跨江大橋深水基礎主墩鋼套箱圍堰 工位散拼施工技術

(中國葛洲壩集團第五工程有限公司， 湖北 宜昌 443002)

近年來，我國跨江深水基礎橋梁均大規(guī)模地采用雙壁鋼圍堰，作為水深流急區(qū)域橋梁復合式基礎的外圍結構[1～3]。深水基礎施工采用雙壁鋼圍堰施工技術有著明顯的優(yōu)勢：（1）適用性強，不受水文、地質條件限制；（2）自身強度與剛度較高，可承受較大的圍堰內外水壓；（3）安裝下沉工序簡單，施工不受施工水位與季節(jié)限制；（4）用途多樣，既可擋水提供干環(huán)境，又可作為承力結構；（5）可回收重復利用，降低成本。本文結合蚌埠長淮衛(wèi)淮河大橋工程實例，重點介紹雙壁鋼套箱的制作、工位散拼安裝、吸泥下沉及水下封底施工方法，對我國深水橋梁水中基礎施工具有重要的應用價值。

1、工程概況

安徽長淮衛(wèi)淮河特大橋位于處淮河中游蚌埠市，為市區(qū)中環(huán)線和S101省道跨河通道。主橋采用（80+200+80）m的鋼箱鋼桁架拱橋，橋面寬36m，河床覆蓋15～18m的細砂、粉質粘土，下伏花崗片麻巖，橋址常水位水深15～30m。鑒于以上水文地質條件，主墩采用工位散拼雙壁鋼圍堰的施工工藝組織施工。圍堰為矩形圍堰，尺寸17.1m×17.1m，總高19.9m，分4節(jié)，頂節(jié)高1.9m，其余階段高6m。壁厚1.2m，封底混凝土設計厚度2.5m。

2、圍堰的加工、拼裝與下放

2.1 鋼圍堰的加工

圍堰分節(jié)往往根據施工現場運輸條件、起重能力及施工環(huán)境，按照等分和對稱原則，在高度方向進行分節(jié)，平面內分塊。塊件焊接應在可保證精度要求的加工廠平臺或模具上組拼，采用平焊方式完成焊接作業(yè)，盡量避免或減少采用仰焊和豎焊，施工過程中嚴格控制質量。以減小加工過程中人為誤差和累計誤差，加工完一節(jié)即進行試拼。蚌埠長淮衛(wèi)淮河特大橋主墩的鋼圍堰分4節(jié)加工，每節(jié)劃分為12塊，單塊最大吊重10.383t，鋼圍堰節(jié)段加工完成后經整體試拼合格后，采用30t平板車經鋼棧橋運至施工橋位處。

2.2 鋼圍堰的拼裝

國內成熟的圍堰的拼裝接高分為：①工廠整節(jié)段拼裝后工位整節(jié)段吊裝接高，該方法施工速度快，結構整體性能好；②工廠試拼裝合格后，分節(jié)段工位吊裝對稱散拼接高，該方法無需大型起吊設備，可避免因吊裝產生的變形。蚌埠長淮衛(wèi)淮河特大橋主墩鋼圍堰拼裝采用分塊現場散裝的方式進行，先底隔倉，再圍堰側板，最后內支撐桁架完成拼裝。鉆孔平臺拆除后，搭設安裝平臺，將運輸至工位的圍堰節(jié)段吊裝至安裝平臺，經測量校核滿足設計要求后，用型鋼將側板和護筒連接臨時固定，節(jié)段焊接成整體至全部拼裝完成。

2.3 鋼圍堰下放

圍堰入水前，對河床進行清淤、平整，避免鋼圍堰下沉時產生傾斜或橫向位移。鋼圍堰入水應控制入水速度，以減小因速度過快產生較大位移。圍堰入水后主要借助自身浮力懸浮于水中，接高下沉通過隔艙注水調節(jié)平面高程與下沉高度，確保接高位置高于操作平臺1.0m。糾偏通過對不同隔艙內注水進行調節(jié)。

蚌埠長淮衛(wèi)淮河特大橋主墩鋼圍堰下放時，在鋼護筒上安放三組由橫梁、兩套提放裝置組成的設計荷載為200t吊放系統(tǒng)。吊放系統(tǒng)由橫梁、精軋螺紋鋼筋構成，通過經檢校合格的千斤頂頂落圍堰完成下放施工。為保證提放裝置受力安全，要求頂升力最大值控制在120t以內。施工前檢查精軋螺紋鋼筋是否有破傷現象，施工中須確保其豎直受力。為方便施工，可提前試驗確定張拉力與油表讀數之間的關系，以便施工查詢。注水輔助下沉作用不大時，通過在夾壁倉內澆筑C15素混凝土進行助沉，亦可提高該圍堰底節(jié)整體強度，改善力學性能。

3、圍堰的吸泥下沉

圍堰吸泥下沉主要依靠堰內吸泥減少堰體摩阻，以此增大下沉系數。蚌埠長淮衛(wèi)淮河特大橋主墩鋼圍堰采用“鍋底”式吸泥法，即由中間向四周均勻吸泥取土。施工時要勤測泥面標高。為擴大吸泥范圍，吸泥機在確保下口不低于刃腳底部時可適當向刃腳方向移動，即可擴大吸泥范圍，又可防止翻砂。內外存在水頭差時，通過內外連通器自動調節(jié)內外水位高程。圍堰主要通過嚴格控制吸泥的平面位置和吸泥深度，借助圍堰自重和土壓力，通過在刃腳處不均勻吸泥和向部分隔艙加水的方法防偏糾偏，下沉各時期糾偏要點見表一。若遇經偏壓或局部吸泥無效的圍堰偏斜情況發(fā)生時，應進行水下勘察，根據具體情況制定解決措施。

表1 圍堰下沉各時期控制要點

4、圍堰的封底

封底混凝土通過在鋼圍堰頂部設置施工平臺，采用垂直導管法，依靠自身流動性向四周攤開的方式，遵循由低到高的原則完成澆注。澆筑前通過在圍堰內設置隔墻，將封底面積分塊。采用單導管澆筑時要確保首封可靠性。澆注過程中，水上探桿測量與水下潛水員指揮方式控制導管埋深與澆筑高度，防止超澆或欠澆。若遇澆筑混凝土高程突變，則堰內發(fā)生涌砂或混凝土外漏問題，應及時采取措施。

5、結論

從蚌埠長淮衛(wèi)淮河大橋主墩雙壁鋼圍堰施工施工效果來看，比較成功，鋼圍堰四周及模板拼縫處未見漏水現象，鋼圍堰設計滿足結構受力要求，鋼圍堰施工工藝可行，可以加以推廣運用。

[1]黃繩武.橋梁施工及組織管理(上冊)[M].北京:人民交通出版社,2003:147-151.

[2]陳光福.雙壁鋼圍堰的施工技術[J].中國港灣建設,2002,(6):12-16.

[3]左明福.公路橋梁深水樁基礎若干問題的探討[J].水運工程,2000,(3):3-6.