深水橋梁下部結構施工技術

顧世忠

(中鐵十四局集團青島工程指揮部)

1 工程概況

永修至武寧(廬山西海)旅游高速公路是江西省境內溝通福銀高速、廬山西海景區和大廣高速公路的一條橫向聯絡高速公路，是江西省開發廬山西海旅游資源的重點項目。

巾口大橋跨越柘林湖湖汊，水面寬度700 m 左右，下部結構為單排雙柱式墩(柱徑Φ200 cm)配鉆孔灌注樁基礎(樁徑220 cm)。豐水期最大水深可達30 m。上部構造采用40 m 跨徑先簡支后連續預應力混凝土T 梁，共計四聯，橋梁全長769 m。

2 水下系梁施工技術

豐水期柘林湖水位上漲至62.8 m 左右，設計系梁頂標高63.0 m，由于下游防洪及柘林湖蓄水發電的要求，高水位會維持幾個月時間，由于工期要求緊，因此，大部分樁位接樁及系梁施工必須在高水位時施工，具體施工步驟如下。

2.1 樁頭處理

將護筒內水抽干，清除樁頂浮漿，采用風鎬鑿除超高的樁身混凝土，并清理干凈?？紤]到水下切割鋼護筒精度差，為保證系梁標高位置準確，鑿除樁頭混凝土時略向下超鑿5 cm。

由潛水員水下切割鋼護筒超高部分，要求護筒切口盡量水平平齊，以利于系梁套箱快速就位。

特別地，對于漲水前已割除鋼護筒但未處理樁頭的，需設法制作套筒圍護以滿足樁頭處理的干施工環境，此時，需要潛水員水下堵漏，如13#墩右幅系梁等。

2.2 測量放樣

常規方法施工系梁時，直接在樁頭處理并清理干凈后的樁頂中心放樣定位。水中系梁無法按此法放樣，只能在系梁上方的鉆孔平臺面上測放控制點、線，作為安裝套箱過程控制用，用紅油漆或白色涂改液作記號。

套箱安裝時，通過吊放錘球進行定位，落定套箱，再在相鄰墩頂蓋梁上用全站儀實測校核套箱位置。如果校核套箱平面位置時超出偏位允許誤差范圍，需重新吊起套箱進行微調，重復上述步驟，直至滿足要求。

2.3 鋼筋工程

(1)鋼筋骨架加工。

根據設計圖紙，在鋼筋加工場下料加工，用平板車運輸到鉆孔平臺綁扎系梁骨架。

(2)鋼筋安裝。

鋼筋安裝在系梁套箱就位后進行。用吊車將骨架整體一次吊裝，預墊并固定好鋼筋保護層墊塊，再水下安裝樁柱結合部螺旋筋和預埋墩柱鋼筋。

為便于使用混凝土集料斗澆筑系梁水下混凝土，墩柱預埋鋼筋不能像平常干施工那樣一次性將墩柱骨架整體安裝到位，必須增加一次接高過程。系梁范圍內墩柱預埋鋼筋采用2 ～3 m 短鋼筋預埋，預埋鋼筋頂接頭錯開35d 以上(d 為墩柱主筋直徑)。

2.4 模板工程

因水位超過系梁底標高，最高時超過1.6 m，系梁底模、側模的就位、支撐、加固與精確定位等無法按常規方法進行，所以系梁模板施工工藝與常規施工大不相同。

(1)整體套箱:為解決上述問題，新方案采取整體套箱進行施工，套箱包括系梁中間平聯段底模及系梁全部側模?？紤]到水下拆除底模工效低成本高，在系梁混凝土澆筑完成以后，只拆除側模周轉使用，底模不回收。

(2)套箱結構:套箱模板分塊如下:平聯段底模1 塊(根據現場情況割出護筒位置預留孔)、樁柱結合段圓弧模板對稱4 塊。為便于快速拆裝，所有分塊的側模間及平聯段側模與底模間均采用螺栓連接?？梢灾苻D的套箱側模仍為原定做的定型大塊鋼模板，不能周轉的底模采用現場加工的大塊鋼模板。為了簡化加工程序同時考慮系梁規格相差較小采用統一的底模結構。

套箱主承重通過10 組雙φ28 吊筋完成，在鉆孔平臺上設置受力吊桿。在套箱下水前，吊筋下端均預先固定于工22 承重梁上。

每套系梁模板重量如表1。

表1 系梁模板重

(3)套箱安裝

考慮到套箱為整體吊裝，因施工需要，在吊裝前應先拆除兩個孔位間的系梁上方的鉆孔平臺面板、工12 分配梁，割斷平臺的雙拼工45 主承重梁和鋼管樁平聯鋼管。因吊車等大型機械設備需在平臺上作業，從結構安全考慮，在拆除平臺的上述構件后需對鉆孔平臺進行局部重新加固。

系梁套箱在鉆孔平臺上現場拼裝成型，采用吊車組拼。拼裝完成后，用吊車下放到位。

套箱安裝時，需要測量跟蹤控制其平面位置和高程、側模垂直度，反復調整直至符合要求。套箱就位后，依托鉆孔灌注樁樁頂承載套箱重量，由潛水員進行水下焊接加固與堵漏。吊裝系梁鋼筋骨架、預埋墩柱鋼筋后，在鉆孔平臺上合適位置布設五根承力橫桿，將U 形套箱吊筋上端牢固焊接于承力橫桿上。同時，在系梁中間平聯段的模板頂口設置六道對拉螺桿，防止澆筑混凝土時，模板上口脹模。

(4)側模拆除:混凝土澆筑后24 h 以內可拆除系梁套箱側模，周轉使用，拆側模時，需潛水水下配合。套箱底模因位于水面以下，拆除效率低成本高，不考慮回收。

2.5 混凝土施工

因系梁底位于水下1 m 以上，最深達1.6 m，無退水跡象，為確保項目總工期，采用水下混凝土澆筑工藝澆筑系梁，以保證后續施工流水作業正常進行，即類似灌注鉆孔樁一樣，采取“導管+料斗”的混凝土入倉方式，導管底口距離系梁底懸空30 cm。需要吊車和拖泵同時作業，吊車主要是懸空吊著“料斗+導管”，拖泵為輸送混凝土入斗。

因系梁長度約9 m，需要分別在兩樁柱位置設置下料點，完成首封后，繼續灌注，通過混凝土自流排擠水體到達系梁平聯段。當混凝土面高出水面后，換下料點布料。當整個系梁混凝土澆筑接近結束時，在系梁中部補料完成系梁澆筑。澆筑完成后立即用振搗棒全部補振一遍，以確保混凝土密實度從而保障系梁混凝土強度。

(1)混凝土首封數量計算

最大系梁端部直徑為220 cm、平聯段寬140 cm;取導管懸空30 cm，首封后導管底口埋深40 cm，水下混凝土擴散后表面坡度按1∶3 估算，忽略水壓力，即忽略導管內混凝土面超高。通過計算，首封混凝土需要2.0 m3?，F場采用鉆孔灌注樁灌注用料斗(大于6 m3)，配備與料斗匹配的導管，完全能滿足首封要求。

(2)混凝土供應

系梁混凝土由攪拌站生產，混凝土罐車送到現場，混凝土拖泵泵送入斗，通過導管入模。

(3)混凝土首封及澆筑

吊車就位，起吊導管放于貝雷梁中間，用導管卡卡住導管上口懸吊導管，起吊料斗與導管對接，用水濕潤料斗內壁，用封板堵住集料斗底口，然后起吊“料斗+導管”到指定位置。

拖泵就位，布設混凝土泵管至集料斗，集料超過2 m3后，用吊車小鉤提起料斗封板，完成首封。繼續澆筑直至混凝土面超出水面再換點首封。

澆筑過程及方法見前述?；炷翝仓瓿珊?，若頂層出現浮漿應予清除，然后收面，覆蓋土工布，灑水養護。

2.6 系梁施工工藝流程如下

鋼護筒加工→下放鋼護筒套筒→潛水水下堵漏→護筒內抽水→樁頭處理→水下割除鋼護筒→測量放樣→整體拼裝系梁套箱→下放套箱→潛水員水下加固與堵漏→綁扎系梁鋼筋籠→焊接墩柱預埋鋼筋→設置吊桿與吊筋并加固模板→澆筑水下混凝土→拆除套箱模板→收面養生→清理與修飾。

3 結束語

該施工方法成功解決了高水位下水下混凝土施工技術，總結了該類情況的施工方法、施工工藝，為以后類似工程的施工，提供了有效地借鑒經驗。

［1］公路橋涵施工技術規范. 人民交通出版社.

［2］楊玉淮，等. 道路施工手冊－橋涵. 中國建筑工業出版社.

［3］永修至武寧(廬山西海)旅游高速公路新建工程施工圖設計.江西省交通設計院.