岷江大橋筑島圍堰施工工藝技術(shù)研究

張鵬

（重慶城建控股（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶 400013）

岷江大橋筑島圍堰施工工藝技術(shù)研究

張鵬

（重慶城建控股（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶 400013）

岷江大橋主橋有部分橋墩處于河床內(nèi)，常年水深為2.5m左右，枯水期也不會(huì)干涸，但水位會(huì)變低。通常在橋梁基礎(chǔ)施工中，當(dāng)橋梁墩、臺基礎(chǔ)位于地表水位以下時(shí)，一般采用圍堰施工技術(shù)。該文根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況及所處的地理環(huán)境，總體考慮施工方案和技術(shù)要求，對實(shí)施工藝技術(shù)和注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了詳細(xì)梳理總結(jié)，旨在為類似項(xiàng)目實(shí)施提供參考。實(shí)踐證明，該項(xiàng)目的工藝技術(shù)應(yīng)用是成功的。

岷江大橋；筑島圍堰；圍堰施工；干施工

1 工程概況及存在的問題

1.1 工程概況

岷江大橋橋?qū)?0.50m，分左右兩幅，大橋主橋P15-P20號橋墩位于岷江河床內(nèi)，共有6×2個(gè)承臺，每個(gè)承臺尺寸為11.0×6.5×3.0m，橋墩左右兩幅承臺間凈距為4.75m，除P17、P18號剛性固結(jié)橋墩每個(gè)承臺下為5根樁基外，其余每個(gè)承臺下均為4根樁基。根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)、地勘等資料，河道內(nèi)河床面標(biāo)高為438.04～438.65m，常年洪水位標(biāo)高為442.49m，常年水位標(biāo)高為440.80m，常年水位時(shí)水深則為2.15～2.76m。橋梁部分布置如圖1所示。

圖1 主橋布置圖

1.2 項(xiàng)目實(shí)施存在的問題

因岷江常年水位深為2.15～2.76m，即使在枯水期水也不會(huì)干涸，項(xiàng)目部期望的“干季節(jié)施工”條件無法達(dá)到。因此，必須采取措施在水中進(jìn)行作業(yè)，完成樁基和承臺，進(jìn)而為后續(xù)的橋墩實(shí)施提供基礎(chǔ)。

2 實(shí)施總體思路

為解決樁基和承臺水中作業(yè)的問題，項(xiàng)目部結(jié)合地勘、設(shè)計(jì)資料并多次實(shí)地考察，決定將水中墩下部結(jié)構(gòu)安排在枯水季節(jié)施工，筑島圍堰采用土石圍堰筑島防護(hù)，變水中為陸上施工。為保證岷江的流水通暢，不影響江水下泄能力，擬定采用兩個(gè)階段施工筑島圍堰。圍堰分大里程、小里程兩組先后進(jìn)行，始終保持有一側(cè)可以通水。圍堰從小里程河岸開始，從P15-P18號橋墩逐漸推進(jìn)，至P15-P18號橋墩下部結(jié)構(gòu)施工完畢后，再由大里程向小里程筑島圍堰施工P20-P19號橋墩，同時(shí)小里程圍堰從P18-P15號橋墩方向挖除，恢復(fù)原河面貌。實(shí)施總體思路流程如圖2所示。

第一階段，對P15-P18號橋墩圍堰筑島。首先從P15號橋墩→P18號橋墩填筑縱向施工便道，到達(dá)橋墩里程位置時(shí)，沿橫向橋墩墩位處填筑該橋墩的筑島圍堰施工平臺，然后依次向前推進(jìn)至P18號橋墩位置筑島圍堰施工平臺。

第二階段，對P20-P19號橋墩圍堰筑島。在清除P15-P18號橋墩圍堰筑島施工作業(yè)平臺后，開始對P20-P19號橋墩進(jìn)行圍堰筑島。首先從P20號橋墩→P19號橋墩填筑縱向施工便道，到達(dá)P20號橋墩里程位置時(shí)，沿橫向橋墩墩位處填筑該橋墩的筑島圍堰施工作業(yè)平臺，然后縱向便道向前推進(jìn)至P19號橋墩位置，橫向推進(jìn)填筑P19號橋墩筑島圍堰施工作業(yè)平臺。

圖2 實(shí)施總體思路流程圖

3 施工工藝技術(shù)

3.1 施工工藝流程

筑島圍堰施工工藝流程[1]如下：

確定設(shè)計(jì)方案→準(zhǔn)備材料→測量放樣→填筑縱向便道→便道加固防護(hù)→墩位圍堰填筑壓實(shí)→圍堰加固防護(hù)→橋墩下部結(jié)構(gòu)施工。

3.2 主要施工工藝技術(shù)

3.2.1 編寫圍堰施工方案

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查勘測，掌握現(xiàn)場水文地質(zhì)情況，確定筑島圍堰施工方案。

3.2.2 材料和設(shè)備準(zhǔn)備

筑島圍堰材料采用就地取材的方式，在岷江河床內(nèi)取天然級配砂礫，按體積比混合30%的優(yōu)質(zhì)粘土形成混合料作為島心填料；縱向施工便道直接利用岷江河床上的天然級配砂礫作為填料。筑島圍堰和施工便道外側(cè)迎水面均采用袋裝粘土碼砌兩層的方式作為護(hù)坡加固，防止流水沖刷掏蝕[2]。

3.2.3 填筑縱向便道

根據(jù)筑島圍堰設(shè)計(jì)圖紙、方案等進(jìn)行測量放樣，在圍堰上游確定出縱向施工便道的位置，裝卸車輛將縱向便道填筑材料卸在便道范圍內(nèi)，用裝載機(jī)按填筑寬度將填料由岸邊逐漸向河中推進(jìn)填筑。后方人工將袋裝礫石沿便道兩側(cè)各碼砌兩層寬度，與填筑便道等高。首層填筑應(yīng)比河面至少高出50cm，填筑到下一個(gè)橋墩超出10m后，即可用振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓密實(shí)。碾壓完成后，依次向下一個(gè)橋墩填筑縱向施工便道，直到達(dá)到設(shè)計(jì)位置。

3.2.4 圍堰筑島

上游縱向便道填筑高出水面后，便可進(jìn)行橋墩處筑島圍堰。筑島材料采用取自岷江河床上的天然級配砂礫和粘土按體積比7:3的混合料，以增強(qiáng)圍堰的阻水效果，提高圍堰的抗?jié)B能力。與縱向便道填筑一樣，自卸汽車將筑島填料卸在施工現(xiàn)場后，裝載機(jī)將填料從便道處向下游按圍堰設(shè)計(jì)寬度填筑，高出水面至少50cm，直至整個(gè)筑島填筑完成。同時(shí)圍堰迎水面采用人工碼砌兩層寬度袋裝粘土進(jìn)行加固，與圍堰等高，然后用振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓密實(shí)。圍堰平面布置如圖3所示。

3.2.5 加高填筑

圖3 圍堰平面布置圖

圍堰和便道填筑高出水面后，及時(shí)對其進(jìn)行加高填筑，達(dá)到設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高?？v向便道和圍堰同層等高填筑，分層壓實(shí)，每層填筑高度不超過50cm。頂層鋪設(shè)50cm厚碎石層，將其平整碾壓密實(shí)，保證車輛等機(jī)械順暢的通行。

3.2.6 管涵設(shè)置

在兩橋墩圍堰間如有較深的溝壑，可在縱向便道下設(shè)置多排圓管涵，排出上游的積水，降低便道兩側(cè)的水位高差，減小便道側(cè)壓力。圓管涵高出河床面30cm以上，相鄰圓管間隔50cm，中間用便道填料填充密實(shí)，頂面填料壓實(shí)厚度不小于50cm。

3.2.7 填筑順序

P15號橋墩筑島圍堰填筑高出水面后，繼續(xù)填筑P16號橋墩筑島圍堰。依此順序直至P18號橋墩，然后填筑完成水面以上的縱向便道和橋墩圍堰。

3.2.8 橋墩下部結(jié)構(gòu)施工

墩位處筑島圍堰填筑完成后，立即開始橋墩樁基鉆進(jìn)成孔，完成樁基施工，根據(jù)筑島作業(yè)平臺的寬度和樁基的布置情況，每個(gè)橋墩至少安排2臺鉆機(jī)，及早完成樁基施工。承臺（地系梁）最后1根樁基灌注完成后，在24h后應(yīng)組織承臺開挖，完成承臺（地系梁）施工；承臺（地系梁）基坑模板安裝工作寬度為1.0m，基坑邊坡坡度為1:1，邊坡用一層厚度袋裝粘土護(hù)坡，保證基坑邊坡穩(wěn)定和作業(yè)人員安全；為了加快施工進(jìn)度和保障施工安全，承臺基坑頂作業(yè)寬度不小于8.0m，提高機(jī)械化程度，采取大型機(jī)械設(shè)備施工；地系梁基坑兩端頂面不小于3.0m。承臺（地系梁）施工完畢后立即回填基坑，完成橋墩和上部系梁施工。河道內(nèi)筑島圍堰基坑開挖斷面如圖4所示。

3.2.9 保障措施

圖4 基坑開挖斷面圖

岷江河道內(nèi)主橋施工時(shí)，機(jī)械設(shè)備、物資材料供應(yīng)、人員技術(shù)支持、施工管理重心、資金投入使用等各方面都必須向這方面傾斜，以便及早完成河道內(nèi)的橋墩結(jié)構(gòu)。橋墩施工時(shí)，施工順序?yàn)镻18→P15號橋墩，P18號橋墩下部結(jié)構(gòu)完成后，及時(shí)清除橋墩處圍堰填料、建筑垃圾和縱向便道，恢復(fù)原有河貌，然后填筑P20號橋墩縱向便道和筑島圍堰填筑。依此順序，小里程樁號端向岸邊清除圍堰和縱向便道，大里程樁號端向河中心填筑縱向便道和筑島圍堰，以此類推，直到河道內(nèi)主墩全部施工完成，填料和垃圾全部清除。

3.2.10 其他

主橋橋墩大里程橋墩進(jìn)行圍堰施工的步驟與小里程端相同，河內(nèi)主橋墩和河灘引橋墩除了魚塘內(nèi)引橋墩縱向施工便道與橋墩圍堰填筑同步進(jìn)行外，其余施工方法基本相同。

4 實(shí)施效果評價(jià)和實(shí)施注意事項(xiàng)

4.1 實(shí)施效果評價(jià)

通過以上工藝技術(shù)的應(yīng)用，項(xiàng)目在110天內(nèi)完成了水下樁和承臺的實(shí)施工作，沒有出現(xiàn)任何質(zhì)量和安全事故。樁基完成后，經(jīng)檢測，筑島圍堰實(shí)施的29根樁均為Ⅰ類優(yōu)質(zhì)樁，實(shí)施效果良好。因此，該工藝技術(shù)在項(xiàng)目的應(yīng)用是成功的。

4.2 實(shí)施注意事項(xiàng)

4.2.1 粘土要求

筑島圍堰采用的粘土應(yīng)具有較高的抗?jié)B等級的優(yōu)質(zhì)粘土，以便阻水、減少漏水、滲水[3]。

4.2.2 堆碼要求

在迎水面外側(cè)堆碼的土袋或石袋，裝袋量為袋容量1/2～2/3，袋口用麻繩或細(xì)鐵絲綁扎，并人工平整[4]。對于淺水區(qū)范圍，盡量用人工將基底整平，采用一丁一順錯(cuò)縫碼砌，對于水較深范圍（超過1.5m），可用挖掘機(jī)將基底整平，用一根帶鉤子的竹竿鉤送落位，在水中堆碼土袋或石袋堆碼時(shí)不能采用拋投，碼砌至水深1.5m范圍內(nèi)時(shí)再用人工碼砌。土袋或石袋在碼砌時(shí)，對較深范圍內(nèi)每3～5層用挖掘機(jī)擠壓整平密實(shí)，對較淺范圍內(nèi)人工碼砌，每層用人工擠壓整平密實(shí)，每3～5層再用挖掘機(jī)擠壓整平密實(shí)，直至高出水平面，采用壓路機(jī)碾壓密實(shí)。

4.2.3 合攏點(diǎn)選擇

為保證圍堰的質(zhì)量和穩(wěn)定性，堰體應(yīng)筑成迎向水面的弧形，有效降低河水的沖刷力，圍堰的合攏點(diǎn)應(yīng)選擇在河道的下游方向[1]。

4.2.4 應(yīng)急救援準(zhǔn)備

為應(yīng)對緊急情況，應(yīng)備足土（或石）袋、料車和木樁等應(yīng)急物資和設(shè)備；相關(guān)管理人員必須全天24h保持通訊暢通，能夠聯(lián)系上并能隨時(shí)到場；組織好應(yīng)急救援隊(duì)伍等。

4.2.5 檢查維護(hù)

圍堰施工完畢后，經(jīng)常派人維護(hù)檢查，承臺基坑開挖后，在圍堰背水面縱向兩側(cè)坡腳處各設(shè)置集水坑一個(gè)，并派專人排水，保持基坑內(nèi)不集水。安排專人對圍堰外的水位進(jìn)行觀測以及對圍堰檢查，發(fā)現(xiàn)意外情況及時(shí)匯報(bào)，及時(shí)采取在圍堰頂施打子堰加高等應(yīng)急措施，確保圍堰在高水位期間萬無一失。

5 結(jié)語

綜上，筑島圍堰施工技術(shù)是為了保證橋墩、承臺基礎(chǔ)能夠“干施工”。該施工技術(shù)適用于水深5m以內(nèi)、流速3.0m/s以內(nèi)的平緩河（湖、海）床，成本投入小，施工方法簡單，無需大型施工機(jī)械，施工技術(shù)易掌握，施工安全有保障，值得應(yīng)用推廣。

[1]中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司.SL303-2004水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2013.

[2]長江水利委員會(huì)長江水利勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.DLT5087-1999水利水電工程圍堰設(shè)計(jì)導(dǎo)則[S].北京：中國電力出版社，1999.

[3]中交第一公路工程局有限公司.JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[4]長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.SL645-2013水利水電工程圍堰設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2013.

Study on Construction Technology of Artificial Island Cofferdam for the Minjiang River Bridge

Part of the piers of the Minjiang River Bridge are located in the riverbed,where the water is largely 2.5m deep and never dries up even in the drought period throughout the year,but the water level usually reduces.Generally,when the bridge pier and abutment foundation are below the surface water level,the construction technology of cofferdam is applied.Based on the actual situation and geological environment of the project,this paper elaborates and summarizes the construction techniques and noteworthy tips in light of the overall construction plan and technical requirements,aiming to provide some references for similar programs.And the techniques and technologies applied in this project are proved to be successful through practice.

the Minjiang River Bridge;artificial island cofferdam;cofferdam construction;dry construction

U445

A

1671-9107（2017）11-0050-03

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.11.050

2017-03-17

張鵬（1979-），男，重慶人，研究生，高級工程師，主要從事市政項(xiàng)目管理工作。

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅