钢套箱围堰施工

1 工艺概述

    钢套箱围堰是为水中承台施工而设计的临时阻水结构，其作用是通过套箱侧板以及底部封底混凝

土为水中承台施工提供无水环境，同时可兼做承台施工模板。当围堰兼做承台模板时，钢套箱周边尺

寸和承台一致，也可比承台每边大0.1～0.2m ；当围堰仅作阻水结构时，钢套箱应比基础尺寸大1.0～

1.5m£¬Í¬Ê±Ó¦Âú×ã³éË®É豸ºÍ¼¯Ë®¾®ÉèÖõÄÐèÒª¡£¸ÖÌ×ÏäΧÑßÊÊÓÃÓÚºÓ´²Ò×ÇåÓÙÎüÄà¡¢ºÓ´²¸²¸ÇÈíÈõ

层较薄的水中低承台基础施工，主要用作承台施工挡水结构。

    采用钢套箱围堰作为水中承台施工的阻水结构时，一般按先围堰、后桩基承台的顺序组织施工。

2 作业内容

    本工艺主要作业内容有：准备、制作、浮运、下沉、清基和灌筑水下封底混凝土、套箱的拆除等。

3 质量标准及检验方法

    《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003

    《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424－2010

    《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10753—2010

    《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218－2008）

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钢围堰加工厂内分块制作

围堰拼装

围堰下河

围堰浮运至墩位，初定位

围堰接高(按需要)

围堰下沉、精确定位

灌注封底混凝土

围堰拆除

混凝土灌注

图4-1钢套箱围堰施工工艺流程图

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    一、钢套箱制作

    1、 钢套箱壁板制作

    根据现场的吊装能力，对围堰壁板进行分块加工，并编号。每个壁板块段加工完成后均单独进行

检验，其加工精度详见《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）。

2、 钢套箱内支撑制作

根据现场的吊装能力，对内支撑进行分块加工，并编号。每个内支撑块段加工完成后均单独进行

检验，其加工精度详见《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）。

3、 钢套箱围堰的组拼

(1)钢套箱整体吊装：当钢套箱平面尺寸较小，重量较轻时，可以在岸边或水中铁驳上将围堰拼装

成一整体，浮运至墩位处，然后用浮吊起吊钢套箱下沉就位。

（2）钢套箱分节吊装：当钢套箱整体重量较重，高度较高时，可以在岸上或水中铁驳上竖向分节

组拼，然后浮运至墩位处，浮吊分节吊装。

(3) 钢套箱墩位处分块组拼：利用现有钻孔平台作为钢套箱围堰的拼装平台，在平台上拼装钢套

箱。钻孔桩完成后，接高钢护筒，在其顶面设起吊分配梁，再由起吊系统滑车组起吊组拼好的钢套箱。

并将钢套箱临时吊挂于钢护筒支撑牛腿上。拆除墩位平台，解除临时吊挂，由起吊滑车组将钢套箱缓

缓下沉就位。

4、 钢套箱水密试验

钢套箱每个分块加工完成后，应进行煤油渗透试验。即用刷子在焊缝两侧刷上石灰水，待其干后

在围堰内侧焊缝刷上煤油，等30～60分钟后察看围堰外侧是否有煤油痕迹。

试验检查不合格的部位应进行补焊并报告监理工程师，补焊后还须进行复验。

二、钢套箱拼装

钢套箱单个块段水密试验合格后才能进入现场拼装。钢套箱壁板在现场拼装为整体后，对现场拼

装焊缝同样要求进行煤油渗透试验，保证套箱壁板整体密水性能。

三、钢套箱浮运

钢套箱围堰拼装完成后，利用拖船托运至墩位处，并在套箱围堰两侧采用船舶靠帮以免侧倾。浮

运的条件和准备工作如下：

1、 选择水流速度小于2m / s 、风速小于 5 级、波高小于1.0m 的晴朗天气进行。

2、 准备钢套箱下水、浮运设备，完成必要的检算工作。

3、 在钢套箱承重梁上铺设操作平台，平台上备置套箱加固、封孔材料、倒链葫芦、焊割设备等

工具。在承重梁处挂供土作人员上下的爬梯。

4、 在墩位处安装钢套箱接引定位设施。

5、 准备航道，设置安全设施。

四、钢套箱的下沉

1、钢套箱的测量放线

用全站仪或经纬仪在平台上将该墩的纵横轴线放出，并标示于作业平台上。在钢套箱的外壁板上

标示出钢套箱的中心线，下放过程中，严格控制壁板中心与平台上标示的纵横轴线对齐。

2、钢围堰下沉设备

（1）浮吊等辅助下沉

钢围堰在工厂制作好后拖运至施工现场，然后用驳船运至桥墩位置水域利用设计的吊点，用浮吊直

接起吊钢套箱下沉就位。

（2）墩位作业平台上简易设备（链条葫芦、铰车等）辅助下沉

当为中小型钢套箱时，可以将在岸上分块加工的钢套箱运至墩位作业平台上组拼。在钻孔钢护筒

上设起吊分配梁，再由起吊系统滑车组起吊钢套箱，并将钢套箱临时悬挂于钢护筒支撑牛腿上。拆除

墩位平台，解除临时吊挂，由起吊滑车组将钢套箱缓缓下沉就位。

3、钢套箱入土后的下沉

围堰下沉前，根据地质资料及实测情况，探明入土的厚度。为减少围堰着床后的吸泥工作量，在

围堰着床前可以先用挖泥船清淤，待钢套箱着床后，再用高压水管和吸泥机出土下沉。

当钢套箱围堰精密着床后，即进行吸泥下沉。钢套箱吸泥下沉的主要设备为吸泥机和与之配套的

风压机。当水深较小时，用高压水破土，砂石泵吸泥；当水深较深时，用高压水破土，2台φ273空气吸

泥机吸泥（管径及台数根据土质情况确定），后期，当刃尖进入粘土层下沉较慢时，增加钻吸机出土

吸泥。施工中若靠自重下沉困难时，可在套箱的顶部采用多台千斤顶加载的方法助沉。直至沉入需要

的河床土层及标高。

吸泥时注意要由钢套箱的周边往中心均匀出土，以使钢套箱围堰均匀下沉。

4、钢套箱下沉时的纠偏措施

钢套箱下沉过程中，要采用多次测量和系统比较的方法确定钢套箱的下沉情况，测定节段基准点

的坐标，求得各节段平面偏移及高程、底中心偏移、刃脚高程、扭角、倾斜等钢套箱观测资料，指导

钢套箱接高下沉和纠偏的实施。

常用的纠偏方法有三种：

（1）围堰内偏挖。在刃脚较高一侧多挖土，在围堰下沉的同时把倾斜纠正过来。

（2）偏心压重。在围堰顶面较高的一侧压重，可利用钢轨进行悬吊压重，以纠正其倾斜。

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（3）堰外挖土或填土。在围堰较高的一侧挖土，以减小摩擦力；在低的一侧填土增加其摩擦力，

通过多次调整，使围堰恢复到设计位置。

五、钢套箱的定位

1、水流流速较小时的简易定位

根据水流速度，计算水流冲击力，在钻孔平台每边钢管支撑桩上设置倒链葫芦，钢套箱边下沉，

边用倒链葫芦调整，以调整好套箱水平位置。

2、水流流速较大时的定位措施

当水流流速较大时，水面以上的水平定位可以用设置于钻孔平台钢管支撑桩上的倒链葫芦，对钢

套箱进行水平纠偏。水面以下钢套箱底部的定位则通过设置于其下部1/3处的锚缆调整。

六、钢套箱底部处理

1、 河床清淤

当钢套箱通过出土下沉至设计位置，在进行封底混凝土前，要用高压水管和吸泥机在钢套箱内侧

彻底清除河床沉淀下的淤泥，以免影响封底混凝土的质量。清基封底要解决好钢套箱底部因与土或岩

层接触面不均匀密合产生的渗漏，需先由潜水工将套箱脚与岩面间空隙部分的泥沙软层清除干净，然

后在钢套箱脚堆码一圈砂袋，作为封堵砂浆的内模，再用布袋或水桶盛1：1水泥砂浆，缓慢吊送给潜

水工，由潜水工将砂浆轻轻倒人钢套箱壁脚底与沙袋之间以增强封堵效果，防止清基时沙砾涌人套箱

内。如因钢套箱本身变形而发生的渗漏，可用棉絮在内侧嵌塞，同时在漏缝外侧撒大量的木屑或谷糠，

使其由水夹带至漏水处自行堵塞。

2、 封底混凝土施工

（1）混凝土的设计。

为减少导管点的布设和增大混凝土的流动性，使封底混凝土表面平整均匀，需进行自流平混凝土

的设计。

采用双掺技术，增大砂率，增加胶凝材料用量，使配置的混凝土具有很好的和易性和流动性，具

有自流平、自密实的特点。具体性能指标要求如下：

①强度不小于设计强度。

②坍落度18～25cm。（可以根据需要选定）

③初凝时间不小于通过计算所得的混凝土最终浇筑完成需要的时间。

④7d强度不小于28d强度的90%。

（2）导管的布设。

封底混凝土的浇筑方式通常有全高度方向斜面推进和全平面整体均匀抬高浇筑两种方式。导管的

布置以上述其中一种方式为原则进行布置。