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1雙壁鋼圍堰設(shè)計(jì)

靜水壓力（三角形分布）最大值為：103kpa。計(jì)算斷面流速為2.7m/s，流水壓力為：3.72kpa。年平均風(fēng)速為2m/s，風(fēng)壓力為：1.76kpa。計(jì)算中，同時(shí)考慮靜水壓力、流水壓力、風(fēng)壓力及其他施工荷載。設(shè)計(jì)荷載組合水平荷載：靜水壓力+流水壓力+風(fēng)壓力+其他。垂直荷載：圍堰自重+艙壁砼+封底砼+浮力+其他。設(shè)計(jì)工況最不利的工況為封底砼完成后，圍堰內(nèi)抽干水至封底砼頂面時(shí)，圍堰內(nèi)外形成水位差的狀態(tài)。本設(shè)計(jì)以此狀態(tài)來驗(yàn)算鋼圍堰結(jié)構(gòu)是否安全。結(jié)構(gòu)檢算經(jīng)鋼圍堰抗浮檢算，抗浮安全系數(shù)為3.22；在圍堰內(nèi)部從封底砼頂面開始，每隔2.5米設(shè)置內(nèi)撐一道，每道內(nèi)撐設(shè)置為橫橋向2道、順橋向3道φ325鋼管。

2雙壁鋼圍堰施工

水下基坑開挖與炸礁水下基坑開挖選用反鏟船一艘和開底自航運(yùn)泥駁兩艘，反鏟船長18m，寬8m，型深2m，配備加長臂400鉤機(jī)一臺；每艘運(yùn)泥駁倉容70m3/150×2匹馬力。水下炸礁為300t漂浮式炸礁船，滿載排水量300t，配6臺地質(zhì)鉆機(jī)。水下鉆孔孔位成梅花狀布置，孔距2.5m，排距2m，孔徑125mm，采用非電毫秒塑料導(dǎo)爆管微差起爆網(wǎng)路。鋼圍堰的制作與拼裝單個(gè)鋼圍堰塊件在現(xiàn)場進(jìn)行加工制作。鋼圍堰制作平臺用鋼管和型鋼制作，尺寸為20×8m。在制作過程中，須進(jìn)行以下檢驗(yàn)：焊前檢驗(yàn)、焊接過程中的檢驗(yàn)、焊縫外觀檢查、水密性試驗(yàn)。雙壁鋼圍堰的制作著重控制尺寸和焊縫質(zhì)量，保證圍堰的拼接側(cè)板有良好的水密性。吊架與吊放系統(tǒng)吊架采用樁護(hù)筒接長作為支撐，護(hù)筒頂架設(shè)縱橫向雙層貝雷片桁架作為承重構(gòu)件，貝雷片上部安裝14臺電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)及滑輪組組成吊放系統(tǒng)，電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)通過電動(dòng)控制開關(guān)柜進(jìn)行控制。鋼圍堰的升降系統(tǒng)由14臺5T電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)及32T滑輪組組成（1臺JK-5電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)配備一個(gè)定滑輪、動(dòng)滑輪組成一個(gè)起吊單元）。一個(gè)雙壁鋼圍堰的最大重量為280t，每個(gè)滑輪組承受的重量為280/14=20t，卷揚(yáng)機(jī)承受的牽引力為2.2t。卷揚(yáng)機(jī)的安全系數(shù)為5/2.2=2.27。整體下水在正式吊裝前一周，觀察東江水位的漲退潮情況，確認(rèn)東江水流速最低時(shí)的時(shí)間點(diǎn)。在拆除全部底部支撐型鋼后，鋼圍堰通過總控制柜控制依靠自重進(jìn)行整體下放，時(shí)間約20min，實(shí)際整個(gè)過程順利，有效地保證了下放過程的安全，達(dá)到了預(yù)定目的和效果。經(jīng)定位測量，整體鋼圍堰的偏差為3cm。水下砼封底鋼圍堰堵漏和清底：鋼圍堰就位后，通過潛水員在水下對圍堰底部的外側(cè)進(jìn)行砂包堵漏，檢查基坑底的平整度和泥漿堆積等情況，保證封底的完整性。填充內(nèi)艙：在鋼圍堰內(nèi)艙里填充5米高的C25砼，將底節(jié)鋼圍堰及接縫填充密實(shí)，增加鋼圍堰的剛度和減少接縫滲水。優(yōu)化水下封底砼配合比：C25水下砼配合比水泥用量增至500kg/m3，粉煤灰單方增至70kg/m3，砼初凝時(shí)間控制在10小時(shí)。由于水下砼的流動(dòng)性較好，水下流動(dòng)半徑達(dá)到8m左右。導(dǎo)管布置：整個(gè)水下砼封底共設(shè)置導(dǎo)管14根，其中由于頂部吊裝平臺的阻礙，靠棧橋平臺較遠(yuǎn)的7根導(dǎo)管頂部接口設(shè)置在吊裝平臺頂面，其余7根導(dǎo)管口設(shè)置在鋼圍堰頂部平臺位置。水下砼灌注：整個(gè)水下砼灌注時(shí)間約16小時(shí)，總砼方量為420m3，采用一臺臂長60m的砼泵車進(jìn)行連續(xù)供料。在灌注過程中，技術(shù)人員及時(shí)測量砼面的高度，保證砼封底厚度及高程滿足設(shè)計(jì)要求。

3鋼圍堰的抽水及支撐

在鋼圍堰抽水時(shí)，要隨時(shí)觀察變形情況，確保鋼圍堰的整體完好性，不變形、不大量滲水，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)圖對鋼圍堰逐節(jié)進(jìn)行加固支撐，加固支撐高度為2.5m。圍堰抽水完成后，檢查封底砼效果（包括平整度、滲水情況）和鋼圍堰的接縫抗?jié)B效果。經(jīng)現(xiàn)場檢查，封底砼無裂縫和滲水，平整度符合設(shè)計(jì)要求。鋼圍堰接縫抗?jié)B效果良好。結(jié)語通過計(jì)算與實(shí)際施工過程的對比，雙壁鋼圍堰的設(shè)計(jì)與施工是完全相符，滿足了承臺與墩身施工的需求。在吊放過程中，節(jié)省了大量的人工和施工成本，保證了施工安全。

作者：余建林單位：鐵科院工程咨詢有限公司深圳分公司