某橋梁工程雙壁鋼圍堰施工探討

黨超，羅剛

摘 要：本文結(jié)合具體的工程，對橋梁工程雙壁鋼圍堰施工技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；雙壁鋼圍堰；施工技術(shù)

某橋梁全長3423.2m，孔跨布置：54-32m+4-24m+15-32m+1-24m+2-32m+（40+64+40）m 連續(xù)梁+1-32m+2-24m+16-32m+2-24m+5-32m簡支梁。全橋墩臺(tái)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑根據(jù)不同跨度和地質(zhì)條分別有 1.0m，1.25m，1.5m。本橋橋墩采用圓端實(shí)體墩與圓端空心墩，橋臺(tái)采用矩型空心臺(tái)，墩高最大約 13m。大橋墩采用鋼板樁圍堰。下面談?wù)勗摌蛄汗こ讨须p壁鋼圍堰的施工技術(shù)。

1 雙壁鋼圍堰制造

考慮到制造的困難和下沉的需要，鋼圍堰的壁厚內(nèi)外壁板間的距離取為 1.2m，分兩節(jié)下吊，內(nèi)外壁平面尺寸根據(jù)承臺(tái)平面尺寸及浮運(yùn)鋼圍堰、下沉允許誤差的規(guī)定，擬定鋼圍堰制作高度。

2 雙壁鋼圍堰拼裝

將各基本單元體拼裝、焊成一個(gè)園端形薄壁鋼結(jié)構(gòu)浮體。

底節(jié)鋼圍堰拼裝前，事先將兩艘200t鐵駁船連成一個(gè)整體，組成拼裝船，連接強(qiáng)度以在可能達(dá)到的荷載作用下能保持其基準(zhǔn)面不致變動(dòng)為準(zhǔn)。在鐵駁面上準(zhǔn)確畫出各單元體輪廓位置，然后沿周邊逐件拼裝，操作時(shí)要隨拼裝、隨調(diào)整，待全部點(diǎn)焊成型后，方可全面焊接，組拼不符合要求的用頂桿撐和 5t 鏈條葫蘆進(jìn)行校正。

3 設(shè)置錨碇，備好導(dǎo)向船及起吊設(shè)備

定位布置包括導(dǎo)向船、定位船和全部錨錠系統(tǒng)布置，定位系統(tǒng)主要布置在上游。拋錨測量使用經(jīng)緯儀，錨位誤差在5m以內(nèi)即可。按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诎哆吔M拼導(dǎo)向船，并把導(dǎo)向船和圍堰底節(jié)拼裝船連成一牢固的整體。

圍堰起吊設(shè)備系指設(shè)在導(dǎo)向船上主吊點(diǎn)主塔架，底節(jié)鋼圍堰一次起吊重量較大時(shí)，還可考慮在導(dǎo)向船聯(lián)結(jié)梁上設(shè)輔助吊點(diǎn)，起吊設(shè)備主要包括：吊點(diǎn)塔架、吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)、滑車組、卷揚(yáng)機(jī)及電器設(shè)備等。起吊設(shè)備總起吊能力應(yīng)大于底節(jié)鋼圍堰及其附加荷載。錨錠設(shè)備考慮水流作用力、風(fēng)的作用力、船只水流作用力等，進(jìn)行錨錠設(shè)備計(jì)算，纜繩、也要通過計(jì)算來選擇。

4 水下深層控制爆破

實(shí)測河床基巖面高差較大，射水吸泥下沉不能滿足要求，則采用水中深層控制爆破施工，使鋼圍堰與巖面緊貼，保證鋼圍堰精確著床和鉆孔樁的施工質(zhì)量。水下爆破施工中，在爆區(qū)水面上，采用浮箱組成框架平臺(tái)。采用 XY-100 地質(zhì)鉆機(jī)鉆炮孔，并用φ108 鋼管跟進(jìn)護(hù)壁，巖層內(nèi)鉆孔孔徑為φ91mm。炸藥選用 200gTNT 藥塊，尺寸為 100×50×25mm，電雷管起爆。爆破前警戒半徑設(shè)定為 350m，預(yù)先發(fā)布封航通告。并對警戒范圍內(nèi)的人員、船只進(jìn)行現(xiàn)場戒嚴(yán)。起爆后逐點(diǎn)檢查，防止盲炮和拒爆。水下爆碴采用沖抓斗配吸泥機(jī)通過運(yùn)輸船運(yùn)到指定地點(diǎn)。

5 底節(jié)鋼圍堰浮運(yùn)就位及起吊下水

①底節(jié)鋼圍堰拼裝完畢經(jīng)檢查合格后，將拼裝船與導(dǎo)向船組用拖輪拖至上游定位船側(cè)，系好錨繩及拉纜，再將導(dǎo)向船組順流放至墩位初步定位。

②浮位船組的就位，系由橋中線和兩個(gè)岸邊三角網(wǎng)上的二臺(tái)經(jīng)緯儀和一臺(tái)全站儀以前方交會(huì)法觀測確定。

③系好鋼圍堰上層拉纜、臨時(shí)下層拉纜和下層拉纜。絞緊錨繩和收緊上、下定位船與導(dǎo)向船間的拉纜。

④利用導(dǎo)向船上起吊設(shè)備將底節(jié)鋼圍堰吊起，使之離開拼裝船船面0.1m 左右，觀察10min，如無反常情況則繼續(xù)提升，至其高度能使拼裝船退出時(shí)停止提升。之后，迅速將拼裝船向下游方向退出。

⑤底節(jié)圍堰起吊下水后，通過導(dǎo)向船四角之導(dǎo)向架、拉繩、拉纜共同作用，使底節(jié)雙壁鋼圍堰像船體一樣穩(wěn)定垂直地自浮于墩位處。

6 鋼圍堰接高下沉

鋼圍堰在接高下沉?xí)r將每節(jié)鋼圍堰頂部外壁上焊的兩個(gè)吊耳通過拉纜連接到定位平臺(tái)上鎖住，防止鋼圍堰在接高、下沉過程中轉(zhuǎn)動(dòng)。具體方法與步驟如下：

①鋼圍堰接高時(shí)，為方便施焊其上口距平臺(tái)頂面1.4m，并用兩個(gè)浮箱拼接內(nèi)壁施焊工作平臺(tái)。

②通過計(jì)算每節(jié)鋼圍堰自重，分艙灌注混凝土和灌水壓重控制下沉?xí)r，使每次接頭位置距平臺(tái)頂 1.4m 左右。灌水壓重要待灌注混凝土一天后進(jìn)行。

③接口內(nèi)、外壁板不吻合的部位進(jìn)行處理，接縫經(jīng)油浸試驗(yàn)檢查合格，才能往刃腳灌注水加載使鋼圍堰下沉。吊耳的吊孔焊鐵板封堵，防止隔艙互相串通。

④鋼圍堰灌水壓重下沉，刃腳距河床面 0.4m 時(shí)， 停止灌水，進(jìn)行糾偏。通過導(dǎo)向船上調(diào)系纜設(shè)備控制鋼圍堰扭轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)鋼圍堰的精確定位，經(jīng)一夜觀測未發(fā)生變化，河床無大的改變時(shí)迅速灌水著床。

⑤在鋼圍堰刃腳上方水平桁架處設(shè)圍堰糾偏纜，與糾偏錨上轉(zhuǎn)向滑車和定位平臺(tái)上卷揚(yáng)機(jī)連結(jié)。將兩側(cè)糾偏纜同時(shí)收緊、放松，或一側(cè)松、一側(cè)緊達(dá)到糾偏目的。

⑥鋼圍堰著床后，要繼續(xù)灌水壓重，使刃腳切入覆蓋層中，穩(wěn)定在河床上。

⑦用空氣吸泥機(jī)吸泥下沉，用桅桿吊機(jī)吊著吸泥管升降或移位，由潛水員在水下指揮?？赏瑫r(shí)用高壓射水沖刷覆蓋層，提高吸泥效率，水面上觀測圍堰四方水位標(biāo)尺，掌握下沉量和偏移情況，指揮水下作業(yè)。覆蓋層較厚時(shí)，采用空氣幕的工藝下沉。

⑧鋼圍堰下沉一接觸巖后，沒有最后穩(wěn)定，隨時(shí)可能出現(xiàn)傾斜和變位，必須對鋼圍堰進(jìn)行穩(wěn)定。在鋼圍堰刃腳加工時(shí)，預(yù)先在內(nèi)壁刃腳均勻設(shè)置16個(gè)倒牛腿，并設(shè)液壓支撐套箍。圍堰刃尖被證實(shí)著巖后，用麻袋混凝土、鋼板凳等在刃腳倒牛腿處進(jìn)行水下支墊。同時(shí)，在圍堰外圍拋投鋼筋石籠，穩(wěn)定圍堰并起擋流作用，然后澆注5m左右的夾壁混凝土，增加鋼圍堰自重，使圍堰最后穩(wěn)定定位。

⑨圍堰初步穩(wěn)定后，在圍堰外拋填鋼筋石籠和部分塊石。其作用是使?jié)撍畣T能安全下水工作，減緩圍堰內(nèi)部流速，平衡流態(tài)；使錨纜受力減小，水的局部沖刷力受到抑制；使水下封底混凝土的不平衡 壓力受到抵抗；封堵刃腳與巖面間較大的空隙。

⑩鋼圍堰刃腳封堵完成確認(rèn)合格后，即可進(jìn)行清基工作。清底采用空氣吸泥機(jī)清除於泥和雜物，把空氣壓縮量為 40m3/min 的空 氣壓縮機(jī)放置在導(dǎo)向船上聯(lián)結(jié)兩臺(tái)φ250mm 的直管空氣吸泥機(jī)，兩臺(tái)吸泥機(jī)由浮吊和桅桿吊各起吊一臺(tái)工作。吸泥的順序是從鋼圍堰中部開始到內(nèi)壁結(jié)束。開始吸泥時(shí)，兩臺(tái)吸泥同時(shí)啟動(dòng)，在吸泥過程中，經(jīng)常搖蕩管身和移動(dòng)位置，以期吸泥效果最好。吸泥管口一般離開泥面為 15～50cm 效果最好，同時(shí)要隨時(shí)升降吸泥機(jī)，以能經(jīng)常吸出最稠的泥漿為標(biāo)準(zhǔn)。吸泥很久，吸泥效果仍不佳時(shí)，可采用“憋氣”，即暫時(shí)將閘閥關(guān)閉，稍停 2～3min，猛開風(fēng)閥使風(fēng)壓突然增大，即可吸出較堅(jiān)硬的土塊或堵塞物。

7 吊插鋼護(hù)筒

為保證鋼護(hù)筒的安裝精度，設(shè)有鋼護(hù)筒定位架，鋼護(hù)筒頂面應(yīng)高出施工水位 0.5m。用桅桿吊機(jī)配振動(dòng)錘逐根插打鋼護(hù)筒，吊插完畢后，逐根檢查校正，并按先卡上層，再卡下層的順序卡死在上下層定位架上。護(hù)筒埋設(shè)后，在底部裝入 0.5m 厚的碎（卵）石，再裝入 2.5m 厚的黃泥，以防止灌注封底混凝土?xí)r，護(hù)筒變位和封底混凝土進(jìn)入護(hù)筒。

8 安裝鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)及支承結(jié)構(gòu)

鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)由支承工字鋼和用萬能桿件拼成 4m 高的網(wǎng)架組成，有36個(gè)支點(diǎn)。網(wǎng)架組拼時(shí)，利用鋼圍堰組拼樣臺(tái)，按36個(gè)支座位置支墊平穩(wěn)、牢實(shí)，單件組拼成型，根據(jù)吊機(jī)最大吊重確定一次吊裝組拼重量。吊運(yùn)時(shí)，設(shè)4個(gè)吊點(diǎn)，在吊點(diǎn)下方用木墊保護(hù)，以防止千斤繩被萬能桿件角鋼刃口割破危及安全。各支座限位角鐵塊要焊牢。

9 灌注鋼圍堰水下封底混凝土

鋼圍堰封底混凝土采用垂直導(dǎo)管法灌注，把多根導(dǎo)管按照鉆孔樁的位置均勻分布，導(dǎo)管間距 3～5m，導(dǎo)管頂部裝有一設(shè)導(dǎo)管閥門的管節(jié)與漏斗相連，漏斗上有流槽與具有一定容量的混凝土儲(chǔ)倉相接，導(dǎo)管管口距基頂面 0.3～0.4m，導(dǎo)管下應(yīng)埋入混凝土 1m 以上。混凝土灌注前要精確探明各部位標(biāo)高，應(yīng)先從灌注低洼處的封底混凝土。為了保證封底混凝土的質(zhì)量，必須連續(xù)供應(yīng)并且在盡可能短的時(shí)間澆 注完畢。可采用水、陸并舉的供應(yīng)方式，通過混凝土輸送泵將混凝土送到 施工平臺(tái)的儲(chǔ)料斗內(nèi)。根據(jù)混凝土流動(dòng)度和有效灌注半徑布置足夠的導(dǎo)管根數(shù)。按需要延緩混凝土終凝時(shí)間和提高混凝土早期強(qiáng)度，并據(jù)之選擇混凝土配合比。在灌注作業(yè)平臺(tái)上搭設(shè)集料槽和輸送槽，用于砍球和依次灌注混凝土?；炷羴砹弦来?，集中灌注，加大混凝土的流動(dòng)。嚴(yán)格遵循水下混凝土灌注規(guī)定，作好量測和記錄，確保封底成功。

參考文獻(xiàn)

1.陳釗.大橋深水位基礎(chǔ)鋼板樁圍堰施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技.2013（11）