[发明专利]一种基于拉森钢板桩的新型钢吊箱围堰施工方法

权利要求书

1.一种基于拉森钢板桩的新型钢吊箱围堰施工方法，其特征在于：具体施工工艺如下：

S1：施工准备：桩基施工完成后，拆除钻孔平台，对钢护筒位置进行复测，加工直径大于钢护筒5cm的圆钢套入钢护筒；围堰系统所需型钢、贝雷片、钢板、精轧螺纹钢提前进场；机械设备提前维修保养，施工人员岗前培训；

S2：底板系统拼装：

S2.1：加工厂场地清理后，测量放样加工胎架的位置，采用型钢及钢板铺设加工胎架，胎架平面尺寸不小于最大块件尺寸，胎架的平整度每3m不超过3mm，各点高差不超过5mm；

S2.2：型钢、钢板原材进场后，检验其平整顺直度，对翘曲变形的原材进行校正，使其满足施工要求；据底板设计尺寸，采用等离子切割机进行切割下料，下料边缘应平整光洁无氧化物、缺棱现象，精准度控制在2mm以内；

S2.3：在加工胎架上放样出各杆件中心线、边沿线、联结点、总体尺寸，校核无误后按主梁到次梁的顺序组装成块段；各杆件组装时，面板向下，主、次梁放置于面板上，按照要求进行平焊；主、次梁顶面保持同一高度，平面交叉位置，将次梁顶板切除后，顶齐主梁肋板位置焊接；

S2.4：每个分块按照分块按顺序进行编号，并用油漆标记，分块加工完成后，需在加工厂进行试拼装，调整局部拼接不到位的位置；试拼合格后，精确放样悬挂系统各吊点位置，在底板上切割出吊杆预留孔；

S2.5：下吊挂分配梁安装：通过在两排四列的钢护筒上焊接牛腿并设置底板拼装平台；首先在底板拼装平台上精确放样悬挂系统的下吊挂分配梁位置，焊接角钢限位装置，铺设下吊挂分配梁，下吊挂分配梁分纵横两层布置，分配梁之间也采用角钢限位装置连接，下吊挂分配梁提前拴好钢丝绳，所有钢丝绳编号并悬挂于支栈桥上，便于后期拆除；

S2.6：底板拼装：在下吊挂分配梁骨架上测量放样出承台的纵横中心线及钢底板分块线，用红色油漆做明显标示，依据测量线按先中央后周边、自中间向两侧顺序对称铺设底板，底板之间预留2mm间隙，控制底板平整度不超过10mm；底板铺设完成后复测底板位置，底板铺设符合设计要求后，各分块底板之间塞焊焊牢，注意保证下吊挂分配梁上的吊杆孔与底板的吊杆孔在同一直线上；

S2.7：内、外挡块安装：内外挡块对钢板桩壁板下口起固定和定位的作用设置在底板的上表面上，内外挡块焊接时需要精确测量放样后方可施工；钢底板铺设完成，精确测量放样出内外挡块的两侧边线，并用红色油漆做明显标示，严格按照标识线焊接内外挡块，内外挡块与钢底板之间采用满焊联结，挡块外侧焊接加劲板补强；

S3悬吊系统安装：

S3.1：钢护筒顶部修整：钢护筒顶部铺设型钢作为钢吊箱围堰下放的支撑系统，在钢护筒上测设标高；钢护筒顶端焊接型钢十字撑铺设钢板加强支撑，使钢护筒整体受力；

S3.2：上吊挂分配梁安装：在钢护筒桩帽上测量放样上吊挂型钢分配梁的位置，并用红色油漆做明显标示，铺设纵横分配梁，精确调整吊杆孔的位置，使上下吊孔要保持在同一条竖直线上，便于吊杆安装及钢吊箱围堰的顺利下放；桩帽、纵向分配梁、横向分配梁之间均采用满焊连接；

S3.3：吊杆安装：钢吊箱围堰悬吊系统共设置40个吊点，上下吊挂之间采用φ32mm精轧螺纹钢吊杆连接，单根吊杆长度为21m，精轧螺纹钢采用专用连接器连接加长，吊杆两端通过螺母与上下吊挂固定；

S4：侧板系统拼装：

S4.1：拼装第三道内支撑圈梁拼装平台：利用上吊挂系统型钢作为支撑，在钢护筒中心线上铺设贝雷梁，每道贝雷梁均由3道贝雷片组构成，贝雷片之间采用支撑架连接；贝雷梁安装就位后，在其上方铺设下支撑梁，贝雷梁与下支撑梁之间采用井字架连接固定；在下支撑梁上铺设上支撑梁，形成支撑骨架，上、下支撑梁之间采用满焊连接；

S4.2：第三道内支撑圈梁安装：在拼装平台上精确放样第三道内支撑圈梁的平面位置，吊装第三道内支撑圈梁，第三支道内撑圈梁与支撑骨架之间采用限位器连接，第三道内支撑圈梁纵横交接处采用满焊连接；

S4.3：拼装第二道内支撑圈梁拼装平台：利用第三道内支撑圈梁拼装平台作为支撑，在第三道内支撑圈梁支撑架上铺设纵横两层贝雷梁，下层贝雷梁每道贝雷梁均由3道贝雷片组构成，上层贝雷梁均由2道贝雷片组构成，贝雷片之间采用支撑架连接，上下两层贝雷梁之间采用U型卡螺栓连接；贝雷梁安装就位后，在其上方铺设下支撑梁，贝雷梁与下支撑梁之间采用井字架连接固定；在下支撑架上铺设上支撑梁，形成支撑骨架，上、下支撑梁之间采用满焊连接；

S4.4：第二道内支撑圈梁安装：在第二道内支撑圈梁拼装平台上精确放样第二道内支撑圈梁的平面位置，吊装第二道内支撑圈梁，第二道内支撑圈梁与支撑骨架之间采用满焊连接，第二道内支撑圈梁纵横交接处也采用满焊连接；

S4.5：钢板桩壁板安装：第二道支撑圈梁及第三道支撑圈梁拼装完成后拼装钢板桩，钢板桩采用履带吊吊挂振动锤插打，以两道圈梁为导向，以底板内、外挡块为下口定位系统，钢板桩壁板拼装顺序为：自一侧长边中央开始插打，遵循自中央向两侧对称插打、沿中线对称插打两个原则进行拼装，最后在两短边中央合拢；

S5：内支撑系统安装：

内支撑系统分3个阶段安装，第1个阶段为钢板桩壁板拼装时，搭设临时拼装支撑支架安装第二、三道支撑的圈梁，作为钢板桩壁板拼装的导向系统；第2个阶段为钢板桩壁板拼装完成，拆除临时拼装支撑支架，内支撑结构仅在纵桥向安装一道；第3阶段为钢吊箱围堰首次封底完成，围堰内抽水过程中同步安装内支撑结构，在抽水水位标高低于支撑位置后及时安装相应内支撑结构；

S6：下放导向装置安装：导向装置焊接前需精确测量放样导向装置位置，保证其与内支撑系统圈梁的结构尺寸吻合，导向架与圈梁之间预留2cm空隙；层导向支架采用与组合成三角支架结构，采用工字钢作为竖向导向梁；钢与型钢之间、型钢与钢护筒之间均采用满焊连接；

S7：钢吊箱围堰下放：

S7.1：钢吊箱围堰下放准备：

S7.11：钢吊箱围堰下放前组织技术人员对底板系统、侧板系统、内支撑系统、悬吊系统和导向装置进行全面检查验收，确保结构尺寸、焊缝、限位装置构件满足设计要求；

S7.12：钢吊箱围堰下放前，针对液压千斤顶系统进行全面调试，确保每台千斤顶的工作状态处于良好状态，并检测各台千斤顶伸缩行程是否一致；

S7.13：12根下放吊杆按照15cm一个刻度做好标识，并在钢围堰横桥向侧板上布置标高观测点，在钢围堰下放过程中通过下放吊杆长度及测量人员观测围堰下放的绝对高度两个方面共同观测钢围堰各部位下放量，确保钢围堰均匀同步下放；

S7.14：设置钢围堰侧板连通孔，钢围堰侧板上、下游封底混凝土顶面以上1m位置各设置4个φ5cm连通孔，钢吊箱围堰下放或封底时，连通孔打开，内外水头一致，以平衡内外水压；

S7.15：安装千斤顶，收紧吊杆，使所有受力均匀一致，同步启动12台千斤顶整体提升钢吊箱围堰5cm，静滞30分钟，全面检查钢吊箱围堰各系统有无变形、开焊、位移现象发生，确认满足设计要求后，再次提升钢吊箱围堰10cm，割除底板拼装平台，准备下放钢吊箱围堰；钢吊箱围堰下放范围内的水下情况由潜水员再次进行摸排，确保无影响钢吊箱围堰下放的障碍物存在；

S7.2钢吊箱围堰下放：

S7.21：钢吊箱围堰采用12个60t千斤顶同步整体下放，12个吊点位置均匀分布在钢吊箱围堰内部；12个下放吊点安装千斤顶，千斤顶下设置高撑脚；其余没有设置千斤顶的28个吊点位置吊杆跟随下放；钢吊箱围堰下放按15cm一个行程，每3个行程检查一次钢吊箱围堰顶面平整度、钢吊箱围堰整体下放情况及千斤顶受力情况；

S7.22：同步启动12台千斤顶，钢吊箱围堰提升5cm，静滞30分钟，钢吊箱围堰检查合格后，钢吊箱围堰再提升10cm，割除底板拼装平台；

S7.23：旋松千斤顶撑脚下螺母满足行程要求，回缩千斤顶，使钢吊箱围堰平稳下放，下放行程达到15cm后旋紧下螺母，再回缩千斤顶，使撑脚下部螺母受力；

S7.24：旋松千斤顶上部螺母20cm，顶升千斤顶15cm，然后旋紧上部螺母；

S7.25：再顶升千斤顶2cm，旋松撑脚下部螺母16cm，回缩千斤顶，钢吊箱围堰下放，下放行程到15cm后旋紧下螺母，在回缩千斤顶，使撑脚下部螺母受力；

S7.26：重复S7.24-S7.25步骤，直至钢吊箱围堰下放至设计标高；

S7.27：钢吊箱围堰沉放至设计高程后，复核其平面位置，满足要求后，将吊挂系统的精轧螺纹钢螺母全部旋紧，准备封底砼浇筑；

S8：钢吊箱围堰封底：

S8.1钢护筒外壁清理：为保证混凝土与钢护筒之间的握裹力，在对钢吊箱围堰底板与钢护筒之间缝隙进行封堵之前，由潜水员下水用高压水枪清除钢护筒外壁的水锈和其他杂物，并对钢吊箱围堰底板上的沉淀物也进行清理；

S8.2：钢吊箱围堰底板与钢护筒之间缝隙的封堵：钢吊箱围堰调整到位并固定后，由潜水员水下用环形钢盖板封堵钢护筒与钢吊箱围堰底板件的间隙，钢盖板高度15cm，宽度30cm，钢盖板之间采用螺栓连接，钢盖板与钢护筒之间的小缝隙由潜水员用海绵或棉纱堵缝；由于水下操作不方便，易造成空隙封堵不严，因此在封底混凝土灌注前，潜水员应再次作水下检查；

S8.3：抗浮反压梁安装：在钢护筒周围安装φ10mm反压钢管，钢管顶端通过牛腿焊接在护筒上，形成反压梁，让部分浮力传递到护筒上，提高围堰抗浮稳定性；

S8.4：封底混凝土灌注：钢吊箱围堰首次封底厚度1.5m，采用C25水下混凝土灌注；封底混凝土养护4-7天，封底砼强度达到设计强度的90％以上时，潜水员水下封堵连通孔，封闭套箱准备抽水；

S8.5：钢吊箱围堰抽水：首次封底完成钢吊箱围堰开始抽水，钢板桩壁板开始逐渐承受水压力，需围堰内抽水过程中同步安装内支撑结构，在抽水水位标高低于支撑位置后及时安装相应内支撑结构，利用第2节阶段焊接的拼装牛腿依次安装第一内支撑、第二内支撑和第三内支撑；

S8.6：第二次封底混凝土浇筑：拆除钢吊箱围堰悬挂系统吊杆，吊杆割除时注意预留46cm，与封底钢筋网片焊接；清理封底混凝土表面浮浆，在每个钢护筒四周焊接8个剪力键，剪力键与钢护筒满焊连接，焊缝厚度不小于7mm；绑扎封底钢筋网片，混凝土采用C25水下混凝土浇筑，利用龙门吊吊挂料斗浇筑，浇筑厚度50cm，预留集水坑，方便承台施工时排水，混凝土浇筑完成后，洒水养护3天，混凝土强度达到设计强度80%以上，割除抗浮反压钢管，准备承台施工。