某橋梁工程承臺鋼圍堰施工技術探討

梁恩穎

（貴州省交通建設咨詢監(jiān)理有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

雙壁鋼圍堰施工具備工藝簡單、質量易控制的特點，可應用于深水坑施工中，其適用性、安全性較高，在橋梁主墩承臺施工中應用廣泛。雙壁鋼圍堰施工要點及核心工藝的相關研究，為復雜環(huán)境下橋梁施工提供了新的技術方案。

1 雙壁鋼圍堰施工技術簡介

研究發(fā)現(xiàn)，雙壁鋼圍堰施工技術類型豐富，已有多位學者進行了研究。覃早等在對后拉纜氣囊法水下施工方案的可行性進行了研究，發(fā)現(xiàn)在充氣密實狀態(tài)下通過氣囊入水操控，能夠降低操作成本。但是，該工藝采取單向后拉纜的方式操控，在水流湍急的施工條件下難以進行，與此同時，氣囊充氣后入水速度緩慢導致施工速度難以控制。梁新禮等在研究中對鋼圍堰現(xiàn)場拼接后整體下放工藝要點進行了分析，指出雙壁鋼圍堰施工可縮短施工時間，但水流阻力會影響施工進度，且增加施工不安全性。黃鳳莉等在相關學者的研究基礎上，提出借助起重機械設備進行分段懸吊拼接的方式，將鋼圍堰轉移至施工平臺，隨后精準定位以實現(xiàn)對施工的精準控制，該措施能有效提高項目對水流沖擊能力的抵抗性。但是單獨應用該方案，缺乏近端控制技術，過分依賴操作人員技術水平，且操作時間過長，很難實現(xiàn)施工效率、施工精度同步控制的目的。由此可見，探索一種應用范圍廣且兼顧施工效率、精度的雙壁鋼圍堰施工技術，有重要應用價值。

該文對某橋梁工程雙壁鋼圍堰施工案例進行了分析。該項目選用懸吊拼接和導向滑輪結合的方案施工，并重點分析導向裝置控制、圍堰懸吊分節(jié)拼裝、分階段拼裝、內(nèi)支撐設置、首節(jié)下沉著床、封底混凝土等核心工藝及其技術要點。

2 工程概況

某大橋為連續(xù)剛構箱梁結構，公路等級為二級，通航等級為Ⅳ級，總長370 m，上部結構采用（90+160+90）m剛構箱梁+（1×30 ）mT梁，兩側為重力式橋臺，防洪標準為100年一遇，1#、2#的主墩承臺采用整體式結構。

該項目結合工程主橋承臺特點，充分考慮現(xiàn)場施工條件、水文特征、地質狀況，擬定非洪水期施工，選用雙壁鋼圍堰工藝進行1#、2#主墩承臺施工。主墩圍堰厚度為1.3 m，1#墩和2#墩最大圍堰水深分別為11 m和20 m，封底混凝土厚度分別為2 m和4 m，倉內(nèi)混凝土灌注誤差±5 m。1#墩圍堰和2#墩圍堰長度分別為（6+6+3）m=15 m和（6+6+6+6）m=24 m。橋墩圍堰的整體布置狀況如圖1所示。

圖1 橋墩圍堰總體布置圖（mm）

3 雙壁鋼圍堰關鍵技術方案及施工步驟

圖2為雙壁鋼圍堰技術的具體施工流程。

圖2 雙壁鋼圍堰的具體施工流程

3.1 圍堰工作平臺拼接及材料要求

工作平臺包括分配梁、連接桿、鋼管樁等，現(xiàn)場拼接。鋼管樁直徑12 mm，長12 m，分配梁尺寸型號2HM 588 mm×300 mm。項目施工嚴格執(zhí)行圖紙要求，將樁基作業(yè)平臺拆除，在中線位置借助鋼護筒設置拼裝平臺，借助工字鋼和鋼護筒完成圍堰拼裝平臺的基礎連接和支撐[1]。

3.2 圍堰懸吊下沉裝置及導向系統(tǒng)設置

3.2.1 懸吊下沉裝置技術要點

下沉裝置由千斤頂、扁擔梁、鋼絞絲等構成，分配梁鋼板型號為800 mm×25 mm，千斤頂為穿心式液壓千斤頂。吊裝需由經(jīng)驗豐富的技術人員操作，嚴格遵循施工參數(shù)要求，以千斤頂將圍堰轉移至指定位置[2]。

3.2.2 圍堰下沉拼接技術要點

分段加工后驗收，并將鋼圍堰轉移至施工現(xiàn)場進行現(xiàn)場拼裝。

在鋼圍堰現(xiàn)場拼裝的過程中如發(fā)現(xiàn)水平方向或垂直方向誤差，采用切割方式確保誤差段符合設計要求，焊接時，需采用滿焊工藝進行施工，并間隔1 m加焊加勁板[3]。

3.2.3 導向裝置技術要點

以I22b工字鋼和16#槽鋼進行圍堰導向裝置的組裝，并于圍堰上游設置4個限位器，下游設置3個限位器，上游護筒方向利用滑輪設備與水流的共同作用將其下沉至固定位置。對應的限位器上設置滑動軌道并預留3 cm孔隙，確保導向施工順利完成[4]。

3.3 圍堰下沉與著床的施工關鍵技術步驟

鋼圍堰施工中下沉和著床是關鍵工序，合理控制工藝參數(shù)，準確調(diào)節(jié)下放指標和內(nèi)支撐參數(shù)，提高工程安全性。

3.3.1 首節(jié)圍堰的下沉施工

完成首節(jié)圍堰安裝，驗收懸吊系統(tǒng)。借助千斤頂將首節(jié)圍堰吊裝轉移到拼裝平臺5 cm區(qū)域，并觀察螺紋鋼的受力狀況。首節(jié)鋼圍堰與水面齊平后，檢查圍堰滲漏性情況，并復核首節(jié)鋼圍堰尺寸是否達標，確定其定位是否準確，以為后續(xù)施工奠定基礎。為便于后續(xù)施工安裝，需保持鋼圍堰高出水面5 m，并在首節(jié)鋼圍堰灌注混凝土后，使其高出水面2 m。

下沉過程中，鋼圍堰達到設計標高后，停止下沉，詳細檢查刃腳并做好記錄，留檔備案。下沉鋼圍堰至指定位置完成封底。該項目標高226.1 m處設置連接孔。水位超出圍堰位置后停止施工。施工中核查有無變形，確保各項指標合規(guī)[5]。

3.3.2 其余節(jié)段接高施工

安裝首節(jié)圍堰后，標記后續(xù)節(jié)段，第二節(jié)圍堰轉移到拼接平臺進行安裝，采用掛籃內(nèi)外壁工作平臺完成相關操作，搭建施工垂直梯。焊接需保障密實度，避免滲漏，圍堰安裝時需交錯進行，以保持整體結構穩(wěn)定性。施工過程中需將底節(jié)艙水抽出，并嚴格控制艙內(nèi)水位，對圍堰水位做好標注和記錄。

施工完畢后，繼續(xù)進行圍堰下沉和著床，標記好具體位置并精準測繪。施工中需確保持平衡，嚴密監(jiān)測下沉作業(yè)指標，確保作業(yè)質量，防止出現(xiàn)偏沉。利用定位平臺卷揚機將不同節(jié)段圍堰連接，確保施工過程中兩個節(jié)段同時收緊，以維持整體結構穩(wěn)定性，并保障兩個節(jié)段同步下沉、著床[6]。

3.3.3 內(nèi)支撐設置施工

接高工序完工后需在圍堰上部1 m處進行內(nèi)支撐的安裝。內(nèi)支撐鋼管底部位置設置30 cm工字鋼組成的牛腿，并將其與圍堰牢固焊接在一起。施工中需確保內(nèi)支撐與圍堰軸線水平相一致，避免出現(xiàn)偏壓影響整體結構，確保施工順利進行。

3.4 封底混凝土施工

3.4.1 材料要求

封底混凝土是雙壁鋼圍堰施工技術中的重要工藝環(huán)節(jié)。水下封底具備良好的流動性，施工中需保持坍落度小于20 cm，并將砂率控制在45%?；炷练忾]前，需認真核對沖刷狀況，并確保刃腳縫隙無滲漏。

3.4.2 封底前的基礎處理

該項目施工中，1#墩下沉至標高前，須由專業(yè)潛水員下沉，進行水下情況的詳細核查，并完成混凝土縫隙的封堵，確保施工工藝指標合規(guī)。封堵完成之后，需清理淤泥。采用拋石法對2#墩施工并進行底層封閉，確保其達到預計高度值，并在觀測中確保河床與圍堰底部之間密切結合無縫隙，避免影響后續(xù)混凝土澆筑環(huán)節(jié)的施工質量[7]。

3.4.3 封底混凝土的澆筑

成功搭建施工平臺后，布設水下混凝土導管。該項目共計混凝土導管22個，每組導管有5根?；静荚O原則如下：

（1）布設半徑約5 m，水下混凝土澆筑中需確保導管全部覆蓋。

（2）為提高防滲效果，需于鋼圍堰內(nèi)外壁均勻布設導管，并以混凝土嚴密澆筑。

（3）合理控制布設導管與鋼圍堰外壁間距，以混凝土可自由流動為宜，確保其可充分固結。

封底混凝土澆筑采取四周向中間澆筑的方式進行，詳情如下：

（1）完成下游導管的布設施工，下游導管共5個。

（2）連續(xù)完成混凝土封底，如在封閉施工環(huán)節(jié)存在未顧及導管的現(xiàn)象，可采取連續(xù)澆筑的方案進行補充，需于施工中核對工程詳情，確保每根導管施工時間的間距小于半小時[8]。

3.5 雙壁鋼圍堰拆除

3.5.1 雙壁鋼圍堰水上切割

結合工程實踐，該項目未拆除承臺頂面標高下雙壁鋼圍堰結構，待枯水期完成剩余部分的拆除工作。按照拼裝結構將每層圍堰分為16個單元箱并逐個分解，每部分單元箱體重約10 t，采用逐層拆除的方案。為消除安全隱患，施工中使用氧氣乙炔切割，摒棄傳統(tǒng)吊裝方案減少施工風險[9]。

3.5.2 圍堰起吊

起吊工程中需重點控制參數(shù)，吊裝環(huán)節(jié)尤其注重鋼圍堰平衡，防止出現(xiàn)結構性傾覆。吊裝需保持吊點位置對稱，最后單元吊裝后，潛水員及時查看水下情況并將固定螺栓取出。吊裝作業(yè)中，現(xiàn)場需由專業(yè)人員進行觀察，確保施工順利并保障周圍人員安全。施工過程中需嚴密觀測受力點狀況，如果發(fā)現(xiàn)突發(fā)狀況，及時停止施工并妥善處置，調(diào)整完畢后方可繼續(xù)。起吊后，需將圍堰平緩置于平臺上并轉運到岸邊[10]。

4 結論

綜上所述，該文以某連續(xù)鋼構箱梁、T梁組合整體式主墩臺鋼圍堰項目施工為例，對導向裝置控制、圍堰懸吊分節(jié)拼裝、分階段拼裝、內(nèi)支撐設置、首節(jié)下沉著床、封底混凝土等核心工藝及其技術要點進行了分析，并提出了基于優(yōu)化雙壁鋼圍堰施工的設計方案、施工要點。實踐結果證實：

（1）導向滑輪與懸吊拼接技術，相較現(xiàn)有方案，能有效減少拼接時間，提高了施工過程抵抗水流沖擊的能力，降低了對工人的依賴度，實現(xiàn)了施工精度、施工效率的雙重提升，工程穩(wěn)定性明顯改善。

（2）按照先樁后堰的順序進行施工，鉆孔施工環(huán)節(jié)，需在施工平臺上安裝雙壁鋼圍堰，通過對施工工藝參數(shù)及核心指標的精準控制，以提高結構整體安全性。

（3）智能化監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對圍堰水下作業(yè)的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，實時掌握水下混凝土封底、圍堰分節(jié)拼裝工序詳情，及時發(fā)現(xiàn)水文環(huán)境、土質風險因素并發(fā)出預警，針對不穩(wěn)定性因素加強處置，項目施工效果好，橋梁主墩承臺施工質量突出。