懸掛鋼圍堰施工技術

摘? 要：懸掛鋼圍堰是以樁基鋼護筒為受力支撐而構造的懸掛于水中的鋼圍堰，是施工水中高樁承臺的一種措施性結構。本文以小河溪大橋懸掛鋼圍堰[1]施工過程為例，詳細介紹了懸掛鋼圍堰的構造及施工流程，為今后類似工程施工提供參考。

關鍵詞：懸掛;鋼圍堰;施工;技術

中圖分類號：U44??????? 文獻標識碼：A???????? 文章編號：2096-6903（2021）04-0000-00

0前言

隨著我國道路建設與自然環(huán)境相協(xié)調的發(fā)展需要，涉水架橋已是常態(tài)，水下橋梁基礎形式多樣，其施工可根據(jù)具體條件選擇土石圍堰、鋼圍堰、鋼板樁、地下連續(xù)墻等止水圍堰方案，施工技術也取得了諸多成就。在國道G245線儀隴縣新政至馬鞍公路改建工程項目施工過程中，針對小河溪大橋5#、6#墩水中高樁承臺工程的施工，采用承臺側模板與型鋼支撐的鋼筋砼底板、水下封底砼組合形成鋼圍堰，并利用樁基鋼護筒支撐懸掛于水中，為水中承臺的施工創(chuàng)造了安全可靠的干施工環(huán)境，達到簡便快速、經(jīng)濟環(huán)保的預期施工效果。

1工程概況

國道G245巴中金平公路儀隴段改擴建工程項目K6+630小河溪大橋位于嘉陵江新政航電杻紐水電站截流庫區(qū)支流小河溪內，橋位處河面寬約110 m，水深約8～10 m。上部結構采用預應力砼簡支T梁，橋面連續(xù);大橋下構5#、6#墩設于電站蓄水庫區(qū)內，設計為群樁基礎接承臺，樁基設計長度28 m，樁徑2.0 m，承臺底標高為322.5 m，施工期庫區(qū)水位324.0 m，最高水位324.5 m，承臺尺寸820 cm×1 015 cm×300cm，樁基及承臺均需利用鋼棧橋（平臺）在水環(huán)境中施工，本項高樁承臺工程采用懸掛鋼圍堰措施技術，順利完成了既定目標任務。

2懸掛鋼圍堰構造設計

懸掛鋼圍堰主要由上承重結構、下底板結構、側模及吊桿、樁基鋼護筒及牛腿等組成。

2.1上承重結構

如圖2，在鋼護筒（φ2 300 mm×8 mm）上縱橋向布置2I56a工字鋼，縱梁共布置2組?？v梁上面橫橋向安裝工字鋼組合梁2I40a，承受吊桿傳來的全部豎向荷載。橫梁共布置4組，設置16個吊點。上承重結構鋼材總重約10.9 t。

2.2下底板結構

（1）如圖3，下底板骨架由[32a、I25a及3 mm鋼板等組成，牛腿為2I50a，鋼材總重約21.9 t。

（2）經(jīng)抗浮計算，混凝土封底總厚度應≥1.12 m，為確保封底效果，分兩次施工，即現(xiàn)澆15 cm厚C30鋼筋砼板+100 cm厚C30水下砼。

2.3側模及吊桿

（1）如圖1，側模面板采用6 mm的鋼板，豎肋采用[10，橫肋采用5 mm×100 mm鋼帶，橫方采用2[16a槽鋼，高度為2 mm×2.1 m，各塊側板通過φ22 mm螺栓連接，拼裝接縫采用10 mm×6 mm橡膠帶止水，如圖4，側模板總重約26.9 t。

（2）如圖1，吊桿采用16根φ32 mm精軋螺紋鋼（PSB930），上承重梁通過吊桿及配套螺母、墊板與底板結構連接形成吊桿系統(tǒng)。

2.4施工驗算情況

封底砼澆筑完成前，主要荷載均由吊桿傳至上承重結構;封底砼澆筑完成后拆除吊桿及上承重結構，以牛腿為承重支點。設計計算時主要考慮3種工況：（1）水下封底砼澆注完但未凝固時，考慮結構自重、封底砼自重、水浮力，全部重量由吊桿傳至上承重架受力進行驗算;（2）吊箱內抽干水后，考慮結構自重（含封底砼）、水浮力和封底砼與鋼護筒的粘結力，驗算底板抗浮情況;（3）澆承臺第一層砼時，考慮所有重力、封底砼與鋼護筒的粘結力、水浮力驗算牛腿及封底砼抗裂;以上主要受力工況驗算結果均滿足安全施工需要。

3施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程（如圖5）

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備

熟悉設計文件、地質資料、水文情況，根據(jù)承臺尺寸、高程、水位及設計圍堰方案[2]，確定圍堰鋼材用量。（1）樁基完成后，提前拆除鉆孔機械等。（2）根據(jù)懸掛式鋼圍堰設計方案，準確計算出鋼材需求量，做好材料準備。（3）完善進場條件，為鋼圍堰施工提供足夠的施工場地，完成鋼圍堰承重系統(tǒng)型鋼的加工。

3.2.2懸掛式鋼圍堰施工步驟

（1）上承重縱梁及底模安裝。1）將上承重縱梁準確安裝在樁基鋼護筒設計位置，利用8個5T的葫蘆將4根底承重橫梁2[32a臨時懸掛，其標高控制在最高水位之上。2）在定位好的底承重橫梁上安裝縱梁（I25a），鋪接底模鋼板，在底模鋼板上放樣出承臺邊線及限位槽鋼件位置。

（2）吊桿安裝、現(xiàn)澆砼底板及側模拼裝（如圖6）。1）在底板承重梁吊孔對應位置準確安裝上承重橫梁，完成16根φ32 mm的吊桿安裝，取消臨時受力葫蘆，轉換為吊桿系統(tǒng)受力。2）在鋼護筒周邊設置2～5 cm契形隔離板與底模隔離，，綁扎底板鋼筋網(wǎng)片后再次調整和固定底板，核對和固定限位件，澆筑15 cm厚鋼筋砼底板，如圖6、圖7。3）待砼強度達到15 MPa以上，安裝側模板，模板間設置止水膠帶，并按要求設置模板內支撐。內支撐采用對拉桿外套φ100 mm鋼管，按井字形布置[3]，如圖9。

（3）鋼圍堰下放組裝就位（如圖8），焊接牛腿支撐，澆筑水下砼封底（如圖1）。1）安裝千斤頂及配套頂升梁，拆除鋼護筒周邊契形隔離板，利用千斤頂下放圍堰2.6 m左右，拼接完成圍堰模板。2）用鋼尺（測繩）準確定位出牛腿的位置，潛水工將牛腿焊接在鋼護筒上，并確保水下焊接質量。3）牛腿水下焊接完成后，利用千斤頂同步分級下放鋼圍堰至牛腿上。鋼圍堰下放時安排專人對鋼圍堰四個角落高程進行監(jiān)測，避免鋼圍堰傾斜。4）封堵鋼護筒周邊與底板間空隙，澆筑水下砼封底。

利用粗麻繩、廢舊麻袋、棉絮等堵縫材料，由潛水工進行填堵樁基鋼護筒與底板之間的空隙，然后澆筑1 m厚水下砼封底。

（4）抽水、拆除承重吊桿系統(tǒng)。灌注封底砼完成后，待混凝土強度達75%以上，可在吊箱內抽水、清除封底混凝土浮漿和雜物、拆除圍堰吊桿承重系統(tǒng)。抽水過程中及時檢查鋼箱（模板）變化情況，變形過大應加強內支撐。

（5）承臺施工與拆除鋼圍堰。鋼圍堰形成后破除樁頭，按照常規(guī)施工方法完成承臺砼施工[4]，人工配合機械拆除鋼圍堰。

4結語

懸掛鋼圍堰施工技術，主要特點有：（1）采用承臺側模板與鋼圍堰合二為一設計，節(jié)約了鋼材用量;（2）利用樁基鋼護筒及上承重結構的支撐條件，懸掛完成鋼圍堰的拼裝、下放施工，易于工人操作;（3）水下封底混凝土施工結束后可拆除吊桿及上承重系統(tǒng)，及時投入循環(huán)使用，同時為承臺鋼筋綁扎、混凝土澆筑等后續(xù)施工創(chuàng)造了寬敞、安全的干施工環(huán)境;（4）鋼圍堰下放到位后其受力主要依靠牛腿支撐，采用水下焊接工藝，需要專業(yè)技能工人完成。

參考文獻

[1] JTG/T 3650-2020.公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[2] GB 50017-2017.鋼結構設計標準[S].

[3] JGJ 120-2012.建筑基坑支護技術規(guī)程[S].

[4] JTG F80/1-201.公路工程質量檢驗評定標準[S].

收稿日期：2021-03-05

作者簡介：田貴洪（1974—），男，重慶人，本科，高級工程師，從事公路橋梁、港口碼頭施工技術管理工作。

Construction Technology of Suspension Steel Cofferdam

TIAN Guihong

（Sichuan Luhang Construction Engineering Co.， Ltd.， Chengdu? Sichuan? 610045）

Abstract： Hanging steel cofferdam is a kind of steel cofferdam suspended in water， which is constructed with pile foundation steel retaining tube as force support， and is a kind of measure structure of pile cap in construction water. Taking the construction process of suspension steel cofferdam of Xiaohexi Bridge as an example， this paper introduces the structure and construction process of suspension steel cofferdam in detail， which provides a reference for similar construction in the future.

Keywords： suspension; steel cofferdam; construction; technology