武漢鸚鵡洲長江大橋主橋2#墩圍堰吸泥下沉

都培陽

摘要 武漢鸚鵡洲長江大橋位于武漢長江大橋上游側(cè)約2km處，是規(guī)劃中明確的主要過江通道之一，主橋2#墩位于江中間，承臺砼施工前的鋼圍堰下沉，下沉工序復(fù)雜，地質(zhì)條件復(fù)雜，下沉控制要點較多，是整個武漢鸚鵡洲長江大橋的控制重點。

關(guān)鍵詞 大橋；圍堰；吸泥；下沉

中圖分類號 U4

文獻標(biāo)識碼 A

文章編號2095-6363（2015）10-0064-01

1 工程概況

主橋2#墩雙壁鋼圍堰為長圓形，雙壁間距2.Om，外輪廓尺寸78m（長）×41m（寬），圍堰底節(jié)高16m，上節(jié)高17m，頂節(jié)2.5m。底節(jié)由工廠整體加工，采用氣囊法整體下河浮運至現(xiàn)場，采用重力錨錨碇系統(tǒng)將圍堰底節(jié)精定位，上節(jié)由工廠加工成設(shè)計塊段，利用大型船只浮運至橋位處，利用浮吊吊裝至相應(yīng)設(shè)計位置與已就位的底節(jié)圍堰拼焊，頂節(jié)圍堰根據(jù)后期施工情況進行加工。整個底節(jié)圍堰分26個隔艙，圍堰設(shè)計入土深約為：16m，井壁內(nèi)填充C20混凝土6094.6m³，圍堰內(nèi)吸泥清淤量約40260m³。根據(jù)“初設(shè)”地質(zhì)資料顯示，地質(zhì)從上到下大致可分為：粉、細砂覆蓋層：河床以下16.2～19.8m；生物碎屑灰?guī)r層：高程在-10.1m～-12.8m以下，基巖埋藏淺，巖體較完整；圍堰就位后，刃腳標(biāo)高在-8.5m～-9.5m范圍內(nèi)，即坐落于粉、細砂覆蓋層上。

2 總體施工方案

待軟底排割排完成后，及時將底節(jié)鋼圍堰溜放至2#墩設(shè)計橋位，圍堰溜放至設(shè)計位置后，粗略調(diào)整底節(jié)圍堰中心及偏位。之后注水下沉底節(jié)圍堰至河床面，調(diào)整好拉纜受力，圍堰精確定位。利用吸泥機吸泥使圍堰下沉，待圍堰平穩(wěn)后且圍堰頂面標(biāo)高達到+19.O時開始接高。接高完成后，向井壁及隔艙內(nèi)灌注混凝土，同時通過吸泥下沉至設(shè)計標(biāo)高，然后施工導(dǎo)向平臺插打鋼護筒，清理圍堰內(nèi)河床并布置水封平臺及水封導(dǎo)管進行水封。

3 圍堰下沉工藝流程

軟體排施工一圍堰溜放定位一圍堰主錨收緊、精定位一注水下沉至河床（同時調(diào)整偏位滿足要求）一吸泥下沉至圍堰穩(wěn)定一對稱接高圍堰（同時焊接檢查圍堰驗收）一井壁內(nèi)水封混凝土一繼續(xù)吸泥下沉至設(shè)計標(biāo)高一鋼護筒導(dǎo)向平臺施工一鋼護筒插打施工一圍堰內(nèi)清底（同時檢查標(biāo)高滿足要求）一封底。

4 圍堰精確定位著床及第一次下沉

1）著床前的準(zhǔn)備工作。首先圍堰下沉，初步定位，使刃腳距河床約1.5m。然后下沉圍堰至刃腳處接觸河床面。最后割除圍堰下水、浮運所設(shè)置的頂推架、靠船幫等設(shè)施，避免其對圍堰下沉造成影響，阻礙圍堰下沉。

2）圍堰的精確定位。首先調(diào)整井箱各隔艙內(nèi)水位及圍堰與前后定位船的拉纜，使圍堰水平。然后安裝吸泥機、水泵等設(shè)備，使之能運轉(zhuǎn)正常。其次在根據(jù)測量的河床最新資料，確定著床時對策，如上、下游高差過大，可在圍堰上游一定范圍內(nèi)拋投卵石，填高上游側(cè)河床，以利于圍堰著床平穩(wěn)，必要時局部吸泥或射水。最后利用動態(tài)GPS、全站儀復(fù)核測量，并調(diào)整圍堰到位。以確保圍堰精確定位標(biāo)準(zhǔn)。

3）圍堰著床。圍堰下沉著床是。在向井壁內(nèi)灌水時，灌水遵循對稱加載的原則，對稱的隔艙，同時灌水，且流量一致，以防圍堰發(fā)生傾斜。

4）圍堰吸泥下沉。（1）首先對武昌側(cè)（距圍堰刃腳2米）進行吸泥，至圍堰刃腳四周全部切入河床。其次同時對核心區(qū)I中隔艙中心進行吸泥，取土深度控制在2m左右，保持鍋底深度。最后按照對稱同時對8個邊隔艙區(qū)II中間部分進行吸泥，取土深度控制在1.5m左右，刃腳內(nèi)側(cè)保持約2.Om寬的土體暫不開挖，使刃腳埋入土中。（2）圍堰下沉過程中，應(yīng)有專人不斷調(diào)整前后拉纜及圍堰邊錨繩，以使圍堰穩(wěn)定，下沉順利。待圍堰下沉穩(wěn)定后，接高頂節(jié)圍堰，完成圍堰的定位著床工作。圍堰下沉著床，關(guān)系到圍堰竣工位置，施工務(wù)必認(rèn)真對待做到一次成功，萬無一失。如果位置不準(zhǔn)必須抽水浮起重新著床。

5 圍堰接高

上節(jié)圍堰單元塊在鋼結(jié)構(gòu)車間制造，用駁船運輸?shù)蕉瘴晃恢?，由浮吊進行水上對稱接高拼裝；內(nèi)支撐在鋼結(jié)構(gòu)車間內(nèi)形成支撐單元，水上進行整體組拼，考慮運輸寬度限制，將上節(jié)圍堰壁板分為38塊制造（圓弧段26塊，直線段12塊），單塊最大重量不超過50噸，拼裝對接縫與底節(jié)豎縫錯開布置。拼裝圍堰上節(jié)時，若與底節(jié)之間有縫隙的，需進行修割或補板，保證底節(jié)與上節(jié)之間的焊縫不能漏水。

6 圍堰井壁灌注混凝土

圍堰井壁共分為26個隔艙，相鄰隔艙之間采用封閉隔艙板或聯(lián)通隔艙板進行分隔，兩種分隔板交替布置，形成13對相互聯(lián)通的隔艙，其中單個隔艙最大長度為10.734m，兩個聯(lián)通隔艙最長為21.468m。隔艙內(nèi)自刃腳底部以上16.5m范圍內(nèi)灌注C20水下混凝土，混凝土總方量為6094.6m³。井壁隔艙混凝土采用商品混凝土，采用2臺浮吊起吊對稱進行混凝土灌注。

7 圍堰第二次下沉

圍堰第二次下沉采用空氣吸泥下沉的方法，吸泥清淤約40000方，計劃采用9臺空氣吸泥機（2臺浮吊，3臺門吊配合），10臺潛水吸泥泵進行吸泥工作。整個圍堰按照先核心區(qū)、后周邊區(qū)的順序取土吸泥。整個取土吸泥過程中，保持艙內(nèi)水位高度，保證艙內(nèi)水壓力，同時在靠近刃腳的區(qū)域應(yīng)控制取土吸泥深度，防止發(fā)生涌砂現(xiàn)象。

8 圍堰下沉質(zhì)量問題處理措施

1）傾斜。圍堰產(chǎn)生傾斜的主要原因有吸泥不均勻，使井內(nèi)土面高低懸殊；或局部超挖過深，使下沉不均；或刃腳下掏空過多，使圍堰不均勻突然下沉，易導(dǎo)致圍堰傾斜。若傾斜發(fā)生在吸泥下沉階段，立即停止整體吸泥下沉，在圍堰頂面高的一側(cè)刃腳處進行偏吸泥、偏除土，刃腳低的一側(cè)保持不動，盡可能地減少高的一側(cè)的正面阻力，保留低側(cè)圍堰孔局部土壤，增大圍堰的糾偏力矩，隨著高側(cè)的下沉，傾斜即可糾正。

2）障礙物。下沉?xí)r刃腳下遇到樹木可將其破碎或掏移，使其離開刃腳后用抓泥斗取出。刃腳下遇到孤石時潛水工下水，小塊的可將周圍掏空取出；大塊的可先清除其覆蓋土，尋找弱點進行開挖，先將小塊清除，形成逐漸擴大的坑后，再將其撬翻離開刃腳取出。潛水清除孤石時，除打炮眼外，還可利用高壓射水將石下掏出小洞放藥爆破。

9 安全生產(chǎn)措施

1）項目部配備一臺540HP拖輪，隨時待命，應(yīng)對水上突發(fā)事件。

2）在起吊吸泥機時，應(yīng)特別防止法蘭盤掛住水下障礙物，拉斷千斤繩，起吊時信號員要密切注意重物上升情況。

3）拆裝吸泥機的設(shè)備應(yīng)放置到安全可靠的位置，搬動的腳手板要恢復(fù)好。

4）圍堰在履蓋層中下仍要注意與導(dǎo)向船結(jié)構(gòu)的支承情況，必要時應(yīng)調(diào)整導(dǎo)向船的位置，防止擠壞導(dǎo)向結(jié)構(gòu)及鋼圍堰。

5）安全可靠地設(shè)置圍堰上、下扶梯及欄桿，并要方便圍堰下沉不受影響。

6）施工人員應(yīng)戴好安全帽，穿好救生衣，高空作業(yè)及有可能落水的地方要帶好安全帶掛好安全網(wǎng)并做好救護準(zhǔn)備工作。