雙壁鋼圍堰水上浮運施工

舒虎

摘要：采用鋼圍堰整體拼裝后浮運下沉，靈活運用施工場地，合理選擇布局，避免了深水處拼裝給施工帶來的難度，減少了施工成本，縮短了工期；同時鋼圍堰自身的整體性及剛度特點，也滿足橋梁深水樁基礎施工各種要求。

永州湘江1#特大橋為湘桂鐵路擴能改造在永州地區跨湘江而建的一座鐵路橋.全橋孔跨布置為：1-31.5m簡支梁（組合梁）＋（48+4x80+48）m預應力混凝土連續梁＋4-31.5m簡支梁組合梁，全橋長593.40m。其中水上墩為2#-5#墩，考慮3#-4#墩之間設通航孔，由于通航影響，墩址處不利于長期鋪展大型施工平臺，拼裝鋼圍堰不便，故采用在6#墩作業施工區整體拼裝3#墩鋼圍堰，整體浮運及下沉。

1.圍堰設計：雙壁鋼圍堰按圓形設計，鋼圍堰外徑為22.8m，壁厚為1.0m，高度為17.0m。內圍壁面板為直徑20.8米5mmＱ235的鋼板，外圍壁面板為直徑22.8米。5mmＱ235的鋼板。中間通過環向縱向骨肋及角鋼連接支撐，分二節：每節之間焊接。每節沿圓周方向又分為8塊，各塊大拼時焊聯。豎向骨為75×50×6的角鋼。內外護筒用50×50×5角鋼連接，主體總重約212噸。

2.圍堰加工及組拼： 雙壁鋼圍堰各節塊，在專業鋼結構工廠加工制造。用汽車運至現場，在4#～5#墩上游設置拼裝平臺，在拼裝平臺上拼裝。拼裝完成后，用拖輪及交通船配合浮運運至墩位處，下沉前用水中錨碇固定并調整位置，圍堰壁內灌水下沉到位。清基完成后安裝鋼護筒進行封底。根據鋼圍堰的結構特點，工期要求、現場制造場地特點及現場吊裝的條件。圍堰分8節段，每段內圍壁展開長8089.6毫米，外圍壁展開長8875毫米。內和外圍壁分別用8090×1500×5、8900×1500×5的鋼板沿高度方向對接，因此在購料時定長定寬（雙定尺）。對接前應檢查鋼料牌號、規格、質量，確認無誤方可對接。對接采用手工電弧焊，不需開坡口。焊接方法嚴格按焊接工藝要求執行，焊接后產生的角變形可用火焰調平。接好的鋼板用煤油滲透進行滲透試驗，合格后方可進行下料。

3、混凝土錨定位：在3#墩上游正方200m拋錨，下游正方向100m拋錨，上游拋20T錨，下游拋10T錨，錨用30mφ32鋼絲繩吊索，20mφ16鋼絲繩拴住油桶作浮標。

4、清理河床：在3#墩上下游正前方20m作浮標，抓泥船或砂船清理墩位周圍的河床。在下圍堰前，由潛水員檢查基坑的平整度，如不平整的地方適當的爆破處理后再清理，直至平整。如清不到位的，在雙壁鋼圍堰落到位后，再用吸泥機，清基到位。

5、圍堰整體浮運：浮運前掌握好天氣預報，以確定具體浮運日期。由于鋼圍堰為5節一起拼裝完成后，總重約212噸，高17米，給浮運工作帶來很大難度。由于圍堰整體高度高，浮運過程中，若圍堰吃水深度不夠，則圍堰在浮運過程中會出現傾覆。通過計算確定浮運時鋼圍堰吃水深度為5米，浮運前一天，圍堰內部灌水至設計位置。考慮水流阻力，牽引船尾用兩艘2640匹馬力匹馬力的拖船前后在一條直線上牽引，鋼圍堰兩側系兩艘530匹馬力的船并向前進，在拖運過程中起及時調整方向及定位時調整鋼圍堰位置作用。在航行中的指揮工作由主拖輪上指定的指揮人員負責，并根據規定的信號及指揮方法，向所有拖輪長及水手詳細交待，并派專人查看拖船與鋼圍堰的鋼絲繩連接情況。當浮運船組逐漸接近上定位船時。應按下列順序迅速過好拉纜；先將兩根φ25mm溜纜過渡到上定位船上，再將上定位船上拉導向船的拉纜拉3、拉4、拉5、拉6（包括通訊電纜鋼絲繩）的拉頭，引渡到導向船上，并按照“N9墩導向船錨錠設備布置圖”通過規定的馬頭拴在指定的將軍柱上。上述拉纜過好后，浮運船組即可向下溜放。溜放時導向船上游拉纜在上定位船上放松。φ25mm溜纜繩在導向船上放松，放拉纜和溜繩時應聽從指揮臺的指揮，不得任意多松或少松。值班技術人員應嚴格掌握，當浮運船組中心距離墩位30m時，應放慢溜放速度，并派專人觀察浮運船組與臨時鐵駁間的距離。避免船舶相撞。鋼圍堰浮運前，測量組應先復測上定位船位置，當浮運船組掛在上定位船上以后，再測量一次，在浮運船組向下游溜放時，要隨時測量船組位置，并隨時將情況通知指揮臺。待浮運船組距墩位偏上游15m時，迅速通知指揮臺，停止溜放（先到臨時鐵駁位置時停止）在溜放時由兩根溜繩受力（在導向船上松）其他纜繩（導向船拉纜等）可多放5~10m，以保持不受力為宜。

6、圍堰下沉：經測量準確定位，錨繩拉好，往鋼圍堰壁內對稱灌水加重下沉，使刃腳進入河床覆蓋層內。繼續向圍堰隔艙內加水加重，用吸泥機吸泥配合圍堰下沉，使圍堰繼續下沉直至刃腳整個支承在河床設計標高處。徐徐落下雙壁鋼圍堰，鋼圍堰下沉過程中要平衡灌水，直至雙壁鋼圍堰落穩在河床底，然后把雙壁鋼圍堰內蓄滿水，錨繩拴在該墩位的正前方混凝土錨上。吸泥清基，檢查刃腳處情況；插打鋼護筒，在鋼護筒投進2-3m高的粘土，以防止封底砼時護筒移位。圍堰落河床后，應繼續接高并在圍堰內灌水或在圍堰內填充混凝土，增加圍堰重量，輔以在圍堰內吸泥，使圍堰迅速下沉。如此接高、灌水（填充混凝土）、吸泥作業交替進行，直至圍堰刃腳到達設計高程。在覆蓋層中圍堰下沉的主要手段是用空氣吸泥機吸泥，如遇有粘上層時還應配合高壓射水。圍堰吸泥下沉時應根據圍堰位移和傾斜情況調整吸泥位置，以保證圍堰在允許范圍內下沉。吸泥時還要經常觀察圍堰內、外水頭差、注意隨時補水，避免大的翻砂。為便于圍堰接高工作，每次接高前圍堰頂面高出導向船頂面不宜少于1.5ｍ。為加強圍堰鋼殼強度、增加圍堰自重，圍堰內按設計要求填充一定數量的混凝土，混凝土灌注應按預先編制的程序和時間進行。

７、圍堰封底：圍堰達到設計標高后，圍堰基底找平，拋填30cm左右碎石墊層，潛水員下水整平。用高壓水槍對圍堰刃腳內側、樁身周邊淤泥殘留物清洗。 搭設封底平臺 時，封底平臺由四道內支撐和安裝在鋼圍堰頂口的貝雷梁組成。兩組貝雷梁分別布置在橋軸線兩邊各4.0m位置，在貝雷梁和內支撐頂鋪設型鋼和模板，作為溜槽布設和人員行走平臺。封底前需布置好下料區，在墩位中間鋼護筒上安裝一個20m3的中心儲料盆，中心儲料盆設8個放料口。中心儲料盆與10個小料斗間以溜槽連接，中心儲料盆出料口搭設高度根據小料斗頂口高度，混凝土溜送距離及溜槽坡度確定，溜槽坡度按不陡于1：3搭設。 按水下封底砼5m擴散半徑布置封底導管，共布置10根導管，導管直徑φ300mm，導管使用前作水壓、水密性實驗，合格后使用，試驗的水壓按水深的1.5倍取值。導管用手拉葫蘆吊掛于平臺梁上。在圍堰內各導管位置和砼流動困難的區域布置測深點，共布置26個測點。準備測量錘26個，每個重量3kg，測繩25mx30根，并校核其長度， 每個澆筑點及測點處平臺標高提前測出，作為測量混凝土面的依據，并用油漆標示在該處。 主墩封底砼由3號拌合站生產，拌合站兩臺1200型主機，實際拌合能力按100m／h考慮，能滿足封底砼連續澆注的要求。

采用鋼圍堰整體拼裝后浮運下沉，靈活運用施工場地，合理選擇布局，避免了深水處拼裝給施工帶來的難度，減少了施工成本，縮短了工期；同時鋼圍堰自身的整體性及剛度特點，也滿足橋梁深水樁基礎施工各種要求。同時也解決了橋梁深水樁基礎施工難題。■

參考文獻

[1]郭立君.淮河鐵路特大橋深水基礎雙壁鋼圍堰施工技術.鐵道建設.200902

[2]馬學峰.錢江四橋主墩雙壁鋼圍堰設計與施工.橋梁建設.200401