格栅施工方案

格栅施工技术方案

1、工程概况

在三线船闸建成之后，为了解决三座船闸运营时最不利工况对一线、二线船闸下闸门及船舶运行造成的不利影响，设计了改善下游引航道横向绕流的格栅结构物。

一线闸下游格栅处于一线闸下游新建靠船墩3#-13#墩北侧9.5m处，在一、二线船闸之间的分隔堤根部（边坡坡顶线与一线闸3#靠船墩上游边齐平）开150m （平均宽度）缺口；二线闸下游格栅处于二线闸下游靠船墩1#-7#墩北侧10.3m 处。为了消除因开缺口产生横流影响，在一、二线船闸下游靠船墩临三线闸侧布置灌注桩，灌注桩之间加预制砼格栅板结构。为增加灌注桩与砼格栅板的整体性，在灌注桩顶设宽1400cm、高50cm的帽梁，帽梁顶高程为▽12.73m。灌注桩中心间宽为5m，灌注桩直径为1m，桩长16.1m（▽-3.82～▽12.28）。预制砼格栅板顶底高程分别为▽12.23m、▽6.33m。灌注桩、格栅板中心线与一、二线闸下游靠船墩临闸室水面线距离均为9.5m。

2、地质情况

根据地勘资料可知，在桩位区域深度50m以浅均为第四系土层，其岩性及分布特征如下：

2-2层（Q4）：灰色、黄灰色，部分深灰色，粘土，局部粉质粘土，较高孔隙比，可塑～软塑，中等～中等偏高压缩性，室内垂直渗透系数约Kv=10-5～10-7cm/s，为相对隔水层。层顶面标高约7.0～10.0m，层厚0～6.1m，平均层厚2.8m。全区基本连续分布。推荐地基土容许承载力f=100～150Kpa。

2-2c层（Q4）：灰色粉土，局部粉砂，湿（饱和），中密状态为主，中等偏低压缩性；部分粉质粘土夹粉砂，可塑状态；呈透镜体及薄层状夹于2-2层之中，室内垂直渗透系数约Kv=10-4～10-5cm/s，具弱透水性。层厚0～4.8m，平均层厚1.9m。推荐地基土容许承载力f=120～150Kpa。

3-1层（Q3）：灰黄色、黄灰色粘土，部分粉质粘土，夹少量砂礓，含铁锰，可塑～硬塑，中等～中偏低压缩性，室内垂直渗透系数约Kv=10-6～10-7cm/s，为相对隔水层。层顶面标高3.1～5.9m，层厚2.0～5.4m，闸址区连续分布。推荐

地基土容许承载力f=180～260Kpa。

3-1a层（Q3）：灰黄色、灰色（粉质）粘土，夹粉砂，可塑～软塑，中等压缩性，层顶面标高-1.3～1.4m，分布于3-1层之下，主要见下游引航道一带。推荐地基土容许承载力f=90～150Kpa。

3-2层（Q3）：灰黄色、黄色粉细砂，饱和，中密～密实状态，顶部多分布薄层粉土，不均匀系数Cu=1.2～7.8，均值在3.5上下，多为级配不良砂。抽水试验渗透系数Kv=9.8×10-3cm/s，为勘察区主要含水层。层顶面标高-1.5～3.0m，层厚约为2.0～4.7m，平均层厚2.4m。闸址区连续分布，下游引航道尖灭。推荐地基土容许承载力f=180～200Kpa。

3、施工流程

格栅施工流程图

4、钻孔桩施工

4.1、清除河床块石

为保证钻孔桩施工的顺利进行，在施工之前用小型挖泥船对河底石块进行全面清理，使桩孔施工范围内尽量无块石，以防止打设钢护筒及钻孔偏位。

4.2、搭设钻孔平台

由于格栅钻孔桩直径仅有1米，拟采用小型回旋钻机施工，该钻机自重较轻，因此，钻孔平台采用木桩搭设。

搭设钻孔平台采用20×20厘米的方木，长度9米，入土深度4.5～5米；纵向打设两排木桩，其横向间距3.8米，纵向间距0.6～0.8米；在木桩的顶上用20×20厘米的方木将其联接成一个整体，在两排木桩之间（避开桩位位置）用[14型钢联接。

木桩采用船式小型打桩机打设，在打木桩之前用全站仪放出钻孔桩桩位轴线，然后根据桩位轴线来确定木桩的平面位置。打设木桩时木桩一定要垂直，并且纵向要在一条直线上。

木桩打设结束后，在两排木桩之间停泊一艘小型驳船作为施工操作平台，然后安装木桩顶纵梁和[14型钢平联。纵梁与木桩之间采用螺栓及蚂蝗钉连接牢固，[14型钢的两端加工成U型卡形状，卡在纵梁上，并用木锲锲紧。在[14的型钢上放30×30厘米的方木，方木操平后安放钻机。

在平台与堤岸之间用木桩、方木、脚手钢管、脚手木板搭设施工通道；在钻孔平台上满铺脚手木板形成平台，在施工通道和施工平台的四周用脚手钢管搭设护栏。钻孔平台及钻机布置见下图：

4.3、钢护筒施工

所有钻孔桩直径均为1m，钢护筒直径采用1.6m、长6米，钢护筒制作采用厚10mm钢板卷制而成，钢护筒入土深度定为1.5～2m，护筒顶高程为▽12.3m。

护筒打设前先用全站仪进行放点，准确控制护筒中心位置。打设时采用浮吊吊振拔锤打设，打设过程中技术员现场控制其平面位置、垂直度及入土深度。在打设后的护筒上放出基桩的中心点，并在护筒上标识桩基中心十字控制线。如果护筒下沉过程中遇到河床块石时，派潜水员下去将其清除后，再继续下沉护筒。护筒施工控制标准：

垂直度：1%；

标高：-50～＋100mm；

中心偏位：不大于50mm。

4.4、钻机就位及钻孔

钻机利用浮吊在平台上拼装，在拼装钻机之前用水准仪将支撑钻机的方木操平，钻机拼装完成并移到位置后，再用水准仪测量钻机底盘的四角高差，并用油顶对钻机进行调平。采用定位型钢将钻机与平台固定和限位。

钻机就位后精度要求：

a、钻机四个支点高差<5mm；

b、转盘中心与护筒底口中心偏差<2cm；钻架水龙头、钻头、护筒底口中心三点一线，铅垂度偏差<5mm。

泥浆配制与泥浆循环采用两条泥浆船，分别用于制浆和储渣；泥渣及废浆用船运到航道管理部门指定地点废弃，防止污染河道。

钻孔施工：

（1）、将钻头下降到离孔内土面约30cm处，把供浆管接至钻机水笼头上，开启供浆泵使新制泥浆自钻杆压入孔内。

（2）、采取正循环施工法钻进，先启动泥浆泵，通过钻杆、钻头将泥浆压入孔底，待泥浆输入孔中一定数量后，即泥浆正常循环后，开始钻进。

（3）、当钻头在钻离护筒底口上下各1m时，采取低转速（4r/min）、低钻压（3T）、低进尺速度钻进。

（4）、在钻进过程中，泥浆数量的损耗，相对密度、粘度、PH值等各项指标相应发生了变化，同时不同地层钻进时，泥浆指标要求不一样，因此需要及时调整泥浆的各项指标及时补充泥浆，根据对泥浆定时监测的结果，调整造浆材料的配比。

当钻杆和钻具有效长度累计进尺到达孔底设计标高并报请监理工程师复测同意后，可进行清孔，清孔采用换浆法。

（1）、随时测定进出口泥浆指标，当泥浆指标达到比重 1.06-1.10、粘度17-20s、含砂率<4%、PH值8-10后，仍继续换浆清孔，时间不得少于30分钟，然后终止清孔，拆除钻具，移走钻机。

（2）、利用自制检孔进行孔的垂直度、孔径、孔深检查，满足设计要求，则安装钢筋笼和导管，如不满足设计要求，则重新扫孔。沉淀层的厚度用测锤和测绳测量复核。

（3）、待钢筋笼、导管安装完成后，测量孔底沉淀层厚度，若达不到≤30cm 的规范要求，应进行二次清孔，向孔内补充新浆，确保沉淀沉厚度达到设计要求。随时测定出浆口的泥浆指标，达到比重1.05-1.1，粘度17-20s，含砂率<2%，PH 值8-10的规范要求。

4.5、钢筋笼及内护筒施工

a.钢筋笼的制作与安放

桩长16.38m，钢筋笼长为14.55m，制作时分成两节，底部7.9米为一节，

以上为一节。钻孔桩▽5.99 m以上部分要设置预留槽，用于放置格栅板，钢筋笼在制作时要用钢板设置槽口。

（1）、钢筋的进场及检验

钢筋进场以后，由材料科开“检验通知单”给试验室，试验室按批次进行检验，合格正常使用，不合格清理出场。钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆放，不得混存，且必须设立识别标志。钢筋在运输过程中，应避免锈蚀和污染，钢筋在露天堆放时，应垫高并遮盖。

钢筋应具有出厂质量证明书和实验报告单，应抽取试样做力学性能实验。

（2）、钢筋笼的制作安装

钢筋笼在施工现场安置的专用胎架上绑扎成型，钢筋笼的加工按施工规范要求进行，成型质量符合规范要求。

（3）、钢筋连接

螺旋箍筋采用搭接，其余钢筋连接均采用电弧焊接，其质量符合规范要求：单面焊hf≥10d，双面焊hf≥5d，钢筋搭接长度L≥35d。

（4）、预留槽加工与安装

根据设计图纸，预留槽口采用6㎜的钢板加工，槽口钢板在工厂按设计图纸弯折成型后运到现场，然后与加工成型的顶节钢筋笼焊接牢固，形成一个整体。槽口钢板与钢筋焊接时要注意位置准确，不得有偏移。

(5)、钢筋笼安装

钢筋笼采用吊车转运、钻机安放。吊装使用专用吊具，先用两个吊点抬吊到一定高度后，逐渐放松一个吊点使钢筋笼垂直，然后缓慢吊入桩孔，在已入孔的钢筋笼上端穿入型钢将其悬挂于井口支架上；钢筋笼接长下放，下放时严格对准孔位中心。对中时，在圆形加强箍及护筒上拉十字线，然后用垂线锤，调整钢筋笼的位置，让两个十字线中心在同一铅锤线上。由于钢筋笼上有预留槽口，因此，钢筋笼不但要对中，而且槽口的连线要与桩中心连线在同一条直线上，不得旋转偏位，防止后期安装插板困难。

全部钢筋笼安装完毕后，把钢筋笼与钢护筒焊接固定，防止浇筑过程中钢筋笼上浮或旋转，混凝土浇筑完毕及时进行解除。

b.内护筒加工及安装

因本工程的灌注桩与普通灌注桩不同，在桩的上部有两道预留槽口（端桩有一道），考虑到现场的实际地形、水文情况，以及结合以往类似桩的施工经验，桩基采用一次浇筑成型、预留槽口的方式施工。

内护筒采用10㎜钢板加工，直径1米，长度5米，由两个半圆模板组成。。内护筒施工的关键是桩成型后能够脱模，因此，模板采用企口与U形卡连接，安装时将U形卡放在法兰的凹槽中，然后收紧螺栓；拆除内护筒时，松开螺栓，将螺杆向下移动，螺杆带动U形卡脱离法兰的凹槽，内护筒即分为两半，即可拆除内护筒。具体见下图：

钢筋笼接长后，在上端穿入型钢，悬吊在孔口，然后拼装内护筒，并用钢丝绳吊住；起吊钢筋笼，将悬挂钢筋笼的型钢取出来，并将钢筋笼起吊到设计标高，调整其平面位置，然后固定；同时，用卷扬机将内护筒放入孔内，达到设计标高后，与钢筋笼一起固定牢固。

为方便内护筒脱模，在内护筒的内侧以及外侧底口以上1米范围涂上一层黄油；为了防止预留槽口内进入砼，在预留槽口中填满袋装砂土；为防止砼浇筑时砼翻浆而影响内、外护筒的拆除，在内外护筒之间填两层袋装砂土。具体见下图。

砼终凝后，松开内护筒的企口螺栓和U形卡，用手拉葫芦将内护筒脱模，然后用卷扬机将内护筒提出来。

4.6、砼浇筑施工

a 、混凝土浇筑设备

由于钻孔桩均为水中桩，砼搅拌运输车运送砼困难，因此，拟采用滚筒式搅拌机现场拌和、翻斗车运输到平台上，然后用爬斗将砼送到浇筑导管的集料斗中浇筑。配备导管2套，总长40m 。

b 、首批混凝土量计算

按照公式：v ≥πd 2h1/4+πD 2Hc/4 来计算首批混凝土量，计算图式如图，公式中各参数含义及初定值如下：

v-首批混凝土所需方量；

h1-孔内混凝土达到Hc 高度时，

导管内混凝土柱平衡导管处泥浆所需的高度；

Hc - 灌注首批混凝土时所需井孔

内混凝土面至孔底的高度，

它包括导管初次埋深（规定值1.0-1.5m ）

和导管底端至孔底的间隙（规定值0.4m ）；

d-导管内径，d=300mm ；

D-钻孔桩孔径。

经计算V=1.5m3，所以取首盘料斗2m3。

c、导管水密性实验

导管使用前应进行水密试验。进行水密试验的水压不应小于孔内水深 1.3倍的压力。把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力，将导管滚动数次，经过15min不漏水即为合格。

d、安装导管

钢筋笼入孔安装完毕后，开始导管的安装工作，导管使用前将进行水密承压试验，并编号标注长度。按照桩长逐节连接安装导管并进行固定，使导管底端距孔底为40cm。用钻机上的卷扬机配合混凝土的浇注并排除导管，或安装浇筑架，浇筑架另行制作。

e、浇筑混凝土

二次清孔结束后，安装集料斗，用剪球法进行首批混凝土的灌注。混凝土灌注过程中，导管埋深控制在2-6m之间，由专人随时用测绳进行测量，灌注到桩顶时，适当提高集料斗的高度以增加混凝土的柱压，保证桩顶混凝土的密实度。浇筑结束后桩顶混凝土高出设计标高0.2～0.3m，并清除内护筒内的表层浮浆，以确保桩头的质量。

5、河床清淤及预留槽口清理施工

a、河床清淤

桩位处的河床标高平均在8.5米左右，设计图纸的泥面标高6.33米，而预留槽口的底标高为5.99米，因此，为了满足插板施工的要求，必须在插板之前对河床进行清理。

由于受地形条件的限制，只能采用小型挖泥船作业、运泥船外运。为了减小对河道的污染，所有泥渣均用船运到航道管理部门指定的废弃点进行废弃。挖泥时测量人员跟踪测量，防止超挖或少挖。

在有插板的地方，河床面挖至5.9米，宽度1～1.5米，其余河床面按标高

6.33控制。

b、预留槽口清理

为了后期插板施工顺利进行，必须在河床面挖到位后对格栅预留槽口进行清理。河床挖到位后，立即用测杆对预留槽口的深度进行测量，达不到设计要求的

派潜水员到水下进行清理，确保预留槽口满足设计要求，以便插板施工。

6、格栅插板预制及安装施工

a、格栅插板的预制

格栅插板共计432块，采用C25砼。为方便运输及安装施工，格栅板就在桩位附近的陆地上预制。

选择一块比较平整的场地，用人工平整、夯实，在表面铺垫5～8厘米的碎石，并在预制场地表面再浇筑5厘米厚的素砼。

钢筋及砼原材料的质量及保管要求同桩基施工。

侧模板采用木模，底模就利用已浇筑好的砼地面（砼表面必须很平整，高差控制在5㎜以内），在砼表面铺一层水泥纸或塑料薄膜，以便脱模。

砼采用滚筒式搅拌机搅拌，手推车运输。砼采用插入式振捣棒振捣，必须振捣密实。砼的按规范要求进行：覆盖洒水保湿养护，养护时间不少于7天。

由于预留槽与插板之间的间隙只有2厘米，同时考虑桩的偏位影响，为了防止后期插板安装困难，在预制插板时一定要控制板的厚度，厚度偏差宜控制在0～-5㎜之间。同时，做好预制板的防裂措施，预制件强度达到100%后方可起吊，在吊装时要轻起放，防止出现插板出现裂缝或断裂等情况。

b、格栅插板的安装

当格栅板砼强度达到100%后，用吊车吊运装船，然后运输到安装现场，再用浮吊安装。安装时插板两端要水平，插板入槽后缓慢下放，防止插板卡在槽内或者插板因碰撞而损坏。如果插板在槽内下沉困难时，派潜水员下去查明原因，并及时引导下沉。

7、帽梁施工

帽梁宽1.4米，高0.5米，总长272.8米，顶标高12.73米，底标高12.23米。由于在水上，如果采用支架施工，是比较困难的，因此，借鉴无支架施工盖梁的方式施工帽梁，即在施工灌注桩时在桩顶预留剪力销孔，拆除护筒之后安装剪力销，然后在剪力销上安装纵梁，在纵梁上铺分配梁和安装模板。

在帽梁施工之前先将桩头凿到标高12.28米，然后清理剪力销孔并安装剪力销，剪力销用螺栓收紧固定。纵梁采用2[20型钢，分配梁采用10×10厘米的方

木（间距30～35厘米），底模及侧模采用1.8厘米厚的竹胶板，模板支撑全部采用5×5厘米的方木，模板结构形式见下图：

8、施工控制及管理

（1）、依据相应的施工技术规范和质量验收标准，结合本工程的具体施工工艺制定施工作业指导书，以技术控制条文的形成发到作业者手中，从过程上逐道工序予以制约，从而杜绝不规范施工。认真执行自检、互检和交接检查的三检制度和专检制度，三检制度由质检部负责，在班组工序之间进行，认真填写三检表，并履行签字手续。

（2）、对所有参加施工的人员进行技术交底，技术交底由本工程项目技术负责人员逐层交底。交底时应明确施工技术方法、各操作工序的衔接注意事项、各工序中间质检应达到的质量要求等，必须做到不明确不上岗。

（3）、建立质量管理机构，制定质量管理办法。建立以值班技术员、钻孔施工队长为主要责任人的质量管理机构，并接受项目技术、质检负责人的质量检查与监督。质量管理办法应以质量要求为依据，奖优罚劣。

（4）、严格质量记录规定。桩基工程对此项工作的要求显得尤为重要，质量记录必须完整、真实、及时。

（5）、加大质检和抽验的频率，桩基各道工序的质量检查频率均需达到100%。

9、安全文明施工

a、安全管理

（1）、建立安全管理组织机构，设置专职和兼职安全员，制定安全管理的规章制度和保证体系，确保安全生产的正常进行。

（2）、加强安全生产思想教育、技术教育，提高施工人员的安全意识和主观意识，树立“人人要安全，人人懂安全”的全员参与作风。

（3）、实行工序施工安全许可证制度，各分项工程施工技术交底必须同时进行安全技术交底，且应由现场专职安全签认。

（4）、施工安全管理实行“危险源点”控制法，各危险源点的安全控制均落实到具体负责人，实行重点监控。

（5）、实施定期和不定期安全检查。检查的目的是为了发现隐患并消除隐患，安全检查分定期和不定期两种类型进行，检查结束应写出相应的检查报告，指出隐患并提出整改措施。

（6）、施工现场配备救生衣、救生圈、交通船；水上作业人员必须穿戴救生衣，交通船上必须配备救生圈。

（7）、施工现场设置各种警示标牌，严禁非施工作业人员进入现场，特别是水上作业区。

（8）、交通船严禁超载，交通船航行要注意避让过往船只；在船闸放水的时候交通船严禁通行。

b、文明施工及环境保护

（1）、在施工现场设置醒目标志、标语，挂牌施工；并出简报，做好安全生产、文明施工的宣传工作。

（2）、现场管理做到工完场清，材料堆放、设备停置整齐化一，电力线路、电器元件规范布置、安装。

（3）、易产生噪声污染的各种临时设施和场地如搅拌楼、加工车间等布置时尽量远离居民区或采取降低噪音的措施。

（4）、施工完毕后，对场地进行清理，将可能造成环境污染的物质运至合适的地方。

（5）、钻孔弃渣、废液运往航道管理部门指定的地点。

（6）、材料运输防止抛洒滴漏，施工道路做好维护工作，尽量避免扬尘污染。

（7）、施工期间，项目部将配备人员及设备、对施工便道等临时工程进行管理和维护，以保证能正常使用。

（8）、在施工期间做好废料废水的处理，对于施工废水、生活污水的排放，散装散卸材料的运输等，采取适当措施以避免对周围环境造成不利影响，也不能影响农田水利设施。

（9）、施工期间，水泥、油料、化学品等施工物料的堆放进行严格管理，防止对附近水域造成污染。