水中橋梁基礎(chǔ)膜袋圍堰施工技術(shù)

王秀軍

(中鐵三局集團(tuán)二公司，河北石家莊 050031)

0 引言

膜袋圍堰作為一種施工簡便、快速、低成本的圍堰形式在江浙沿海地區(qū)被廣泛應(yīng)用于水利工程建設(shè)中，近年來，膜袋圍堰作為一種快速筑島法也逐漸被應(yīng)用于客專鐵路橋梁水中基礎(chǔ)施工中。

杭甬鐵路客運(yùn)專線橋位地處蕭紹平原河網(wǎng)化地區(qū)，橋址范圍內(nèi)水塘河流密布，大量的水中墩臺制約著施工的進(jìn)度，傳統(tǒng)施工方法一般為:搭設(shè)棧橋平臺施工孔樁基礎(chǔ)+雙層鋼圍堰施工承臺;在河道中滾填大量土方作為施工鉆孔平臺+拉森鋼板樁圍護(hù)施工承臺;河道中打設(shè)草袋圍堰，抽排圍堰內(nèi)積水，直接施工孔樁及承臺基坑。三種方法均投資較大，施工速度緩慢，而膜袋圍堰具有的快速施工、成本較低及安全性好的優(yōu)點(diǎn)，使得其在杭甬客專的水中施工中大量推行，保證了施工的進(jìn)度及安全。

1 工程概況

杭甬鐵路客運(yùn)專線HYZQ-1標(biāo)段蕭山特大橋總長7 860 m，起訖里程為DK16+757～DK24+617，共計(jì)墩臺239個，共計(jì)跨越河流10條，水中基礎(chǔ)29個。蕭甬下行線改線里程段為XYK0+155.21～XYK3+850.42，其中含特大橋1座、大橋3座、中橋1座;蕭浙聯(lián)絡(luò)線改線里程段為L改DK0+000～L改DK1+157.669，其中含大橋2座、中橋1座。共計(jì)跨越河流7條，水中基礎(chǔ)38個。

2 膜袋圍堰

2.1 工藝原理

該施工工藝充分利用砂土混合物易排水固結(jié)，即利用高壓泵將細(xì)砂、土和水混合物充壓進(jìn)土工膜袋，膜袋起到濾水沉砂的作用，在粉砂沖灌壓實(shí)后，在圍堰中間抽填粉砂土，起到不滲水的作用。圍堰在迎水面向外設(shè)置一定的弧度，以減小水的側(cè)壓力達(dá)到阻水效果，然后在圍堰內(nèi)排水，開挖基坑，修筑承臺墩身至出水面后拆除圍堰。

2.2 適用范圍

適用于河道及水塘范圍等具有廣闊水域且水深小于4.5 m的橋梁工程水中基礎(chǔ)施工。

2.3 施工斷面

施工斷面根據(jù)水深進(jìn)行選擇，一般在水深4 m左右選用斷面寬度為8 m的圍堰，每邊膜袋寬2.5 m，中間充填3 m寬粉砂土防止?jié)B水及加固圍堰(見圖1)。

3 施工流程

3.1 鋼管定位

鋼管主要起膜袋的定位作用，鋼管采用直徑5 cm普通鋼管，圍堰縱向每0.5 m打設(shè)一根，長度根據(jù)實(shí)測的河水深度確定，保證伸入河床以下不小于1 m，上部與圍堰齊平，橫向采用鋼管連接，縱向每側(cè)各連接兩道，搭接長度不小于1 m。

圖1 施工斷面示意圖（單位：m）

鋼管打設(shè)采用小船及人工打入，鋼管施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)為:

1)打設(shè)鋼管時，要保證鋼管的垂直度不能過于傾斜;

2)測量人員現(xiàn)場指揮按照圍堰位置精確定位，避免縱向連接安裝不到位;

3)圍堰每側(cè)的鋼管施工完畢后，立即進(jìn)行該側(cè)的平聯(lián)，平聯(lián)同樣采用鋼管連接，搭接接頭不少于1 m，保證連接的穩(wěn)定性，在每一層膜袋施工完畢后，將兩側(cè)鋼管進(jìn)行對聯(lián)，對聯(lián)采用鐵絲加鋼管的連接方式。

3.2 泥漿制備

鋼管施工完畢后就近選擇泥漿制備場地，在現(xiàn)場施工中一般選擇棄土場地，挖設(shè)3 m×3 m，深1 m的泥漿池，將砂性的棄土直接使用水槍沖刷，泥漿流入泥漿池存儲，泥漿池至圍堰充填場采用泥漿泵抽送，一般距離不大于500 m為宜。

3.3 膜袋充填

膜袋選用專用土工布加工制成，每膜袋高度0.6 m，寬度2m～4 m，膜袋長度根據(jù)圍堰長度縫制。

膜袋攤鋪在預(yù)先打設(shè)的兩排鋼管之間，安裝完成后用泥漿泵將泥漿沖灌至袋內(nèi)，充填速度保持在每分鐘5 m3～10 m3泥漿。

圍堰兩側(cè)的土工袋充填完成后，在兩側(cè)圍堰之間充填泥漿，將圍堰填滿。

3.4 圍堰檢查

圍堰施工完畢后由技術(shù)員進(jìn)行一次全面檢查。發(fā)現(xiàn)質(zhì)量或安全問題及時組織人員進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或采取其他可靠的糾正措施。在施工期間專門成立圍堰檢查小組，每天派專人對圍堰的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時修補(bǔ)，并對河床標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，一旦發(fā)現(xiàn)河床沖刷較大，立即采取安全措施，如回填片石、人員撤離等措施。

3.5 圍堰拆除

圍堰拆除時十分快捷便利，使用高壓水槍沖刷圍堰，使用泥漿泵抽排泥漿至棄土場，最后回收定位鋼管。

4 膜袋圍堰優(yōu)點(diǎn)

4.1 施工成本低

采用膜袋進(jìn)行水中圍堰施工工藝簡單、投資小，除土工袋外，圍堰使用的砂土可利用棄土，圍堰的充填及拆除均使用泥漿泵完成，以蕭甬下行線2號橋測算(6個水中基礎(chǔ))，膜袋圍堰施工成本僅相當(dāng)于施工棧橋費(fèi)用的1/10，草袋圍堰的1/3，經(jīng)濟(jì)效果十分顯著。

4.2 施工簡便

膜袋圍堰只需投入中小型設(shè)備(泥漿泵、高壓水槍等)即可完成大圍堰施工，操作簡單，而棧橋施工需使用大型鋼管樁打設(shè)機(jī)械，搭設(shè)較大面積的棧橋鉆孔平臺，施工環(huán)節(jié)多，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

4.3 施工速度快

膜袋圍堰在完成鋼管定位后即使用泥漿泵充填，在施工過程中，一條60 m長的圍堰可在一周之內(nèi)施工完成，與棧橋施工相比可明顯節(jié)約工期。

5 結(jié)語

在河道水塘密布的蕭紹平原，通過使用膜袋圍堰施工客專橋梁水中基礎(chǔ)，在雨季來臨之前完成了全部水中墩臺基礎(chǔ)的施工，施工安全得到了保證，施工成本得到了控制，收到了良好的效果。

［1］TB 10303-2009，鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］TZ 213-2005，客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南［S］.

［3］鐵建設(shè)［2007］138號，鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程［S］.