割除护筒临时支撑牛腿，通过上、下两层导向螺杆调整护筒平面位置和倾斜度，满足要求后，松钩下落，护筒在其自重和打桩锤及夹持器自重的作用下入土，待护筒被土层摩阻力克服不再下沉后，等上10分钟左右再解钩。开动打桩锤，钢护筒在振动力的作用下下沉。钢护筒下到位后及时焊接支承牛腿与钢平台连接，并将钢护筒顶口用安全网封住，以防铁件、物品或人员坠入。

⑥在护筒插打过程中，在岸上设置两台经纬仪观测护筒两个方向的倾斜度，若倾斜度超出设计和工艺要求，须迅速用对讲机通知平台上作业人员，采取措施重新调整到位。平台上施工人员也可用测陀测量护筒倾斜度进行复核。

⑦振动的持续时间长短应根据不同机械和不同土质通过试验决定，一般不宜超过10min～15min。每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏。

⑧钢护筒倾斜度应小于1/200，平面偏差小于50mm。

⑨插打钢护筒前后要定期测量河床标高，并根据河床冲刷情况，进行防护，保证整体稳定性，确保钢护筒和平台施工安全。

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第三章 人员及机械设备配置

一、人员组织

人员按照1个主墩和1个辅墩同时施工进行配置，共配置管理人员4人，测量

人员6人，技术人员4人，装吊工10人，电焊工12人，电工6人，普工20人，轮班进行护筒插打施工作业。

钢护筒插打现场组织结构图

项目副经理 孙黄花 现场施工经理 吴爱兵 现场技术主管 叶庆旱 现场施工副经理 章德春 刘海江 质 检 ： 杨 锋 测 量 ： 黄亮华 安 全 ： 聂 兵 船 机 ： 黄 厚桥 装 吊 班 ： 高丽军 电焊 班 ： 王国元 电工 班 ： 詹

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二、机械设备配置

机械设备按照1个主墩和1个辅墩同时施工进行配置。 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 设 备名称 浮吊 浮吊 浮吊 交通船 铁驳 铁驳 运桩船 拖轮 拖轮 打桩锤 打桩锤 1200t.m动臂塔吊 型号 150t 60t 280t 400t 800t 1000t~1500t 400HP 570HP 中-160 APE400 ZSL34300 700kw 250kw BX1-500-2 单 位 艘 艘 艘 艘 艘 艘 艘 艘 艘 台 台 台 台 台 台 台 套 套 套 台 台 台 台 数 量 1 1 1 2 2 3 2 1 1 1 2 2 1 1 10 4 2 1 1 1 1 2 1 备 注 主墩护筒下沉 辅墩护筒下沉 主墩护筒下沉 配合护筒下沉 配合护筒下沉 运输护筒 兼做警戒船 辅墩护筒下沉 主墩护筒下沉 配合主墩护筒下沉 辅墩护筒下沉电源 主墩护筒接长电源 发电机 发电机 电焊机 气割设备 主墩护筒导向设备 辅墩护筒导向设备 GPS仪器 全站仪 水准仪 经纬仪 测深仪

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