襄樊漢江五橋雙壁鋼圍堰分層分塊施工技術

趙興寨，張斌斌，劉 蓓

(1.西安鐵路職業技術學院 土木工程系，陜西 西安 710600;2.中交二公司 襄樊漢江五橋項目部，湖北 襄樊 441000)

1 工程概況

襄樊市內環線漢江五橋全長2 969．4 m，主橋為(77+138+77)m連續梁。主橋主墩(左航道橋11#～13#墩，右航道橋43#～45#墩)承臺，均處于漢江左、右航道深水區，且埋設于河床以下，墩位處平均水深7～10 m。為了實現“干作業”，各主墩承臺均采用雙壁鋼圍堰作為圍水結構(圍堰內壁板兼作為承臺模板)，進行承臺及部分墩身施工(其中12#承臺高程最低)。鋼圍堰采用豎向分層、平面分塊，加工場分塊制作，現場分層拼裝，加水下沉的施工工藝。主墩各墩位河床實測高程及承臺高程見表1。

表1 主墩各墩位河床實測高程及承臺高程 m

2 雙壁鋼圍堰施工

2.1 雙壁鋼圍堰構造

漢江五橋12#主墩圍堰采用矩形結構。圍堰頂設計高程+63.50 m，圍堰底設計高程+44.50 m，入土深度 9．17 m。圍堰長 26．0 m，寬 19．5 m(圍堰平面尺寸比承臺長10 cm)，壁厚1.2 m，圍堰總高19．0 m，下部設1.7 m高的刃角。面板采用10 mm鋼板，縱肋采用［10型鋼，間距35 cm。壁板桁架采用雙等邊角鋼∠100×8，桁架腹桿節點間距1.3 m。水平環板采用10 mm鋼板(頂層水平環板為單等邊角鋼∠100×8)，桁架焊接在水平環板上，桁架層距0.6～1.7 m。施工階段共布置三層內支撐，內支撐水平桿采用 φ630 mm×10 mm鋼管，直接焊接于圍堰壁板鋼箱內側，第一、二層內支撐之間設I25a立柱與斜撐形成空間桁架結構。以向圍堰壁板隔倉內加水或泥砂，作為圍堰下沉助沉的主要措施，采用空壓機配導管和抓斗吊進行除泥除土。封底混凝土厚2.5 m(計算時取有效厚度2.0 m)，采用C20水下混凝土。鋼圍堰總體布置見圖1。

圖1 鋼圍堰立面布置(單位:cm)

2.2 雙壁鋼圍堰施工

2.2.1 圍堰分層分塊

圍堰鋼結構在加工場分塊加工制造，平板車或駁船運至現場。圍堰各塊加工完成做好編號，并在加工場進行預拼，各項檢查合格后方可出場。根據圍堰的總體設計要求，為了加工、運輸方便，以最大起重量作為控制要素，對其豎向分層、水平分塊。將圍堰沿高度方向分為(5.9+4.8+8.3)m的3層，每層平面又分為14塊。其中，每層的14塊又分為塊A、塊B兩類。圍堰分塊情況見圖2。

圖2 鋼圍堰平面分塊

2.2.2 圍堰拼裝

根據圍堰總體施工工藝，圍堰拼裝分3層，按照由下到上的順序進行。第一層圍堰在拼裝平臺上拼裝;第二層圍堰待第一層圍堰入水自浮后，在第一層圍堰頂口上接高拼裝;第三層圍堰待第一、二層圍堰下沉穩定后，在第二層圍堰頂口上接高拼裝。每層鋼圍堰遵循先壁板后內支撐、斜撐的順序對稱拼裝。

2.2.3 圍堰下放、下沉

1)圍堰限位系統。為了控制鋼圍堰下沉過程中的偏位，在外圍鋼護筒上安裝限位導向裝置，整個圍堰共設14套。限位導向裝置采用長11 m的HW400X400型鋼制作，露出水面部分2.0 m，利用加勁板與外圍鋼護筒進行焊接。深入水中部分9．0 m左右，作為圍堰入水后的限位導向。

2)圍堰下放提吊系統。圍堰下放提吊系統依托樁基鋼護筒，在其頂設置分配梁、貝雷梁，布置吊點，安裝精軋螺紋鋼筋進行提吊。整個首層圍堰共設置吊點10個，其中每個長邊設4個，短邊設1個，每個吊點設置兩根φ32精軋螺紋鋼筋。上吊點采用千斤頂、反力梁下放的構造;下吊點設有錨固梁，墊片螺母錨固。每個吊點處設1臺液壓千斤頂，整個圍堰共設10臺。

3)首層圍堰下放。首層圍堰在拼裝平臺上拼裝、焊接完成后，利用φ32精軋螺紋鋼筋連接上、下吊點，千斤頂就位并稍微頂起，使圍堰提離平臺10 cm左右。拆除圍堰拼裝平臺，利用各吊點處千斤頂下放圍堰。當圍堰入水自浮后，拆除圍堰下放提吊系統。

4)刃腳混凝土澆筑，圍堰著床。在第一層圍堰的基礎上接高拼裝第二層圍堰，在第二層圍堰的基礎上接高拼裝第三層圍堰。圍堰拼裝完成之后，在圍堰刃角部分澆筑C20混凝土，使其緩慢下沉直至著床。

5)圍堰下沉。刃角混凝土澆筑之后，在其自重的作用下，圍堰已經初步入土。由于圍堰設計入土較深，依靠自重遠遠不能達到設計的入土深度，因此，圍堰在著床之后采用向圍堰壁板隔倉內加水或泥砂，增加圍堰自重助沉。或者結合后期承臺施工開挖需要，利用抓斗吊對圍堰范圍內進行除土，減小圍堰下沉過程中的阻力。在圍堰下沉過程中要重點注意加水加沙要均勻同步，除土吸泥要四周均勻進行，防止圍堰傾斜。

2.2.4 封底混凝土澆注

封底混凝土主要作用是為了保證圍堰抽水后的安全和不透水，設計封底厚度為2.5 m。根據總體施工工藝要求，采用先澆注底層2.2 m，預留30 cm找平層的施工方案。采用2臺臥泵配合2套直徑32 cm的導管澆注C20水下混凝土。

2.2.5 抽水

待混凝土強度達到設計強度的90% 以后即可抽水。在抽水過程中要隨時觀察圍堰的變形及漏水情況，防止水壓力過大造成圍堰變形。如果有漏水或者變形的地方，應及時暫停抽水，待處理完畢并觀察不再變形及漏水以后再繼續抽水。圍堰內的水抽干后，應觀察堰底封底混凝土的漏水情況。如果漏水不嚴重，可以用水泵抽水維持堰內的水位符合要求，如果漏水嚴重應采取封堵措施。

2.2.6 破除樁頭及承臺施工

封底第一次澆注之后，預留了30 cm找平層。待圍堰抽水后，對其頂面進行鑿毛、清理，補澆剩余部分直至設計高程。鑿毛完成后，按照設計高程割除鋼護筒，并清理混凝土碎渣。鑿除樁頭多余的混凝土至設計高程，并整理好樁頭處伸入承臺內的鋼筋。

承臺鋼筋綁扎完畢，檢查合格后，澆筑承臺混凝土。

2.3 圍堰拆除

圍堰總體以河床高程(或承臺頂面高程)為界可分為上下兩部分，其中分界線上面部分為可拆除部分，下面部分由于埋設于土層之中且已與承臺混凝土黏結作為不可拆除部分。待承臺施工完成，且墩身施工高出圍堰達到安全高度后(一般超1.5 m)，打開水下連通管，使得圍堰內外水頭相等，即可擇機拆除圍堰可拆除部分。拆除時結合圍堰設計時分塊，按照原分塊線豎向將圍堰進行切割。

3 結語

分層分塊式雙壁鋼圍堰具有加工、運輸方便，對起吊設備要求較低等優點，達到了節約施工成本和縮短工期的目的。但是，由于分塊較多，因此在圍堰加工和施工過程中，要嚴格執行施工工藝和精度要求，加強施工過程控制，保證圍堰質量滿足設計要求。

［1］王貴春．橋梁深水基礎雙壁鋼圍堰施工技術分析［J］．鐵道建筑，2007(8):22-24.

［2］鐘振云．深水基礎圍堰施工方案比選［J］．鐵道建筑，2009(2):6-8.

［3］鮮正洪，粟學平，馬亞飛，等．集美大橋鎖口式鋼套箱圍堰設計與施工［J］．鐵道建筑，2011(5):28-30.

［4］中交集團公司襄樊漢江五橋項目部．襄樊漢江五橋總體施工組織設計［R］．北京:中交集團公司，2010.

［5］中華人民共和國建設部．GB 50017—2003 鋼結構設計規范［S］．北京:中國計劃出版社，2003.

［6］中華人民共和國交通部．JTG D60—2004 公路橋涵施工技術規范［S］．北京:人民交通出版社，2004.