筑島平臺(tái)施工流程及技術(shù)研究
——以中鐵十二局德都高速蒲陽(yáng)河筑島為例

中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030024

在公路、鐵路的建設(shè)過(guò)程中，時(shí)常遇到大江大河，需要進(jìn)行橋梁建設(shè)。當(dāng)對(duì)位于水中的橋梁墩柱進(jìn)行施工時(shí)，需要減小周圍環(huán)境給施工帶來(lái)的影響，保證橋梁施工的順利開(kāi)展。筑島平臺(tái)施工技術(shù)作為新興施工方法，能夠通過(guò)搭建施工平臺(tái)保證樁基等結(jié)構(gòu)施工高效進(jìn)行，避免橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工受到河流沖擊，為施工安全提供保障。因此，還應(yīng)該加強(qiáng)筑島平臺(tái)施工流程及技術(shù)研究，從而推動(dòng)橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)的發(fā)展。

1 工程概況

蒲陽(yáng)特大橋?yàn)榈露几咚俟饭こ讨骶€橋，由中鐵十二局承建。工程起止里程為K76+986.5—K78+528.5，橋全長(zhǎng)1542m、寬33.5m，上跨蒲陽(yáng)河、S106公路和地方道路。橋梁下部包含樁基礎(chǔ)、柱式墩、柱式臺(tái)及肋板臺(tái)幾部分結(jié)構(gòu)，上部采用預(yù)制應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，具體包含20m小箱梁、25m小箱梁和40m T梁這3種梁型。橋梁左幅為55跨，右幅為56跨。6#墩位于蒲陽(yáng)河內(nèi)，結(jié)合工程地質(zhì)條件可知，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)落石、滑坡等不良現(xiàn)象，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，將穿越厚度不均的段斜坡第四系松散層。在橋位區(qū)下，地層為中生界白堊系上統(tǒng)夾關(guān)組（K2j）細(xì)砂巖，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。從區(qū)內(nèi)地表水和地下水水質(zhì)情況來(lái)看，對(duì)混凝土及內(nèi)部鋼筋具有微腐蝕性。

2 施工流程及技術(shù)

2.1 施工流程

6#墩位于河道內(nèi)，主墩頂面標(biāo)高比河床高，可以采用套箱形式施工。根據(jù)總體施工計(jì)劃可知，樁基施工階段為洪水期，水位較高，需要對(duì)渠首洪水實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度，并采取措施保證施工不受河水影響。結(jié)合工程水文、地質(zhì)情況可知，河床底部淤泥較厚，直接采用筑島圍堰施工方法將使基坑開(kāi)挖過(guò)程中難以有效支護(hù)。采用筑島平臺(tái)法施工，在靠近蒲陽(yáng)河一側(cè)填筑平臺(tái)作為施工場(chǎng)所。為使筑體邊坡保持穩(wěn)定，避免水流將填筑土體沖至下游，還要在筑體邊緣利用預(yù)制混凝土塊進(jìn)行邊坡加固處理，采用的預(yù)制塊尺寸為1.2m×1.0m×0.7m，中間預(yù)留豎向PVC管。采用該方法施工時(shí)，需要利用挖掘機(jī)快速清理河道，河床平整后對(duì)預(yù)制塊進(jìn)行吊裝，通過(guò)連接預(yù)制塊完成平臺(tái)填筑。完成平臺(tái)施工后，可以進(jìn)行樁基施工，之后依次完成墩身、蓋梁各部分結(jié)構(gòu)施工，期間進(jìn)行加工平臺(tái)維護(hù)[1]，直至支座墊石施工完成后，可以將平臺(tái)拆除。工程施工流程如圖1所示。

圖1 筑島平臺(tái)施工流程圖

2.2 施工技術(shù)

（1）施工準(zhǔn)備。在筑島平臺(tái)搭建之前，還要做好施工準(zhǔn)備。在對(duì)蒲陽(yáng)河水位、地質(zhì)情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查確認(rèn)后可知，小里程河堤前為一段路基，在施工紅線范圍之內(nèi)擁有較大的土方量，能夠使筑島施工需要的土方量得到滿足。除靠近河岸以外的其他邊坡區(qū)域需要利用預(yù)制塊進(jìn)行加固，還要做好材料準(zhǔn)備。施工采用的預(yù)制塊通過(guò)工廠預(yù)制加工，在來(lái)料后加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)，確保表面無(wú)嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，并通過(guò)測(cè)量保證達(dá)到施工要求。預(yù)制塊實(shí)測(cè)項(xiàng)目如表1所示。在做好材料準(zhǔn)備后，還需要進(jìn)行施工放樣。結(jié)合工程實(shí)際情況，需要用竹竿綁上紅塑料袋插入水底，對(duì)筑島邊緣位置進(jìn)行確認(rèn)。采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，能夠?qū)ψo(hù)坡底部高程和頂部高程進(jìn)行確認(rèn)，得到預(yù)制塊安裝位置。

表1 預(yù)制塊實(shí)測(cè)項(xiàng)目

（2）預(yù)制塊吊裝。在進(jìn)行預(yù)制塊吊裝之前，需要利用挖掘機(jī)清理河床底部，直至河床平整。在此基礎(chǔ)上，可以利用吊車吊裝預(yù)制塊。在施工過(guò)程中，實(shí)際筑島長(zhǎng)較大，無(wú)法在岸邊利用汽車吊完成全部預(yù)制塊吊裝。結(jié)合施工條件，需要采取分段吊裝方法，先對(duì)一段預(yù)支塊進(jìn)行吊裝，然后進(jìn)行對(duì)應(yīng)筑體的填筑。將整個(gè)筑島平臺(tái)劃分為3個(gè)段落，分段吊裝和填筑，通過(guò)循環(huán)施工完成整個(gè)結(jié)構(gòu)施工。在各段吊裝過(guò)程中，需要先對(duì)上游側(cè)的預(yù)制塊進(jìn)行吊裝，然后進(jìn)行下游側(cè)構(gòu)件吊裝。施工過(guò)程中，在預(yù)制塊吊裝就位后，需要在PVC管內(nèi)插入鋼管，實(shí)現(xiàn)預(yù)制塊串聯(lián)。按照筑島平臺(tái)施工要求，需要完成三層預(yù)制塊碼放，高度達(dá)到2.1m，總計(jì)需要300塊預(yù)制塊。對(duì)預(yù)制塊進(jìn)行鋪砌時(shí)，需要按放樣結(jié)果加強(qiáng)預(yù)制塊拼裝管理，保證縫寬、接茬等達(dá)到施工要求。完成預(yù)制塊施工后，需要進(jìn)行檢驗(yàn)，確保格縫清晰、表面整潔。針對(duì)各檢測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)每隔100m2進(jìn)行一處測(cè)量。按照要求，高度允許偏差為±20mm，單元測(cè)點(diǎn)為4個(gè)，采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行中線和邊線測(cè)量[2]。在平整度測(cè)試上，單元測(cè)點(diǎn)為2個(gè)，允許偏差為±10mm，采用2m靠尺和塞尺在垂直方向進(jìn)行測(cè)量。砌縫順直和最大寬度均為10m，采用鋼尺測(cè)量，相鄰預(yù)制塊表面高差為5m。

（3）平臺(tái)填筑。確認(rèn)預(yù)制塊安裝合格后，需要進(jìn)行平臺(tái)填筑。按照施工方案需采用堆填方式，填筑高度比河面高50cm。利用運(yùn)土車將填筑材料堆放至岸邊，然后利用裝載機(jī)向水中推進(jìn)。在最底層，還應(yīng)完成土工合成材料鋪設(shè)。在完成岸坡清理和河床驗(yàn)收后，需要完成沙礫石墊層平整鋪設(shè)，避免出現(xiàn)凹凸情況，并碾壓密實(shí)。確認(rèn)采用的土工合成材料合格后，可以自下而上完成材料鋪設(shè)，保證能夠與土面緊密貼實(shí)，不留空隙，避免出現(xiàn)張拉受力、褶皺等情況。墊層可以采用10～30mm粒徑，細(xì)長(zhǎng)和扁平顆粒含量不超20%，通過(guò)分段施工和驗(yàn)收保證施工質(zhì)量。采用的筑島材料可以通過(guò)就地取材獲得，從河床獲得天然級(jí)配沙礫，并從小里程施工段獲得黏土。在上游對(duì)縱向施工便道位置進(jìn)行確認(rèn)后，可以將材料卸載在便道范圍內(nèi)，然后按照填筑寬度將填料由岸邊逐步向河中推進(jìn)。沿著便道兩側(cè)，需要用沙礫石碼砌，在與便道等高的同時(shí)，達(dá)到兩層寬度。在將堆填土向水中推進(jìn)的過(guò)程中，還應(yīng)利用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理。施工過(guò)程中，需要做好頂面距河面高度觀察，保證頂面高于河面。在頂層填筑作業(yè)中，還應(yīng)采取分層填筑及壓實(shí)方法，將各層厚度控制在30cm以內(nèi)。經(jīng)過(guò)碾壓密實(shí)處理后，能夠達(dá)到平臺(tái)頂部標(biāo)高位置，使平臺(tái)頂面比河面高1.5m。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，筑島頂面為梯形，上底長(zhǎng)和下底長(zhǎng)分別為21.6m和27.6m，高為33.5m，與河寬相同。將筑島頂從樁基開(kāi)始向外擴(kuò)展3.72m，能夠?yàn)闃痘┕ぬ峁┳銐蜃鳂I(yè)面，同時(shí)使四周土圍堰厚度得到保證。按照要求進(jìn)行筑島填筑，需要的土方量為V=(21.6+27.6)÷2×33.5×2.1=1730.6m3。完成平臺(tái)填筑后，應(yīng)按施工要求對(duì)頂部高程和表面平整度進(jìn)行檢驗(yàn)。頂部高程允許偏差為-20～30mm，每10～20m進(jìn)行1次斷面檢測(cè)，每2m設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用水準(zhǔn)儀等工具進(jìn)行測(cè)量。在表面平整度檢測(cè)上，允許偏差為100mm，每100m2設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用2m靠尺和鋼尺進(jìn)行測(cè)量。確認(rèn)平臺(tái)施工質(zhì)量合格后，可以進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)施工，期間需安排專人對(duì)平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)，保證位于迎水面的預(yù)制塊能夠保持穩(wěn)定，并且使通道路面保持平整。

（4）平臺(tái)拆除。完成平臺(tái)填筑后，立即開(kāi)始樁基鉆進(jìn)成孔施工。按照平臺(tái)寬度和樁基布置情況，橋墩應(yīng)配置2臺(tái)鉆機(jī)，以保證施工高效開(kāi)展。完成根樁基灌注后，應(yīng)在24h后進(jìn)行承臺(tái)開(kāi)挖，完成各部分結(jié)構(gòu)施工。對(duì)于邊坡位置，還應(yīng)利用裝黏土的厚度袋加強(qiáng)護(hù)坡，使基坑保持穩(wěn)定的同時(shí)，為人員作業(yè)安全提供保障?；禹敳孔鳂I(yè)寬度應(yīng)至少達(dá)到8m，利用大型機(jī)械設(shè)備加快施工進(jìn)度。為保證橋墩施工盡快完成，還應(yīng)使資金投入、施工管理等向橋墩施工傾斜。在橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工完成后，需要對(duì)筑島平臺(tái)進(jìn)行拆除，將周圍填料、便道和建筑垃圾及時(shí)清除。利用小型挖掘機(jī)對(duì)樁基進(jìn)行開(kāi)挖，對(duì)于大里程應(yīng)使開(kāi)挖邊界與樁基距離不超過(guò)70cm，從樁端向河中心清除填料和便道；對(duì)于小里程從樁端向岸邊清除，確保樁頭施工作業(yè)面在小里程中得到破除。在完成墩身、蓋梁等各部分結(jié)構(gòu)施工后，需要拆除預(yù)制塊，并吊運(yùn)至指定地點(diǎn)，然后清除填筑的土石。利用自卸載重車?yán)\(yùn)土石，在棄土場(chǎng)進(jìn)行處理，確保河床能夠恢復(fù)原貌。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前蒲陽(yáng)河橋梁工程#6墩柱已經(jīng)施工完成，經(jīng)檢驗(yàn)性能優(yōu)良。在工程基礎(chǔ)施工期間，筑島平臺(tái)為施工安全和質(zhì)量提供了保障，保證了各項(xiàng)施工作業(yè)的順利開(kāi)展。未來(lái)，伴隨著橋梁工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)于橋梁下部結(jié)構(gòu)的安全可靠性將提出更高要求，相信筑島平臺(tái)施工技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用，使國(guó)內(nèi)橋梁施工工藝優(yōu)越性得到較好展現(xiàn)。