論大型鋼吊圍堰的浮運(yùn)與定位施工技術(shù)

周榮貴

摘要：在武漢二七長(zhǎng)江大橋基礎(chǔ)施工過(guò)程中，基礎(chǔ)采用雙壁鋼吊箱圍堰法施工，為保證圍堰施工質(zhì)量，鋼圍堰在江北的船廠整體制造，利用氣囊整體下河，下河后浮運(yùn)至墩位并定位，以滿足鉆孔樁施工及承臺(tái)施工的要求。通過(guò)對(duì)4#墩雙壁銅吊葙圍堰的浮運(yùn)及定位的闡述，較詳細(xì)地介紹大型鋼吊箱圍堰的浮運(yùn)與定住施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：雙壁鋼吊葙圍堰；浮運(yùn)；定位

中圖分類號(hào)：F287.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198(2009)09-0269-02

1主要施工流程

2機(jī)具材料準(zhǔn)備

圍堰浮運(yùn)臨時(shí)材料設(shè)備如下：主拖輪，6000馬力，1艘，圍堰浮運(yùn)時(shí)頂推；幫拖輪，2640馬力，2艘，圍堰浮運(yùn)時(shí)護(hù)航；卷?yè)P(yáng)機(jī)，15噸，3臺(tái)，拋錨船、拖拽船上使用。卷?yè)P(yáng)機(jī)，5噸，4臺(tái)，圍堰上過(guò)拉纜用；發(fā)電機(jī)，265kw，3臺(tái)，前后定位船及圍堰上提供動(dòng)力電源；920鋼絲繩，200m／根，2根過(guò)拉纜時(shí)作牽引索；φzO鋼絲繩，150m／根，4根。備用；交通船，100噸，1艘，吊船，35噸，1艘，掛索、過(guò)前拉纜；指揮艇，1艘；電焊機(jī)，4臺(tái)；氧氣割刀，4套；扳手、鐵錘、梢鏈、八掛頭千斤繩、白棕繩、2噸、5噸導(dǎo)鏈數(shù)臺(tái)。

3鋼圍堰浮運(yùn)、定位

3.1浮運(yùn)前準(zhǔn)備

(1)機(jī)具準(zhǔn)備。

圍堰頂上2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)各準(zhǔn)備一根長(zhǎng)200米，直徑為φ20毫米的鋼絲繩，在浮運(yùn)時(shí)過(guò)各拉纜和邊纜，作牽引索用。(因?yàn)槔|較粗、較重，當(dāng)后拉纜或邊纜過(guò)到圍堰處后，在吊機(jī)操作不便時(shí)，可以用此鋼絲繩牽引邊纜、拉纜到圍堰頂面上去連接固定，并可以利用此鋼絲繩對(duì)邊纜預(yù)收緊后再將邊纜與相應(yīng)的滑車組連接)。

(2)拉纜接頭制作準(zhǔn)備。

圍堰下水后，圍堰上的下層拉纜錨固裝置將被淹沒(méi)在水下，故在圍堰下水前，將圍堰的拉攬兩端制作成八卦頭，一端與圍堰的錨固裝置連接好，其余部分都盤碼在圍堰頂面放好。

(3)圍堰頂布置準(zhǔn)備。

鋼圍堰下水浮運(yùn)到墩位后，應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)將圍堰與定位船連接好，利用錨碇系統(tǒng)穩(wěn)定圍堰以保證圍堰的安全，因此，圍堰浮運(yùn)前應(yīng)將準(zhǔn)備工作盡可能做完善，給圍堰浮運(yùn)定位交接創(chuàng)造條件。

(4)浮運(yùn)前的檢查。

①按照錨碇系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖，對(duì)所有錨碇設(shè)備進(jìn)行全面檢查調(diào)整，所有拉纜均應(yīng)整理好盤放在規(guī)定的位置。

②圍堰上應(yīng)備足救生衣、救生圈等安全設(shè)備，置于顯眼位置，圍堰頂面清理干凈。

③掌握浮運(yùn)當(dāng)天及以后二天氣象資料，要求浮運(yùn)當(dāng)天江面能見度好，無(wú)三級(jí)以上大風(fēng)，無(wú)中雨，以后兩天無(wú)五級(jí)以上大風(fēng)天氣；測(cè)量主河道水流流速。

④浮運(yùn)作業(yè)的所有人員進(jìn)行明確分工，各船只按事先規(guī)定的信號(hào)統(tǒng)一指揮工作。

3.2圍堰下水后的狀況

由于長(zhǎng)江水位的不斷下降，圍堰下水后靠岸邊側(cè)擱淺；圍堰下水處位于天興洲大橋下游的北汊河道，此河道為非主航道，由于水位的快速下降，河床淤積嚴(yán)重，目前許多地方水深已不足3m，大馬力拖輪已無(wú)法進(jìn)入此水域進(jìn)行圍堰頂推浮運(yùn)作業(yè)。

3.3圍堰拖拽至深水區(qū)

圍堰拖拽步驟：(1)利用拋錨船在圍堰下水處南面400m處拋投2個(gè)6t鐵錨，并收緊錨繩；(2)由小拖輪(340匹，吃水1.5m，滿足吃水要求)帶拖拽船至圍堰處，使拖拽船尾部盡量與圍堰下兜攬裝置靠近，將拖拽船上的拉纜與下兜攬的備用柱連接；(3)拖輪帶著拖拽船向拋錨船靠攏，在靠攏的過(guò)程中不斷下放拉纜，最后將拖拽船與拋錨船采用鋼絲繩連接在一起；(4)通過(guò)拋錨船上的發(fā)電機(jī)開動(dòng)拖拽船上的卷?yè)P(yáng)機(jī)收緊拉纜，調(diào)整兩根拉纜對(duì)稱受力，緩慢地將圍堰拖拽至深水區(qū)內(nèi)；(5)收絞錨繩將兩艘船向江中移動(dòng)，為圍堰讓位；(6)待命的800匹拖輪和540匹拖輪組隊(duì)調(diào)整圍堰方向，并臨時(shí)穩(wěn)定圍堰；(7)起出拋錨船前2個(gè)鐵錨，掛設(shè)在拋錨船前頭。至此，圍堰拖拽至深水區(qū)的工作完成。

3.4浮運(yùn)航道布置

近期請(qǐng)武漢航道部門對(duì)天興洲北漢河床進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果表明天興洲洲尾處河床淤積嚴(yán)重，大部分水域水深已不足2m，已經(jīng)無(wú)法滿足圍堰浮運(yùn)的要求，通過(guò)天興洲北汊往上游還能布置出一條航道，因此圍堰浮運(yùn)路線定為由天興洲北汊往上游浮運(yùn)至墩位。

通過(guò)北漢向上游浮運(yùn)的航道情況：圍堰入水處上游1000m～1500m左右有一段水域水深情況比較復(fù)雜，水深由3m～6m不等，在此水域浮運(yùn)前需設(shè)置簡(jiǎn)易航標(biāo)，保證航道內(nèi)水深不小于3m，寬度不小于80m；再向天興洲橋過(guò)去，水深逐漸變大，天興洲橋位處水深為13m～14m；天興洲橋上游水域水深逐漸變小，朱家河至洲頭約1500m水域水深2.5m～4m不等，此水域在浮運(yùn)前需要進(jìn)行疏浚，疏浚完成后設(shè)置簡(jiǎn)易航標(biāo)；朱家河上游至油庫(kù)碼頭航道滿足浮運(yùn)要求，到油庫(kù)碼頭后圍堰從長(zhǎng)江北漢浮運(yùn)至南汊主航道，最后沿著南漢主航道浮運(yùn)至墩位。

為了讓浮運(yùn)船隊(duì)到達(dá)后能夠從下游沿直線經(jīng)由后定位船位置通過(guò)，在定位船拋錨和預(yù)絞后，將前、后定位船之間的對(duì)拉連接繩解除，通過(guò)收絞后定位船北側(cè)邊錨錨繩，將后定位船向北側(cè)移動(dòng)60米左右。

3.5浮運(yùn)動(dòng)辦

鋼圍堰浮運(yùn)動(dòng)力共計(jì)三組，分別如下：

(1)小馬力拖輪組。

小馬力拖輪組由1艘800匹拖輪和1艘540匹拖輪組成，采用頂推為主，幫拖輔助的方式進(jìn)行，負(fù)責(zé)圍堰在天興洲北漢航道的浮運(yùn)，直至圍堰浮運(yùn)到油庫(kù)碼頭。小馬力拖輪組布置見下圖：

(2)拖拽裝置。

圍堰拖拽裝置在上面已經(jīng)提及，其主要作用如下：

①圍堰下水后，將圍堰拖拽至深水區(qū)自浮。②在圍堰通過(guò)天興洲大橋時(shí)，作為圍堰的浮運(yùn)動(dòng)力。天興洲大橋北漢主橋通航孔主跨80m，實(shí)際通航寬度60m左右，圍堰寬度為35m，為了確保在過(guò)天興洲橋時(shí)的浮運(yùn)安全，采取前端拖拽，拖輪控制圍堰擺動(dòng)的方法通過(guò)大橋。具體操作如下：圍堰浮運(yùn)至天興洲橋下游深水區(qū)后，340匹拖輪帶著拋錨船在天興洲橋上游側(cè)350m左右拋投2個(gè)6t鐵錨。并收緊錨繩；圍堰浮運(yùn)至天興洲橋下游側(cè)與橋墩10m左右時(shí)穩(wěn)住，340匹拖輪帶著拖拽船與圍堰連接拉纜；收緊拉纜、解除圍堰幫拖的540匹拖輪，至橋上游側(cè)待命；通過(guò)拖拽船上的卷?yè)P(yáng)機(jī)將圍堰向上游拖拽150m左右，直至圍堰完全通過(guò)橋孔，在拖拽的過(guò)程中，主頂推的800匹拖輪負(fù)責(zé)控制圍堰的擺動(dòng)，確保圍堰沿直線拖拽；540匹拖輪與圍堰靠幫，解除拖拽系統(tǒng)，繼續(xù)頂推浮運(yùn)至油庫(kù)碼頭。③圍堰拖拽裝置也是一個(gè)應(yīng)急裝置。當(dāng)圍堰在北漢浮運(yùn)時(shí)，萬(wàn)一出現(xiàn)圍堰局部擱淺等意外情況時(shí)，立即利用拖拽裝置將圍堰拖拽至深水區(qū)自浮。

(3)大馬力拖輪組。

大馬力拖輪組由1艘6000匹拖輪和2艘2640匹拖輪組成，采用頂推為主，幫拖輔助的方式進(jìn)行，負(fù)責(zé)圍堰在南漢主航道的浮運(yùn)；圍堰浮運(yùn)時(shí)大拖輪組在油庫(kù)碼頭待命，小

拖輪組將圍堰浮運(yùn)至此后，利用大拖輪組替換小拖輪組，將圍堰浮運(yùn)至墩位。大馬力拖輪組布置見下圖：

3.6浮運(yùn)至墩位處的交接

(1)圍堰在拖輪組的牽引下，從船廠下水處出發(fā)，沿著制定的航行路線到達(dá)橋位處。

(2)拖輪船隊(duì)拖帶圍堰前行，當(dāng)圍堰行至離前定位船下游約100米處，拖輪組減速慢慢將圍堰向前定位船盡量尾部靠攏(保持3米左右距離)，但不能撞擊前定位船，并將圍堰穩(wěn)住，此時(shí)將事先準(zhǔn)備在圍堰上的連接臨時(shí)拉纜的白綜繩從圍堰上甩到前定位船上，操作人員通過(guò)白棕繩將臨時(shí)拉纜與前定位船山將軍柱連接(注意，鋼絲繩應(yīng)系成交叉纜)；之后，拖輪拖帶圍堰向后溜放3m左右穩(wěn)住，與前定位船之間保持3m～5m的距離。

(3)圍堰停穩(wěn)以后，利用停靠在前定位船邊的35T浮吊依次將掛在圍堰頂面上的拉攬的引出接頭過(guò)到前定位船上，與前定位船上相應(yīng)的滑車組‘連接。連接操作要依次一根一根的進(jìn)行，先連接下層的拉攬，連接好后利用圍堰頂面布置的卷?yè)P(yáng)機(jī)打梢將拉纜的中間部分慢慢放入水中，再連接上層的拉纜，同樣用卷?yè)P(yáng)機(jī)打稍將拉纜的中間部分放入水中，絕不可使各拉纜之問(wèn)相互交叉纏繞。

(4)8根前拉纜下放完畢后，主頂推拖輪微向前頂，解除系在圍堰前端的φ28mm臨時(shí)拉纜；圍堰在拖輪組的控制下緩慢的向下游溜放滑行，當(dāng)圍堰滑行到4#墩位處時(shí)，上游側(cè)的主拉纜相應(yīng)被繃直受力，調(diào)整前定位船上的滑車組使各拉纜受力均勻；解除北幫拖航拖輪和主頂推拖輪，留下南側(cè)幫拖繼續(xù)控制圍堰的橫向穩(wěn)定。

(5)在鋼圍堰過(guò)前拉纜的同時(shí)，另外一組事先安排好的人員通過(guò)收絞后定位船南側(cè)，邊錨和臨時(shí)頓水錨等方法(必要時(shí)用540P拖輪幫忙)將后定位船從臨時(shí)停靠點(diǎn)向圍堰靠攏；為使后拉纜連接方便，在尾錨繩長(zhǎng)度允許的情況下，盡量使后定位船向圍堰尾部靠近。

(6)利用一艘機(jī)駁從后定位船上過(guò)一根直徑φ20mm的牽引鋼絲繩到圍堰上將后拉纜從圍堰上牽引到后定位船上。方法如下；

①將機(jī)駁與后定位船臨時(shí)靠幫，從后定位船上將牽引繩過(guò)到機(jī)駁上盤好并打梢固定；②用機(jī)駁帶著牽引繩至圍堰處(機(jī)駁前進(jìn)的同時(shí)，注意控制拋放牽引繩)；從圍堰上放下盤放在上面的后拉纜活頭到機(jī)駁上。下放拉纜采用人工下放，利用圍堰尾部的卷?yè)P(yáng)機(jī)打梢(通過(guò)圍堰前后的將軍柱轉(zhuǎn)向)，控制拉纜下放速度并確保下放過(guò)程安全；③用卡環(huán)將后拉纜活頭與牽引繩連接，解除牽引繩與機(jī)駁的打梢(解梢時(shí)要注意安全)；④后定位船上的卷?yè)P(yáng)機(jī)收繩，圍堰上的卷?yè)P(yáng)機(jī)放繩，圍堰上的打梢點(diǎn)到達(dá)圍堰尾部時(shí)，利用圍堰尾部的將軍柱打梢移動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)打梢點(diǎn)并繼續(xù)放拉纜，最后，利用將軍柱打梢拆除卷?yè)P(yáng)機(jī)打梢點(diǎn)并甩梢將拉纜完全放入水中，后定位船上的卷?yè)P(yáng)機(jī)繼續(xù)收繩將后拉纜過(guò)到后定位船上，與滑輪組連接；⑤各拉纜分別與滑車組連接好以后，放松臨時(shí)領(lǐng)水錨繩，將后定位船向下游其設(shè)計(jì)位置溜放，利用后定位船上的滑車組預(yù)收緊尾錨繩，同時(shí)也要注意調(diào)整后拉纜受力一致；⑥圍堰前后拉纜全部安裝完畢，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)調(diào)整拉纜，使其全部拉直受力之后，即可解除最后一艘?guī)屯贤陷啠链耍瑖吒∵\(yùn)、交接完成。

3.7圍堰初定位

用拋錨船拋設(shè)圍堰邊錨，過(guò)錨錨繩到圍堰上與相應(yīng)的滑車組連接，再同時(shí)預(yù)收緊圍堰邊錨，進(jìn)行圍堰初定位。

拋錨時(shí)拖輪帶著拋錨船和邊錨到圍堰處，將錨繩與錨鏈相連后，在設(shè)計(jì)位置先拋設(shè)圍堰的4個(gè)下層邊錨，過(guò)錨纜到圍堰上與滑車組連接，對(duì)稱收緊圍堰下層邊錨，然后再拋設(shè)圍堰的4個(gè)上層邊錨，過(guò)錨纜到圍堰上與滑車組連接，對(duì)稱收緊圍堰上層邊錨，這樣圍堰初定位完成。