淺談西成客專嘉陵江特大橋水中基礎(chǔ)施工

【摘要】本文結(jié)合西成客專嘉陵江特大橋水中基礎(chǔ)施工實(shí)踐，就客運(yùn)專線鐵路特大橋水中基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行了簡要闡述。

【關(guān)鍵詞】客運(yùn)專錢；特大橋；水中基礎(chǔ)；技術(shù)控制

嘉陵江特大橋全長1700.8m，橋梁孔跨布置2-24m+1-32m+（76+144+76）m+（64.8+64.8）m+（76+144+76）m+27-32m。本橋共計(jì)鋼筋4635.6t，混凝土83976立方米。

本橋共設(shè)計(jì)墩臺38個，共有樁基礎(chǔ)363根，墩臺38個，樁徑分別為1m、1.25m、1.5m、2m，最大樁長為46m，最高墩43m。3#墩至6#墩、8#墩至11#墩為2聯(lián)76+144+76m連續(xù)梁，7#墩為64+64m連續(xù)T構(gòu)，均跨越嘉陵江水域，在DK379+960～DK380+080范圍內(nèi)設(shè)置抗滑樁70根，最大樁截面4m×3m，最大樁長45m。

1.鋼套箱加工制作

1.1箱壁體的分塊制作

箱壁體沿豎直方向分塊進(jìn)行加工，考慮到焊接收縮及裝配誤差，每塊壁體單元預(yù)留一定的余量，其中壁體的第一塊為定位塊，其余量在塊體裝配焊接完畢并經(jīng)測量校核后割除，其余各塊體的余量則留待整體拼裝時割除。壁體分塊制作的方法是將內(nèi)壁板、外壁板、水平環(huán)板框架、隔艙板箱形梁等構(gòu)件先在平臺上組裝成平面分段，然后將平面分段在組裝胎架上拼裝成立體分塊，多點(diǎn)平行作業(yè)。

1.2水平環(huán)板框架的拼裝

水平環(huán)板框架由內(nèi)外環(huán)板、橫向聯(lián)系撐等構(gòu)件組成，其拼裝的主要方法為：首先在拼裝平臺上勘劃水平環(huán)板框架地樣，然后按照地樣依次裝置內(nèi)外環(huán)板、橫向聯(lián)系撐，用馬板固定后焊接，并開設(shè)豎肋穿過口，水平框架施焊時，從中央向兩頭同時進(jìn)行。

1.3板拼焊

壁板拼焊在平臺上進(jìn)行，其拼焊的程序?yàn)椋旱跹b板列→清理板縫→板縫拼接→自動焊焊接→翻身→自動焊焊接→找方→勘劃切割線、裝配線、余量線→切割→吊離平臺。壁板拼縫應(yīng)避免十字交叉，且板縫與構(gòu)件間的距離不小于50mm。壁板是擋水的重要構(gòu)件，每條焊縫必須保證水密，因此采用自動焊焊接、超聲波檢測。

1.4塊體裝配

塊體裝配在專用胎架上進(jìn)行，其裝配的程序?yàn)椋和獗诎濉獗谪Q肋→水平環(huán)板框架→隔倉板→內(nèi)壁板及豎肋→節(jié)間環(huán)板。為了減少焊接變形，塊體焊接時，選用6或8名焊工從中間向四周擴(kuò)散焊接，其焊接電流、焊接速度力求一致，并且采取先焊構(gòu)件間的焊縫、再焊構(gòu)件與壁板的焊縫的焊接順序。

2.河床清基

河床清基采用1臺抓泥斗為主，輔以1臺長臂挖掘機(jī)、1臺水力吸石筒，抓泥斗起吊設(shè)備采用履帶吊，在棧橋上吊裝抓泥，清基所抓出的泥砂運(yùn)走或拋至承臺位的下游方向，不得拋至于承臺位的上游，以免水流將其沖至承臺位上。清基范圍應(yīng)比承臺平面尺寸四個方向各寬2.0m，以保證施工方便。護(hù)筒周圍抓泥斗不好作業(yè)，由吸石筒吸砂石清基。個別大孤石抓泥斗不能作時，采用長臂挖掘機(jī)將其清出基礎(chǔ)范圍。清基后的河床底應(yīng)大致平整，要設(shè)多點(diǎn)進(jìn)行測量，特別是圍堰側(cè)板范圍上，要進(jìn)行多點(diǎn)測量，保證標(biāo)高基本相同，以使圍堰下沉?xí)r，不發(fā)生傾斜。

3.鋼套箱拼裝

鋼套箱圍堰分別在鋼護(hù)筒頂部用型鋼和在鋼護(hù)筒外側(cè)焊接牛腿搭設(shè)型鋼形成平臺。鉆孔灌注樁施工完畢后，拆除鉆孔平臺，水下割除影響鋼吊箱就位結(jié)構(gòu)，為了方便封底平臺主梁的擱置，切割處的標(biāo)高約高于鋼吊箱就位后的設(shè)計(jì)頂標(biāo)高。壁板塊體采用汽車吊吊裝，先吊裝中間的第一塊（定位塊），然后依次在第一塊的兩側(cè)進(jìn)行其它塊體的吊裝。定位塊吊裝時靠模緩緩就位，并使其垂直，當(dāng)滿足要求后加設(shè)內(nèi)斜撐臨時固定，并檢測兩定位塊內(nèi)壁板上端之間的距離。定位塊就位后，即可吊裝第二塊；吊裝第二塊時，先將其擺放在距離定位塊50mm的位置，然后測量其壁板上定位線與底平臺上安裝線的距離，以確定切割余量，當(dāng)割除余量后將其向定位塊拉攏對接。第二塊安裝完成后，按此方法依次吊裝其它塊體。塊體吊裝就位后即可進(jìn)行焊接，焊接的順序?yàn)椋鹤韵露檄h(huán)板及骨架對接縫→環(huán)板與壁板角接縫→夾壁內(nèi)的壁板對接縫→夾壁外的壁板對接縫→夾壁內(nèi)的壁板與底板角焊縫→夾壁外的壁板與底板角焊縫。鋼套箱拼裝焊接完畢后，每條焊縫要進(jìn)行水密性檢驗(yàn)，以確保鋼套箱的水密性。水密性采用煤油滲透檢驗(yàn)。

4.鋼套箱下沉

第一節(jié)鋼套箱拼裝焊接完畢，通過在鋼護(hù)筒上頂部設(shè)置7m高的掛架，鋼護(hù)筒上設(shè)置吊點(diǎn)，利用手拉葫蘆及鋼絲繩與鋼套箱連接，拉動手拉葫蘆，割掉鋼套箱支撐平臺，下放鋼套箱入水。向圍堰隔倉內(nèi)加水下沉，根據(jù)下沉情況，調(diào)節(jié)隔倉加水量，使之平衡均勻下沉，到一定高度后，接高第二節(jié)單壁鋼圍堰。為了使鋼套箱在吊裝過程中能準(zhǔn)確確定其位置，在四角的四個鋼護(hù)筒頂上設(shè)置導(dǎo)向架，導(dǎo)向架呈倒喇叭型，由型鋼焊制。

5.墩位處河床防護(hù)

鋼套箱圍堰下沉過程中和下沉就位之后，將改變鋼套箱圍堰附近的水流速度和流態(tài)，造成鋼套箱圍堰沉放位置處河床的沖淤變化。為了維護(hù)鋼套箱圍堰的穩(wěn)定和必要的承載力，保證鋼套箱圍堰結(jié)構(gòu)安全，對鋼套箱圍堰外周進(jìn)行沖刷防護(hù)。處理措施是圍堰下沉就位后，沿鋼套箱圍堰外壁周邊拋填砂袋或石籠。

6.水下封底

采用“多導(dǎo)管循環(huán)全斷面斜坡推進(jìn)連續(xù)澆筑一次封底”的方法，導(dǎo)管作用半徑不大于4.0m。承臺封底前，將施工中排放在套箱內(nèi)的淤泥鉆碴等采取吸、抓的方法進(jìn)行清除，做到大致整平，清除的淤積物全部排出箱外。清淤完成后，及時向圍堰內(nèi)回填中砂，用QZ-30型振沖器振沖密實(shí)，提高砂墊層的承載能力，振沖點(diǎn)間距2m，呈梅花狀布置，振沖密實(shí)后再拋填30～50cm厚碎石，潛水員水下整平后再澆筑水下混凝土。水下封底混凝土從鋼套箱的一端（上游或下游）沿長邊方向澆筑，第一次布置12根混凝土下料導(dǎo)管，分別由2臺布料桿布料，由于澆筑面積大，布料桿要隨混凝土導(dǎo)管的不斷轉(zhuǎn)移而向前轉(zhuǎn)移其位置，導(dǎo)管和布料桿均由吊裝設(shè)備整體提升轉(zhuǎn)運(yùn)。為了保證每根導(dǎo)管下混凝土“封口”成功，首先，將儲放在錐形漏斗內(nèi)的12立方米混凝土迅速放入導(dǎo)管后，緊接著開始兩臺拖泵向?qū)Ч軆?nèi)泵送混凝土，如此將同一排的5根導(dǎo)管先后“封口”后，再向第二排導(dǎo)管放料“封口”，并均勻地向每根導(dǎo)管注入混凝土。適當(dāng)提升導(dǎo)管，保持導(dǎo)管埋深2m?；炷撂涠?8～22cm。為了防止在抽干圍堰內(nèi)河水后，封底混凝土底板以下的水沿吊箱內(nèi)壁滲入，在鋼吊箱內(nèi)壁周圍焊有角鋼止水帶，澆筑水下混凝土前由潛水員將附著在止水角鋼上的淤泥清除干凈，以加強(qiáng)角鋼與混凝土的結(jié)合。待封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號的70%后，封閉吊箱內(nèi)外的連通管道，抽干吊箱內(nèi)河水，鑿除高出者，填補(bǔ)低凹處。

7.鋼套箱圍堰拆除

橋墩施工完成后將雙壁鋼圍堰拆除，既可循環(huán)使用，又可保證河道的通暢。為了防止對橋墩基礎(chǔ)的沖刷，鋼圍堰的底節(jié)留在河床里面。拆除之前先松動鋼圍堰內(nèi)壁上下節(jié)之間的連接螺栓，拆除時先向雙壁鋼圍堰內(nèi)注水或停止抽水，同時從下往上拆除鋼圍堰內(nèi)支撐，內(nèi)支撐拆完后，使鋼圍堰內(nèi)外水位一致，再由潛水工拆除上下節(jié)之間的連接螺栓，依次分塊拆除。

8.結(jié)語

通過對以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司已完工的嘉陵江特大橋水中基礎(chǔ)合格率100%，完全滿足設(shè)計(jì)要求。