橋梁深水基礎(chǔ)雙壁鋼套箱圍堰施工技術(shù)探究

胡 平

中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司

1 項(xiàng)目概況

某大橋全長(zhǎng)629.4m，處在水庫(kù)下游的河流之上，常年水深5m～12m，最大水深13m。兩岸地形陡峭，常水位水深較大，為減少水中墩、降低施工難度，同時(shí)考慮該河道內(nèi)為5級(jí)通航的標(biāo)準(zhǔn)，因此本橋的主橋運(yùn)用一聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)，而引橋則使用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁，其具體孔跨布置情況為3-32m+（75+2×136+75）m 連續(xù)剛構(gòu)+3-32m梁橋。

2 雙壁鋼圍堰施工技術(shù)

2.1 圍堰拼裝及下沉工藝

圍堰施工采用運(yùn)輸車將鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工的圍堰側(cè)板分塊運(yùn)輸至在墩位處。利用鉆孔平臺(tái)鋼管樁作為基礎(chǔ)，搭建鋼圍堰拼裝平臺(tái)進(jìn)行底層鋼圍堰拼裝，并利用鋼護(hù)筒架設(shè)圍堰吊掛系統(tǒng)。底層鋼圍堰拼裝完成后對(duì)焊縫進(jìn)行檢查，并進(jìn)行水密性試驗(yàn)。利用吊掛系統(tǒng)將底節(jié)鋼圍堰提起，拆掉圍堰底平臺(tái)貝雷片，下放圍堰入水浮在水面上；拼裝第二節(jié)圍堰，重復(fù)之前檢查，完成后拼裝第三節(jié)及頂節(jié)圍堰，完成圍堰拼裝，利用圍堰壁倉(cāng)內(nèi)灌水下沉。圍堰下沉?xí)r配合吸泥的相關(guān)設(shè)備，開(kāi)始進(jìn)行圍堰吸砂和吸泥的施工。當(dāng)吸泥到達(dá)設(shè)計(jì)位置之后，安排潛水人員對(duì)基底加以相應(yīng)的平整和清洗鋼護(hù)筒的外壁，再對(duì)圍堰的側(cè)板最底部位置進(jìn)行堵縫施工。待所有施工結(jié)束后開(kāi)始混凝土的封底施工，封底完成等待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開(kāi)始進(jìn)行抽水作業(yè)，然后去除鋼護(hù)筒并安裝支撐，最后對(duì)樁頭的混凝土予以相應(yīng)的處理，再進(jìn)入承臺(tái)內(nèi)、底節(jié)墩身開(kāi)始下一步的施工。

2.2 圍堰拼裝

（1）搭設(shè)圍堰拼裝平臺(tái)。鉆孔平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)拆除后，將鋼管樁在水面上1m 標(biāo)高位置切除，作為圍堰拼裝平臺(tái)基礎(chǔ)，鋼管樁上放置I36工字鋼，上設(shè)置貝雷架。圍堰拼裝平臺(tái)材料均采用鉆孔平臺(tái)材料進(jìn)行安裝。步驟一：鉆孔平臺(tái)拆除，切割鋼管樁；步驟二：距水面50cm施工鋼管樁連接系；步驟三：利用鉆孔平臺(tái)材料搭設(shè)圍堰拼裝平臺(tái)。

（2）安裝吊掛系統(tǒng)。護(hù)筒頂上安裝雙拼36工字鋼橫梁作為吊掛系統(tǒng)，共設(shè)置5 道橫梁，10 個(gè)吊點(diǎn)。60t 液壓千斤頂作為提升、下放系統(tǒng)，采用32精軋螺紋鋼起吊下放鋼圍堰。

（3）圍堰拼裝和下放。①拼裝前準(zhǔn)備。當(dāng)所有的圍堰加工結(jié)束之后，開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的編號(hào)，進(jìn)而有利于施工的組拼。圍堰板吊裝前，先在圍堰拼裝平臺(tái)上用全站儀對(duì)圍堰位置進(jìn)行精確放線，并在圍堰外邊線處焊接角鋼進(jìn)行定位與限位。利用平板運(yùn)輸車將加工完成后的圍堰板運(yùn)送至墩位處。②底節(jié)圍堰拼裝。利用履帶吊把需要固定的圍堰塊起吊至安裝的大致位置，然后在已經(jīng)固定的圍堰塊邊壁安裝焊接臨時(shí)的接口，最后將其與固定塊精準(zhǔn)的對(duì)接并焊接，完成后再繼續(xù)下一塊圍堰塊的拼接固定，直至完成。③底節(jié)圍堰下放。當(dāng)最底的圍堰拼裝結(jié)束后將其升高，然后再拆除平臺(tái)圍堰的下部貝雷梁組，清除對(duì)圍堰下放造成阻擋的工字鋼，然后將底節(jié)的圍堰下放至水面中，并自浮于水面。底節(jié)圍堰自重約140t，自浮狀態(tài)刃腳吃水約3m。④第二、三及頂節(jié)拼裝順序。為確保對(duì)稱的施工順序，第二和第三以及頂節(jié)的圍堰順序依據(jù)圍堰的長(zhǎng)邊開(kāi)始進(jìn)行。拼裝順序參考圖1進(jìn)行。

圖1 拼裝順序參考圖

⑤焊縫滲透檢查。對(duì)每一節(jié)的圍堰在拼裝后開(kāi)展?jié)B透的檢查：首先在焊縫的一側(cè)涂抹石灰粉，然后在另一側(cè)涂抹煤油，最后查看實(shí)際的滲透情況。當(dāng)出現(xiàn)滲透時(shí)，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，然后將焊縫予以鏟除并重新復(fù)焊，需要注意不得進(jìn)行堆焊。

2.3 圍堰吸泥下沉

圍堰位置調(diào)整到位并著床穩(wěn)定后開(kāi)始吸泥下沉，吸泥采用Φ426吸泥管2套，27m3/min空壓機(jī)5臺(tái)，各臺(tái)空壓機(jī)使用1個(gè)9m3儲(chǔ)氣罐合并供應(yīng)到吸泥管上。利用履帶吊提升和移動(dòng)吸泥管作業(yè)，同時(shí)采用抽水機(jī)補(bǔ)水。吸泥過(guò)程中粒徑較大的卵石容易造成吸泥管堵塞，施工時(shí)派潛水工進(jìn)行水下清理。吸泥除土過(guò)程中，應(yīng)均勻除土，控制堰內(nèi)除土深度和外吸土面高差不大于0.5m，任何情況下，除土泥面不宜低于刃腳，周邊的除土泥面距刃腳不得低于刃1.0m～2.0m。在鋼圍堰下沉過(guò)程中，以下沉0.5m一次開(kāi)展一次技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)，進(jìn)一步有效的控制鋼圍堰的垂直度、偏角度。當(dāng)下沉位置距離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2.0m時(shí)，應(yīng)當(dāng)有效控制圍堰內(nèi)的除土量以及除土的位置，并詳細(xì)檢查圍堰下沉的各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)圍堰正位、糾偏予以相應(yīng)的調(diào)整。正位以及糾偏主要運(yùn)用局部吸泥、加重的方法調(diào)整。即在刃腳比較高的一側(cè)除土，然后在低的一側(cè)棄土，由此對(duì)其加以調(diào)整。糾正位移時(shí)，可先局部除土，促使圍堰偏位方向產(chǎn)生一定的傾斜角度，再沿傾斜的方向開(kāi)始下沉，直到圍堰最底部的中心位置和設(shè)計(jì)位置重合時(shí)，再在另一側(cè)偏除土使圍堰恢復(fù)水平狀況，復(fù)測(cè)偏位，逐次循環(huán)進(jìn)行，直至調(diào)整至使傾斜和位移達(dá)到規(guī)范允許偏差范圍內(nèi)，糾正位移時(shí)，可同時(shí)調(diào)整鋼圍堰拉纜，以輔助糾偏。

2.4 圍堰內(nèi)清底吸泥

（1）根據(jù)圍堰的大小及其所在位置的地質(zhì)情況，圍堰內(nèi)吸泥采用2臺(tái)（套）吸泥設(shè)備。（2）在吸泥過(guò)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(kāi)泥面為15cm～50cm。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)。（3）吸泥后期，潛水工要配合吸泥和打撈，采用逐段清理、逐段檢查的方法。按方格網(wǎng)坐標(biāo)點(diǎn)采取拉網(wǎng)式逐點(diǎn)用測(cè)深儀測(cè)出基面高程，以確保封底混凝土厚度滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 混凝土封底

在進(jìn)行圍堰的封底施工前，為了確保不被沖刷，所以在圍堰的側(cè)板外部利用沙袋做護(hù)腳處理。另外還需要派潛水人員對(duì)鋼護(hù)筒的外壁和圍堰的內(nèi)壁進(jìn)行有效的清理，確保表面無(wú)污物。封底的混凝土澆筑使用從上游向下游的方式予以推進(jìn)，使用3套灌注導(dǎo)管系統(tǒng)，導(dǎo)管的作用半徑為3.0m。3 套導(dǎo)管系統(tǒng)循環(huán)倒用，當(dāng)?shù)谝惶讓?dǎo)管灌注時(shí)，安裝第二、三套導(dǎo)管，做好拔球準(zhǔn)備，第一套導(dǎo)管灌注混凝土至設(shè)計(jì)層標(biāo)高，并確保埋住第二套導(dǎo)管底口后，將第二套導(dǎo)管進(jìn)行拔球灌注，然后將第一套導(dǎo)管采用龍門吊提升，移至第三套導(dǎo)管下游，安裝下放導(dǎo)管，待第二套導(dǎo)管灌注至設(shè)計(jì)層標(biāo)高后，將第三套導(dǎo)管進(jìn)行拔球灌注，如此進(jìn)行循環(huán)，直至混凝土灌注完成。

3 施工注意事項(xiàng)

當(dāng)前在水位較深的區(qū)域利用雙壁鋼圍堰施工的橋梁較多，其能有效的承載內(nèi)外水差所產(chǎn)生的壓力，并且整體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，無(wú)需大量的投入，但在實(shí)際的施工中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：（1）在設(shè)計(jì)的最初期，應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇合理的結(jié)構(gòu)，與承臺(tái)構(gòu)造應(yīng)整體協(xié)調(diào)，在設(shè)計(jì)時(shí)靈活運(yùn)用，進(jìn)而降低工程造價(jià)。設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)移運(yùn)能力、吊裝因素等相關(guān)情況對(duì)圍堰的大小予以詳細(xì)的劃分，與此同時(shí)，確保圍堰的承載力和剛性以及穩(wěn)定性和錨定系統(tǒng)滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要墳，最后在安裝完成后對(duì)其開(kāi)展一系統(tǒng)的質(zhì)量檢驗(yàn)，以及水密性的檢測(cè)。（2）再有就是對(duì)鋼圍堰浮云的定位，在定位前對(duì)纜繩、錨鏈、錨錠、導(dǎo)向設(shè)備等相關(guān)的設(shè)備詳細(xì)的檢查和調(diào)整，確保圍堰在下落時(shí)一切順利，另外，時(shí)刻注意水位的漲落會(huì)對(duì)錨錠造成一定的影響，正確定位之后應(yīng)立刻向圍堰內(nèi)壁腔內(nèi)對(duì)稱均衡的灌水，使圍堰落床。（3）在鋼圍堰完全下落著床之后，開(kāi)展對(duì)沖刷與偏斜現(xiàn)象的檢查，如果出現(xiàn)問(wèn)題需要及時(shí)修整，在圍堰澆筑封底時(shí)，一定在要澆筑之前做好清理工作，并經(jīng)過(guò)潛水人員全面檢查確保合格后開(kāi)始澆筑，并且注意混凝土澆筑的高度，避免出現(xiàn)欠澆、超澆的情況。另外，在施工中一定要注意對(duì)混凝土施工后的封堵，如不及時(shí)有效的封堵，則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

4 結(jié)論

伴隨國(guó)內(nèi)科技水平不斷的更新與發(fā)展，在橋梁的建設(shè)中，各種不同的技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷完而逐漸成熟，特別是在一些較深的區(qū)域建設(shè)特大橋時(shí)，運(yùn)用雙壁鋼圍堰進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)的施工取得了較大的成功。本文主要分析了雙壁鋼套箱圍堰的施工技術(shù)，并通過(guò)實(shí)際運(yùn)用在特大橋中取得了較高的效果，然后將在建造過(guò)程中的施工注意事項(xiàng)予以簡(jiǎn)要的介紹，希望通過(guò)相應(yīng)的論述可以為后續(xù)類似的工程提供一定的參考。