淺談韓江雙線特大橋跨東溪段雙壁鋼圍堰施工技術(shù)

左立紅

摘要：結(jié)合工程實(shí)踐，針對(duì)雙壁鋼圍堰的施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，并就雙壁鋼圍堰的設(shè)計(jì)、加工、拼裝、下沉等方面進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：雙壁鋼圍堰 施工技術(shù)

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介 廈深鐵路(廣東段)Ⅳ標(biāo)韓江雙線特大橋跨東溪段主要施工內(nèi)容：韓江特大橋跨東溪段206#、207#、208#、210#，4個(gè)墩基礎(chǔ)采用12φ150cm鉆孔樁， 209#墩基礎(chǔ)采用12φ125cm。承臺(tái)設(shè)計(jì)均低樁承臺(tái)。一級(jí)承臺(tái)14.5×10.5×3m，二級(jí)承臺(tái)10.4×6.8×2m。承臺(tái)擋水圍堰采用雙壁鋼圍堰。

1.2 工程地質(zhì)、水文地質(zhì) 東溪段水下地質(zhì)情況：由河床面從上到下巖性為細(xì)砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)砂、粘土、粗砂。具有高壓縮性和欠固結(jié)性、低承載力等特點(diǎn)，土層工程地質(zhì)條件差。

韓江特大橋東溪段內(nèi)，百年一遇水位9.75m，流量7660m³，流速1.424m/s，降水量的年內(nèi)分配很不均勻，主要集中在汛期4～9月，占全年降水量的81.7％。降雨特點(diǎn)是春夏以峰面雨為主，7～9月多臺(tái)風(fēng)雨。正常水位3.5m，河寬690m；2007年該區(qū)域最高水位8m，最低水位2.3m；2008年該區(qū)域最高水位5.5m，最低水位2.5m；汛期4月至9月，百年流量:Q100=7660m³/s，百年設(shè)計(jì)水位: H100=9.75m，百年流量相對(duì)應(yīng)的流速:V100=1.424m/s

本地區(qū)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。年平均氣溫在21～23℃之間。常年溫度較高，日夜溫差小，極端氣溫變幅不大。

沿線冬春季風(fēng)風(fēng)向主要為北東向，夏季東南風(fēng)盛行，平均風(fēng)速為2.7米/秒。常受熱帶氣旋侵襲，熱帶氣旋風(fēng)力一般在10級(jí)以上。每年5～10月常有臺(tái)風(fēng)，風(fēng)力在8級(jí)以上。沿線地區(qū)年平均降水量在1300～2100毫米之間，降水量的年內(nèi)分配很不均勻，主要集中在汛期4～9月，占全年降水量的81.7％。降雨特點(diǎn)是春夏以峰面雨為主，7～9月多臺(tái)風(fēng)雨。

2 雙壁鋼圍堰設(shè)計(jì)

韓江跨東溪施工圍堰方案采用雙壁鋼圍堰方案，設(shè)計(jì)為圓形鋼圍堰，內(nèi)直徑為19m，外直徑為21.4m，鋼圍堰內(nèi)外壁隔艙距離為1.2m。

正常施工水位3.5m，江底主要為細(xì)砂、粘土和粗砂。

鋼圍堰內(nèi)外壁桁架支撐，在隔倉板處加密。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)鋼圍堰內(nèi)外壁面板采用6mm厚鋼板，刃角鋼板用14mm厚鋼板，以確保圍堰的整體剛度。圍堰的內(nèi)外壁做加勁肋，縱向加勁肋采用∠75×50×6不等邊角鋼；橫向加勁肋采用160×12的鋼板；內(nèi)外壁支撐間用∠75×75×6角鋼。在刃腳處設(shè)置112個(gè)1/2 375×10×445三角板加強(qiáng)剛度并灌入混凝土，在最底部加∠160×100×12角鋼保護(hù)刃腳。

3 施工技術(shù)

3.1 施工場(chǎng)地準(zhǔn)備 鋼圍堰結(jié)構(gòu)加工廠場(chǎng)地全部進(jìn)行混凝土硬化處里，搭設(shè)臨時(shí)碼頭，靠岸邊采用兩排鋼管、貝類梁和10厚鋼板組成鋼平臺(tái)，同時(shí)利用200#鋼平臺(tái)。

3.2 胎膜加工制作 為滿足工廠化施工要求，提高鋼圍堰加工精度，形成規(guī)?；魉€生產(chǎn)，在鋼圍堰加工場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置8座胎膜。胎膜底座設(shè)計(jì)成水平，頂部以鋼圍堰外直徑加工成弧度，縱橫向間用∠75×75×6角鋼焊接成整體。具體設(shè)計(jì)圖：

3.3 雙壁鋼圍堰加工 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察、雙壁鋼圍堰設(shè)計(jì)重量、起重機(jī)的起吊能力、及考慮到鋼圍堰的下水方便等原因。決定采取分節(jié)分塊加工制做，根據(jù)具體情況將雙壁鋼圍堰分成3到4節(jié)制造，每節(jié)分為8塊加工，既鋼圍堰等分8個(gè)豎向隔艙，隔艙板采用8=1.0mm舊鋼板;

每塊外周長:S=3.14×21.4/8=8.404m,

每塊內(nèi)周長:S=3.14×19/8=7.461m.

現(xiàn)場(chǎng)制作雙壁鋼圍堰分塊加工步驟：

3.3.1 角鋼切割：豎向角鋼采用∠75×50×6，一般段豎向角鋼外間距為52.5cm內(nèi)間距為46.6cm，加強(qiáng)段的豎向角鋼外間距為46.7cm內(nèi)間距為41.5cm、水平角鋼采用∠75×75×6。

3.3.2 內(nèi)、外壁板加工：內(nèi)外壁板采用6mm厚鋼板，并且考慮到加工的方便進(jìn)料是按照?qǐng)A弧長度進(jìn)料。每塊板的大小分別為7.5m×1.5m和8.5m×1.5m。

3.3.3 環(huán)板加工：水平環(huán)板均采用12厚鋼板，一般段內(nèi)外水平環(huán)板板寬度為16cm，每節(jié)法拉盤采用12厚寬度為28cm鋼板，加強(qiáng)段的水平環(huán)板寬為20cm，加強(qiáng)環(huán)板采用14厚的寬度為10cm的鋼板。

3.3.4 外壁板上胎架

3.3.5 焊接外環(huán)板

3.3.6 豎向角鋼焊接

3.3.7 水平角鋼焊接：

3.3.8 刃腳角鋼焊接：

刃腳角鋼采用∠160×100×12的角鋼

3.3.9 隔艙板的焊接：

隔艙板采用舊10厚的鋼板

3.3.10 焊接完畢編碼

3.4 雙壁鋼圍堰分塊拼裝

各塊鋼圍運(yùn)到河邊臨時(shí)碼頭上，并在碼頭上進(jìn)行底節(jié)鋼圍堰拼裝。

拼裝步驟

3.4.1 將碼頭石屑整平壓實(shí)，在鋼圍堰圓弧范圍內(nèi)平鋪一層10mm厚鋼板，并在鋼板上準(zhǔn)確放出各單元體輪廓位置。在鋼板上焊“π”型支腿，每片鋼圍堰焊3處，共焊24處。支腿頂面用水平管調(diào)平，以保證底節(jié)雙壁鋼圍堰底面的平整。

3.4.2 采用25T汽車吊將單片底節(jié)鋼圍堰吊起后立放在支腿上，加焊10mm厚隔倉板。

3.4.3 兩片底節(jié)鋼圍堰立起后按拼裝位置放好，根據(jù)對(duì)接情況劃線割除對(duì)接多余鋼板。操作時(shí)要邊拼裝，邊調(diào)整，待全部點(diǎn)焊成型后，方可全面焊接。

3.4.4 兩片底節(jié)鋼圍堰間隔倉板對(duì)齊后將內(nèi)外壁板對(duì)焊，對(duì)焊完畢后可考慮沿焊縫方向再加一條8cm寬6mm厚加強(qiáng)條，補(bǔ)焊在內(nèi)外壁板上。

3.4.5 在最后一片焊接之前，將25T汽車吊開出鋼圍堰內(nèi)部，在外部將最后一片拼裝完畢。

3.4.6 在雙壁鋼圍堰內(nèi)外壁上焊接臨時(shí)支撐，以備水中鋼圍堰接高時(shí)，擺放電焊機(jī)、氧氣瓶、乙炔瓶等設(shè)備和操作人員站立方便。

3.5 鋼圍堰挖泥下沉就位

接高鋼圍堰和挖泥作業(yè)交替進(jìn)行，直至圍堰刃腳到達(dá)設(shè)計(jì)高程。在覆蓋層中圍堰下沉的主要手段是用手抓斗挖泥、用空氣吸泥機(jī)吸泥，如遇有粘土層時(shí)還應(yīng)配合高壓射水。圍堰吸泥下沉?xí)r應(yīng)根據(jù)圍堰位移和傾斜情況調(diào)整吸泥位置，以保證圍堰在允許范圍內(nèi)下沉。吸泥時(shí)還要經(jīng)常觀察圍堰內(nèi)，外水頭差，注意隨時(shí)補(bǔ)水，避免大的翻砂。隨著圍堰慢慢下沉，圍堰上層拉纜隨之解除，安裝交替倒換上移，并隨圍堰入水深度增加隨時(shí)調(diào)整拉纜受力狀態(tài)，使圍堰保持垂直。

雙壁鋼圍堰下沉完成后，用拔樁機(jī)將定位樁拔掉移走，進(jìn)行周轉(zhuǎn)利用。

結(jié)論，根據(jù)施工段韓江水域水流特點(diǎn)，水中采用雙壁鋼圍堰。由于雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)剛性好，不怕下沉?xí)r翻砂，施工十分安全可靠。