復(fù)雜地貌下大型圍堰封底施工技術(shù)

董建兵

中鐵大橋局一公司 河南鄭州 450000

摘要：本文闡述了自圍堰下放到位開始至圍堰封底完成的施工工藝，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況介紹拋填堵漏、抽渣吸泥、封底順序、導(dǎo)管布置等方法，并進(jìn)行技術(shù)總結(jié)。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地貌；圍堰；導(dǎo)管；封底

1 工程概況

新白沙沱長江特大橋位于重慶市江津區(qū)珞璜鎮(zhèn)長江白沙沱河段，大橋主橋六線鐵路鋼桁梁斜拉橋，分上下兩層，上層為四線客車線，下層為雙線貨車線。

主橋3#墩位于河流中間位置，水下地貌復(fù)雜，巖面高差達(dá)5m，存在傾斜巖面區(qū)、高低起伏裸巖區(qū)、半巖面半覆蓋層區(qū)域；水流較急，汛期水深16～21m，流速達(dá)2.5m/s?；A(chǔ)施工采用先平臺(tái)后圍堰的施工方案，承臺(tái)采用雙壁鋼套箱圍堰，尺寸為70.6m×34.5m×27m，圍堰雙壁側(cè)板厚1.5m。圍堰底部有刃腳且下部設(shè)置插板，封底有效厚度為4m，C30砼共計(jì)9828m3。

2 圍堰封底施工工藝流程

圍堰下放到位→外拋填堵漏→抽渣吸泥→拋填石子找平→導(dǎo)管布置→上游倉封底→下游倉封底→中隔倉封底→圍堰壁倉封底。

3 主要施工方法

3.1 拋填堵漏

圍堰刃腳與河床內(nèi)側(cè)采用沙袋封堵，沙袋內(nèi)按照一定比例填充粘土和細(xì)沙。圍堰外側(cè)沿壁板周圍下放鋼絲石籠，石籠內(nèi)填充大塊碎石，疊放高度至圍堰刃腳處。石籠利用150t吊機(jī)下放，與擋板密貼。

3.1.1 石籠拋填

石籠拋填順序：由上游開始，分別向中邊跨拋填，最終在下游合龍。石籠拋填分段施工，每段施工完畢后，潛水工下水摸探，對拋填較少或缺口較大位置進(jìn)行補(bǔ)拋。因中跨側(cè)水流較大且水下地貌復(fù)雜，故在拋填中跨側(cè)時(shí)需多筐同時(shí)拋填以克服水流沖擊力且局部需拋填數(shù)量較大進(jìn)行水下找平。

3.1.2 沙袋拋填

沙袋拋填根據(jù)石籠拋填情況進(jìn)行施工，每節(jié)段石籠拋填到位后，可進(jìn)行沙袋拋填，起吊沙袋采用鋼平板，每次吊裝數(shù)量不少于50袋，將沙袋整板拋入水中，潛水工下水進(jìn)行堆碼整齊。沙袋堆碼緊貼圍堰刃腳內(nèi)側(cè)，確保封底時(shí)砼不外流。

3.2 抽渣吸泥

因水下地貌復(fù)雜性，河床面泥沙較多，為確保封底砼下部地基承載力良好，且保證封底有效厚度，因此需進(jìn)行抽渣吸泥。

吸泥前先進(jìn)行河床面標(biāo)高測量，記錄原始數(shù)據(jù)，吸泥采用空壓機(jī)配合出渣管進(jìn)行施工，當(dāng)出渣顏色不再發(fā)生變化且抽渣管不再下探時(shí)即抽渣到位，測量其標(biāo)高作為拋填石子的依據(jù)。

吸泥抽渣采取雙控措施，潛水工摸探及測量標(biāo)高。抽渣吸泥前潛水工下水摸探，并指出泥沙層厚度。抽渣基本到位后再次摸探并配合測量數(shù)據(jù)完成該區(qū)域的吸泥工作。

抽渣吸泥的順序?yàn)樯嫌蝹}、中隔倉、下游倉，每個(gè)倉吸泥完成后即可開始拋填石子。

吸泥位置主要位于隔艙附近、中倉內(nèi)、下游倉內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況接長出渣管，完成吸泥工作。吸泥完成后，河床最高點(diǎn)較封底理論底標(biāo)高低50cm，可滿足封底要求。

3.3 拋填石子找平

因現(xiàn)場實(shí)際水下地貌高低不平，故需拋填石子克服封底砼局部過多、過少現(xiàn)象，保證砼在封底過程中厚度差異不大。若局部砼封底厚度過少，則會(huì)對地基承載力產(chǎn)生較大影響，因此需找到平衡點(diǎn)，減少封底砼厚度不均衡現(xiàn)象。

圍堰內(nèi)拋填碎石，通過溜槽利用運(yùn)輸船傳送裝置將碎石送至總槽內(nèi)，并通過溜槽滑入圍堰內(nèi)。

碎石采用總槽向圍堰內(nèi)拋填，總槽即鉆孔樁封孔用料斗，總槽可置于鉆孔平臺(tái)上，通過150t浮吊起吊操作。

為確保圍堰封底砼質(zhì)量，石子拋填標(biāo)高至封底砼底30cm處。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行具體拋填。

3.4 導(dǎo)管布置

灌注導(dǎo)管采用φ350mm卡式快裝垂直導(dǎo)管，按灌注半徑4m布置導(dǎo)管數(shù)量。每隔艙內(nèi)導(dǎo)管安裝前先組拼試壓，試壓強(qiáng)度取水頭壓力的1.5倍。組拼時(shí)須編號對接，確定導(dǎo)管長度和安裝拼接順序。

3.5 圍堰封底

封底混凝土采用垂直導(dǎo)管多點(diǎn)水下灌注法施工，混凝土供應(yīng)由1#混凝土攪拌站與商砼同時(shí)供應(yīng)。3#墩鋼套箱圍堰分三個(gè)區(qū)進(jìn)行封底，封底順序?yàn)橄冗叺赘襞搮^(qū)，后中底隔艙區(qū)。封底混凝土澆筑按自小里程向大里程全斷面逐步推進(jìn)的方式進(jìn)行。井壁填充和封底均采用C30混凝土。

封底混凝土灌注：封底混凝土灌注采用逐根筑堆、及時(shí)補(bǔ)料的原則，首灌封底采用砍球工藝。灌注順序先周圍導(dǎo)管，再中部導(dǎo)管。采用兩臺(tái)HBT80型輸送泵同時(shí)輸送混凝土，一次性灌注完成。要求泵送混凝土且初凝時(shí)間不小于20h，坍落度為18～22cm，為保證其砼有足夠的流動(dòng)性，坍落度控制在20～22cm。

圍堰封底首次砍球時(shí)采用15m3大料斗，其余部分砍球采用4m3小料斗砍球，待封底導(dǎo)管被埋住后采用小料斗灌注施工，根據(jù)施工計(jì)算，4m3料斗可滿足施工要求。

頂面標(biāo)高按設(shè)計(jì)承臺(tái)底0.3m控制，使標(biāo)高控制在164.872m～165.172m。封底面積較大，施工時(shí)在圍堰內(nèi)按1.5×1.5m方格布置多個(gè)測點(diǎn)，在灌注過程中隨時(shí)用測繩進(jìn)行測量，掌握混凝土的流動(dòng)情況便于及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管的埋深。測繩應(yīng)提前進(jìn)行校核，且采用伸長量小，不宜斷裂且刻度不易丟失的鋼絲測繩。

當(dāng)導(dǎo)管下口混凝土頂面接近控制標(biāo)高時(shí)，加大測量頻率，特別是對相鄰導(dǎo)管的交界面、管樁四周、圍堰內(nèi)側(cè)等位置，根據(jù)所測結(jié)果有針對性地進(jìn)行各導(dǎo)管混凝土灌注，力求混凝土頂面均勻平整。當(dāng)測點(diǎn)達(dá)到規(guī)定標(biāo)高后，終止該處混凝土灌注，上拔導(dǎo)管沖洗收集。

待圍堰內(nèi)封底完成后，開始壁倉砼封底。壁倉內(nèi)砼封底采用對角線封底的施工方法，確保圍堰平衡。因壁倉中角鋼較多，在封底過程中盡量避開角鋼位置。

4 施工技術(shù)總結(jié)

我項(xiàng)目部已順利完成新白沙沱長江特大橋主橋3#墩圍堰封底，根據(jù)實(shí)際情況對此次圍堰封底進(jìn)行了技術(shù)總結(jié)，優(yōu)點(diǎn)繼續(xù)保持，缺點(diǎn)可改正。

4.1 插板安裝到位

在底節(jié)圍堰下放前，需安裝插板，插板高度根據(jù)河床測量情況確定，因河床地貌極為復(fù)雜，故測量難度較大。根據(jù)設(shè)計(jì)水位，需多次測量水深，且考慮到水流沖擊力較大，故應(yīng)加大測繩鉛垂重量，最終將測量數(shù)據(jù)繪制成圖。圍堰下放到位后，插板與河床表面基本吻合，但覆蓋層處因插板越接近河床，底部水流沖擊力越大，河床變化情況越明顯。

因此，需在圍堰下放基本到位后，再次摸探河床，進(jìn)行水下切割或拋填石籠。

4.2 拋填堵漏較為徹底

圍堰下放到位后，大量密集拋填石籠及沙袋，施工密度大，且摸探次數(shù)多，克服堵漏不徹底現(xiàn)象。一旦堵漏不徹底將導(dǎo)致砼流至圍堰外部，也可能導(dǎo)致砼被水沖刷，局部出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

圍堰內(nèi)石子拋填較為平整，因河床地勢高低不平，落差較大，拋填平整后可克服局部砼過少現(xiàn)象，以達(dá)到封底的有效厚度。

4.3 增加鋼結(jié)構(gòu)與砼之間的粘結(jié)力

由于封底面積較大，圍堰、鋼護(hù)筒與砼之間粘結(jié)力極為重要，若粘結(jié)力出現(xiàn)問題則會(huì)對圍堰結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生重大影響。現(xiàn)場實(shí)際操作過程中，通過潛水工下水對鋼護(hù)筒打磨除銹、圍堰增設(shè)止水帶、隔艙板設(shè)置剪力釘、增設(shè)圍堰導(dǎo)向架等方法增加圍堰、鋼護(hù)筒與砼之間的粘結(jié)力。

4.4 增設(shè)止水帶

在封底過程中，龍門吊不斷移動(dòng)以及外部水流的沖擊，影響砼與圍堰壁板的粘結(jié)，會(huì)產(chǎn)生極小的縫隙。毛細(xì)水則沿圍堰壁板向圍堰內(nèi)滲透，故增設(shè)止水帶的主要目的即防止毛細(xì)水滲透至圍堰內(nèi)，同時(shí)加強(qiáng)了圍堰與砼之間的咬合力。在現(xiàn)場實(shí)際施工中，需加強(qiáng)止水帶交接點(diǎn)、拐角點(diǎn)處焊接。

4.5 壁倉砼封底后抽水

圍堰內(nèi)封底完成后，開始進(jìn)行壁倉內(nèi)砼封底，此時(shí)圍堰內(nèi)暫未抽水，待壁倉內(nèi)砼封底完成后再進(jìn)行抽水。主要考慮壁倉內(nèi)砼對圍堰產(chǎn)生豎向向下的壓力，抵抗水浮力，增加圍堰的結(jié)構(gòu)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]中鐵大橋局集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)<<承臺(tái)、橋墩（臺(tái)）、混凝土索塔施工》》（QB/MBEC1004-2005）