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1、受强涌潮影响水中承台围堰施工方案创新浙江省交通工程建设集团有限公司杭新景高速公路延长线(之江大桥)QC小组1、工程概况杭新景高速公路延长线(之江大桥)第2标工程起讫桩号K2+777K4+700,主桥东侧非通航孔桥跨越钱塘江，水中主桥施工是本项目的重点，水中承台施工又是重中之重，共22个水中承台，其中6#、7#为整体式承台，8#17#墩均由两个分别式承台所组成，共20个水中承台，实测河床标高约-L82m+0.92m06#、7#墩由于水深较深需接受双壁钢围堰，16#、17#墩位于堤坝侧存在抛石，且水深较浅，故接受砂袋围堰。而8#15#由于承台数量多，且钱塘江强涌潮作用举世瞩目，承台施工受潮水影响特
2、殊大，特殊是要求在汛期来临前完成全部水中承台施工，因此出台一个成功的施工方案是关键。承台处河床参数如下表所示：表1河床参数表墩号顶面标高(m)底面标高(m)设计河床面标高(m)实测河床面标高(m)所入土层6#3.000-0.5000.85-1.84粉土7#3.0000.0001.10-1.75粉土8#3.0000.0001.500.14粉土9#3.0000.0001.800.31粉土、粉砂10#3.0000.0002.200.02粉土11#3.0000.0002.200.31粉土、粉砂12#3.0000.0002.300.92粉土13#3.0000.0002.350.50粉土、粉砂14#3.0
3、000.0002.400.85粉土15#3.0000.0002.250.82粉土16#3.0000.0002.392.31粉土17#3.0000.0003.203.02粉土制表人：*日期：2010年11月15日依据杭新景高速公路延长线工程（之江大桥）水域条件分析与模型试验探讨,钱塘江河口段闻家堰闸口河段年最高水位的产生缘由有：一是上游洪水造成的，多发生于4月7月；二是台风增水，多发生于7月下旬10月。统计闻家堰和闸口水文站有正式全年水位记录以来的实测资料，由洪水造成的占65%以上，由台风造成的占35%以下。因此，限制该河段最高水位因素主要是洪水，大洪水主要出现在57月，8月次年2月或3月为枯水
4、期。表2设计高、低水位表单位：m频率闻家堪江大桥桥址高水位低水位高水位低水位高水位低水位0.33%9.01/9.59/9.32/1%8.441.159.021.178.751.162%8.141.348.741.358.471.355%7.591.598.171.67.91.610%7.281.827.801.837.571.83制表人:*日期：2010杭新景高速公路延小组名长线成立课题2010年11月创新型称（之江大桥）QC小时间类型组活动时注册2010年11月注册ZJJTQC2011-22010.11.15间日期15日编号-4在办蛹近的M一国一迪厮在为出双TQW在旦EkH口攵H口珠人如日口
5、攵,l、Fl八Tnr11士士中怖日以工田宣:今胆嘀IYn母*15而对O士士甲八司MT物理奴亘嘀IYni*lrIVnQ4*4*甲/K司居咎加以立加T壬旦Eiftr71百具I三V11甲当攵亘Il以工由坳加立尔ZA而招,安二甲T百H亘Il以工田T用Ilffi亘心口S*安木+左a-ArT而PlMT在力班向1口F垃小,去人均60学时r7甲-TiSiJMiiiJ-IZ.口心工田T工口向跖口S士妥4巨生IlQ申TrHH司14X工田4,T七blrf如S七安什抵Q业业甲TiS日亘Il巧T-T三IlFR如m店曷祖生Il1八业业中三il.4T三IlFR如目而卜乙母犬11士上甲i11t：liil.4T胆IlFRR品h
6、nTR日生H1O女生申M珏IIffi如m巾龄土品公1Q士士甲店妗茶IkT壬口IIFH如m底悬I火叔制表人：*日期：2010实施4、选择课题5、设定目标5.1、 设定课题目标、依据承台底标高与河床标高状况，水中承台必需接受无底套箱围堰作为承台施工挡水、挡土用，要求围堰下放、拼装简洁，施工工期短，围堰允许少量渗水，但必需不能影响承台施工作业。、依据整体施工支配，水中承台施工工期为2010年12月1日2011年4月30S,为确保在2011年4月30日前完成最终一个承台施工，因此，单个水中承台围堰施工时间不超过15天，并确保在2011年4月15日前完成全部水中围堰施工。5.2、 目标可行性分析6、提出
7、方案并确定最佳方案6.1、 提出方案依据现场的施工状况，对于本项目水中承台围堰的施工方案，小组成员接受“头脑风暴法”提出了各种方案，由于承台底在河床内，故需接受有底围堰，以往在钱塘江上施工的桥梁有底围堰基本接受双壁钢围堰、混凝土沉井或砂袋围堰，而上述方案均无法满足工期要求，因此，需提出新的水中承台围堰施工方案，确保目标实现。6. 1.K方案一：单壁钢围堰单壁钢围堰由钢板、次肋、主肋体系组成整体结构，也需依据平面尺寸进行分节，一般高度方向不分层，再支配模板厂家进行加工并运至现场。在钢护筒上焊接牛腿组成拼装平台，再在平台上进行分块拼装形成整体，后安装吊点利用千斤顶进行整体下放，在钢围堰底着河床后，
8、起先在围堰内利用泥浆泵进行吸泥下沉至设计标高，并安装围堰内支撑体系，最终进行封底混凝土浇筑。7. 1.2、方案二：拉森钢板桩围堰拉森钢板桩围堰施工工艺利用打入地基中的拉森桩作竖向支撑，H型钢作围堰内四边围楝腰梁、四角斜支撑与钢管作水平内支撑。由拉森桩与土体的内摩擦力、型钢与钢管的水平支撑承受水平荷载，由拉森桩桩体本身的抗拒弯矩承受外部荷载对拉森桩产生的局部弯矩，由围堰的整体稳定性与基底抗隆起确定拉森桩的入土深度，并保证拉森桩的自身稳定，拉森桩的锁口自锁解决围堰的密封性：钢板桩打设前锁口涂满油脂与锁口对接完好，确保施工过程中的稳定与平安。8. 1.3,方案三：新型锁口钢板桩围堰通过新型锁口钢板桩
9、设计将整体围堰的拼装与安装化整为零，使得拼装与安装简便，定位限制精确，稳定性好。新型锁口钢板桩围堰侧板在结构与尺寸上与传统套箱围堰一样，分块侧板在现场通过特制锁口相连。锁口部位具有连接、定位、止水等多重功能，且锁口间隙加大使得钢板桩插打简洁，最终合拢段可按图纸定制加工，锁口封堵材料接受优质粘土，具有封堵效果好，起拔简洁。首先需依据平面尺寸对钢板桩进行分块设计，再支配模板厂家进行加工并运至现场。在钢护筒上焊接牛腿安装围楝，起先下放钢板桩，再利用振动锤振动钢板桩直至设计标高，依次下放、插打至合拢，并安装内支撑体系，后利用泥浆泵进行吸砂至设计标高，最终进行封底混凝土浇筑。6.2、 方案分析、评估与选
10、定表表3方案分析、评估与选定表方案技术特点施工工期施工平安施工成本结论单壁钢套箱可实施，但围堰入土后易变形，导致围堰无法下放到位单个套箱施工工期约25日结构体系较弱，施工平安风险较高套箱仅部分可周转运用，钢材用量大，施工成本较高能实现目标，但实施难度大，施工工期长，成本ro不选拉森钢板桩可实施，但在涌潮作用下，防水难度大单个套箱施工工期约15日在涌潮作用下，易出现涌砂等现象,施工平安风险较高钢板桩可租赁，施工成本较低能实现目标，但围堰防水难度大，施工平安风险较高。不选新可实施，但该单个围堰施结构系统强,且可周转运用，能实现目标，工型方案在钱塘江工工期约围堰支撑系统施工成本低工期短，套箱可锁首次
11、运用，可15日，且可可另外设置，围周转施工，施工口借鉴的阅历较流水作业，堰与承台施工成本低。钢少部分工序不较平安选择板占用工期桩制表人：*2010年12月15日通过分析对比和评估，QC小组成员最终选择方案三，即接受新型锁口钢板桩作为水中承台围堰施工方案。7、制定对策依据最终确定的方案，小组针对要达到的目标，对方案5中影响工期、技术可行性与平安的因素进行分析，通过分析共有3个问题须要解决，分别制定了相应对策，并做了具体分员分工和时间支配，如下表所示：表4方案对策表序号要因对策目标措施地完成时间负责人钢板1、严格依据设计图纸进行办潘江桩能优化锁钢板桩加工；公施工过程波1否顺口装置能顺当2、进行过程
12、验收，限制加室中周当下下放工精度；与锋放3、对锁口装置进行优化，现姚德使得子、母锁口连接更加场贵便捷。办钢板1、对钢板桩插打依次进行公桩插优化钢顺当合优化，并对优化后方案进室施工过程*2打依板桩插拢行分析评价；与中张惠次确打依次2、选择分析评价后合理可现良定行的方案。场办周联抽水后钢板优化锁锁口不1、优化原锁口封堵方案；公英桩锁室施工过程郑海3口封口封堵漏水或2、制作简便振动插捣器进与中忠方案少量渗行锁口封堵。堵水现许国场泰制表人：*2010年12月16日8、对策实施实施一：优化锁口装置1、一种新型锁口钢板桩围堰，对两侧板连接的锁口进行改进。对原锁口进行改进，把原子锁的钢管截面（676X8mm
13、）变小，增加钢管的壁厚，以增加刚度，削减加工误差，现子锁钢管接受68X10mm钢管；原母锁的锁扣尺寸加大，比子锁连接板板厚大20mm,现母锁中锁扣间距为40mm,同时，把锁口处的14a#槽钢更改为16a#槽钢，让子锁中的14a#槽钢嵌于16a#槽钢中，形成双子母锁扣，使得钢板桩下放简洁。2、钢板桩必需严格按设计图纸进行加工，面板与型钢要焊接牢靠，子锁、母锁与连接板与加劲板间要求双面焊。应限制加工精度：钢板桩插打过程中出现下放困难，主要是加工过程焊接量较大，导致变形过大，且“双子锁”和“双母锁”的变形方向与变形量不一样，导致下放困难。因此，在加工的过程中尽可能的削减焊接量，同时，焊接后如有变形需
14、进行矫正。“双母锁”内焊渣要清除干净：如“双母锁”内焊渣未清除干净，则下放时“子母锁”之间活动空间减小，易导致下放困难，且也极易出现卡桩。“双子锁”下端要削尖，削尖后“子母锁”下放时易导向，且不易卡桩。实行以上措施后，对后续施工的“新型锁口钢板桩”均能顺当下放。图1新型锁口钢板桩围堰连接示意图图2新型锁口钢板桩“子锁”、“母锁”照片实施二：优化锁口钢板桩插打依次1、优化插打方案：首先下放迎潮面转角处钢板桩，再下放迎潮面的钢板桩，待另一转角侧钢板桩下放后（即第14片均下放后），再用振动锤把迎潮面的2片钢板桩打入设计标高（第2、3片），插打时要把2转角处的钢板桩固定；待迎潮面中间的钢板桩打入设计标
15、高后，再下放侧面的钢板桩（即第59片），固定第9片后，再用振动锤把第48片钢板桩打入设计标高，依次类推，完成钢板桩插打，最终应依据现场的实际状况，测量下放后的偏差状况对插打依次进行适当的调整；2、插打过程限制：在第1片转角钢板桩的下放时，要限制2个方向的垂直度,在入土后接受电焊与围楝固定；其他钢板桩下放时由于加工可能存在的误差，须要左右摇摆，因此，建议在下放时不运用外导向架，但在入土前，需在上、下2道围楝处均焊接十字槽钢作为外导向与限制左右方向的垂直度；3、合拢片限制：本工程钢板桩合拢位置选择在侧面的位置，合拢前需细致测量2侧钢板桩的平面尺寸，如在左右两侧锁口允许的误差内，则干脆下放；如超出允
16、许误差不大，则用振动锤夹住前一片钢板桩向相反的方向进行振动，待尺寸在允许误差内，再下放合拢段钢板桩；如超出过大，则将两侧的钢板桩拔起重新下放或对合拢段钢板桩的尺寸进行调整，调整后再下放。钢板桩插打依次调整如下:图3钢板桩插打依次优化图4钢板桩下放、插打照片图5钢板桩合拢照片实行以上措施后，对后续施工的围堰“新型锁口钢板桩”均能较顺当合拢。实施三：优化锁口封堵方案1、原锁口间封堵材料为絮状砂浆，与水下混凝土浇筑施工方法一样，要求接受小导管下放至锁口底，再在导管口灌注砂浆，该方法易出现如砂浆灌注失败，则补救措施困难，渗水无法进行堵漏。现更换为优质粘土，封堵工艺简洁，取材便利,出现渗漏补救简洁，只需
17、接受简易振捣棒振捣密实即可。2、锁口与标准板间接受螺栓连接，内粘贴5mm海绵橡胶条。3、所用的土必需为优质粘土，且在运用前需用手拌和匀整，每次粘土填筑高度不得大于30cm,填筑后需用捣棒夯实。在粘土填筑前需用高压水把每个锁口内的粉土与杂物冲洗干净，锁口封堵时，施工员或技术员需全程旁站，并检查每道工序。实行以上措施后，对后续施工的围堰锁口封堵问题得以有效解决，局部出现小渗漏，再进行简洁补振捣即可。图6钢板桩锁口振捣封堵照片图7钢板桩抽水后承台施工照片图8钢板桩围堰墩身浇筑后照片9、效果检查9.1、 东侧非通航孔桥水中承台接受新型锁口钢板桩作为围堰施工，下放便捷、合拢顺当、水下封底混凝土质量较好，
18、在承台施工期间仅锁口连接处出现少量渗水,未出现涌砂等状况。9.2、 通过对施工中出现的问题进行分析和总结，单个围堰施工工期均小于15天，平均为12天，第一目标实现。同时，在2011年4月11日完成了全部围堰施工，其次目标成功实现，为后期承台施工赢得了宝贵的时间。各墩围堰施工工期如下表所示：表5各墩承台施工时辰表墩号左/右幅围堰起先施工日期围堰施工完成日期围堰施工天数8#右幅12左幅129#右幅12左幅1310#右幅10左幅1111#右幅13左幅501512#右幅11左幅1213#右幅14左幅1214#右幅11左幅1215#右幅11左幅2011.3.182011.3.3013制表人：潘江波201
19、1年4月13日经济效益分析：“新型锁口钢板桩”围堰与双壁无底钢套箱围堰、拉森钢板桩围堰相比，经济效益明显，以杭新景高速公路延长线（之江大桥）项目为例，经济效益对比分析见下表。接受新型锁口钢板桩作为水中承台围堰施工还可加快施工进度，本项目由于工期要求投入了8套围堰，全部围堰周转一次。与传统方法相比，仅本项目水中承台施工一项节约了近560万元。以8#15#墩单个分别式承台为例，单壁钢套箱重1403钢套箱材料与加工费需56万元（考虑回收与回收所需的费用），接受新型锁口钢板桩围堰重135t,钢板桩材料与加工费需54万元（考虑回收与回收所需的费用）；下沉、吸砂与封底接受单钢套箱需16万元，而接受新型锁口
20、钢板桩围堰只需10万元，节约6万元。本项目共投入8套新型锁口钢板桩，分别周转一次，如接受单壁钢套箱重则需投入16套，因此本项目围堰施工节约费用为：（56+16）X16-（54X8+10X16）=560万元。表6经济效益分析表围堰类型长度（m）单位面积重（kgm2）单个重（t）下沉、吸砂、封底（万元）回收、重复利用状况单个承台围堰费用（万元）新型锁口钢板桩1227513510可完全回收、可重复利用64单壁套箱1228514016局部回收、不行重复利用72备注：同时，“新型锁口钢彳而单壁套箱局部回收后已无、低。反桩“围t法运用因J展可完全回收利用，因此可进行二次利用，比，进行二次周转运用时，费用将
21、大大降制表人：*2011年4月20日10、巩固措施本QC小组成员在总结“新型锁口钢板桩”围堰施工工艺后，申请的“一种锁口式钢板桩围堰的锁口装置”已被授予国家好用新型专利，形成“双子母锁”钢板桩围堰水中承台施工工法，该工法已被评为浙江省省级工法。该工法可为今后的类似工程施工供应参考依据，“新型锁口钢板桩”可完全重复利用，既节约资源,也削减从头摸索施工的费用，同时，也给国内设计界供应了类似桥梁桩基成功实例以与桥梁选型的设计依据，进一步推动了同类型桥梁技术进步和应用，留给今后同类型工程施工时的参考。11、总结与打算1、通过本次活动，使受涌潮影响水中承台围堰施工方案取得了圆满成功，实现了汛期前完成水中承台施工的节点目标。2、通过本次活动，小组成员对QC活动程序了解更深刻，并对该活动产生了深厚的爱好，在活动中增加了不少其他相关学问，理论水平，管理实力也得到增加，在活泼的活动气氛中，成员增加了独立思索的实力，使管理人员和队伍的面貌有了很大的改观，见雷达图：表7综合素养评价表评价内容活动前活动后团队精神45质量意识45个人实力34QC学问45自信念34图12小组自我评价雷达图3、通过本次活动，小组成员工作干劲和工作热忱高涨，确定今后接着开展QC活动，活动题目选为“水下封底混凝土施工方案创新”。
