某橋梁工程雙壁鋼圍堰施工探討

黨超，羅剛

摘 要：本文結合具體的工程，對橋梁工程雙壁鋼圍堰施工技術進行了分析探討。

關鍵詞：橋梁工程；雙壁鋼圍堰；施工技術

某橋梁全長3423.2m，孔跨布置：54-32m+4-24m+15-32m+1-24m+2-32m+（40+64+40）m 連續梁+1-32m+2-24m+16-32m+2-24m+5-32m簡支梁。全橋墩臺基礎采用鉆孔灌注樁基礎，樁徑根據不同跨度和地質條分別有 1.0m，1.25m，1.5m。本橋橋墩采用圓端實體墩與圓端空心墩，橋臺采用矩型空心臺，墩高最大約 13m。大橋墩采用鋼板樁圍堰。下面談談該橋梁工程中雙壁鋼圍堰的施工技術。

1 雙壁鋼圍堰制造

考慮到制造的困難和下沉的需要，鋼圍堰的壁厚內外壁板間的距離取為 1.2m，分兩節下吊，內外壁平面尺寸根據承臺平面尺寸及浮運鋼圍堰、下沉允許誤差的規定，擬定鋼圍堰制作高度。

2 雙壁鋼圍堰拼裝

將各基本單元體拼裝、焊成一個園端形薄壁鋼結構浮體。

底節鋼圍堰拼裝前，事先將兩艘200t鐵駁船連成一個整體，組成拼裝船，連接強度以在可能達到的荷載作用下能保持其基準面不致變動為準。在鐵駁面上準確畫出各單元體輪廓位置，然后沿周邊逐件拼裝，操作時要隨拼裝、隨調整，待全部點焊成型后，方可全面焊接，組拼不符合要求的用頂桿撐和 5t 鏈條葫蘆進行校正。

3 設置錨碇，備好導向船及起吊設備

定位布置包括導向船、定位船和全部錨錠系統布置，定位系統主要布置在上游。拋錨測量使用經緯儀，錨位誤差在5m以內即可。按設計圖紙在岸邊組拼導向船，并把導向船和圍堰底節拼裝船連成一牢固的整體。

圍堰起吊設備系指設在導向船上主吊點主塔架，底節鋼圍堰一次起吊重量較大時，還可考慮在導向船聯結梁上設輔助吊點，起吊設備主要包括：吊點塔架、吊點結構、滑車組、卷揚機及電器設備等。起吊設備總起吊能力應大于底節鋼圍堰及其附加荷載。錨錠設備考慮水流作用力、風的作用力、船只水流作用力等，進行錨錠設備計算，纜繩、也要通過計算來選擇。

4 水下深層控制爆破

實測河床基巖面高差較大，射水吸泥下沉不能滿足要求，則采用水中深層控制爆破施工，使鋼圍堰與巖面緊貼，保證鋼圍堰精確著床和鉆孔樁的施工質量。水下爆破施工中，在爆區水面上，采用浮箱組成框架平臺。采用 XY-100 地質鉆機鉆炮孔，并用φ108 鋼管跟進護壁，巖層內鉆孔孔徑為φ91mm。炸藥選用 200gTNT 藥塊，尺寸為 100×50×25mm，電雷管起爆。爆破前警戒半徑設定為 350m，預先發布封航通告。并對警戒范圍內的人員、船只進行現場戒嚴。起爆后逐點檢查，防止盲炮和拒爆。水下爆碴采用沖抓斗配吸泥機通過運輸船運到指定地點。

5 底節鋼圍堰浮運就位及起吊下水

①底節鋼圍堰拼裝完畢經檢查合格后，將拼裝船與導向船組用拖輪拖至上游定位船側，系好錨繩及拉纜，再將導向船組順流放至墩位初步定位。

②浮位船組的就位，系由橋中線和兩個岸邊三角網上的二臺經緯儀和一臺全站儀以前方交會法觀測確定。

③系好鋼圍堰上層拉纜、臨時下層拉纜和下層拉纜。絞緊錨繩和收緊上、下定位船與導向船間的拉纜。

④利用導向船上起吊設備將底節鋼圍堰吊起，使之離開拼裝船船面0.1m 左右，觀察10min，如無反常情況則繼續提升，至其高度能使拼裝船退出時停止提升。之后，迅速將拼裝船向下游方向退出。

⑤底節圍堰起吊下水后，通過導向船四角之導向架、拉繩、拉纜共同作用，使底節雙壁鋼圍堰像船體一樣穩定垂直地自浮于墩位處。

6 鋼圍堰接高下沉

鋼圍堰在接高下沉時將每節鋼圍堰頂部外壁上焊的兩個吊耳通過拉纜連接到定位平臺上鎖住，防止鋼圍堰在接高、下沉過程中轉動。具體方法與步驟如下：

①鋼圍堰接高時，為方便施焊其上口距平臺頂面1.4m，并用兩個浮箱拼接內壁施焊工作平臺。

②通過計算每節鋼圍堰自重，分艙灌注混凝土和灌水壓重控制下沉時，使每次接頭位置距平臺頂 1.4m 左右。灌水壓重要待灌注混凝土一天后進行。

③接口內、外壁板不吻合的部位進行處理，接縫經油浸試驗檢查合格，才能往刃腳灌注水加載使鋼圍堰下沉。吊耳的吊孔焊鐵板封堵，防止隔艙互相串通。

④鋼圍堰灌水壓重下沉，刃腳距河床面 0.4m 時， 停止灌水，進行糾偏。通過導向船上調系纜設備控制鋼圍堰扭轉，實現鋼圍堰的精確定位，經一夜觀測未發生變化，河床無大的改變時迅速灌水著床。

⑤在鋼圍堰刃腳上方水平桁架處設圍堰糾偏纜，與糾偏錨上轉向滑車和定位平臺上卷揚機連結。將兩側糾偏纜同時收緊、放松，或一側松、一側緊達到糾偏目的。

⑥鋼圍堰著床后，要繼續灌水壓重，使刃腳切入覆蓋層中，穩定在河床上。

⑦用空氣吸泥機吸泥下沉，用桅桿吊機吊著吸泥管升降或移位，由潛水員在水下指揮。可同時用高壓射水沖刷覆蓋層，提高吸泥效率，水面上觀測圍堰四方水位標尺，掌握下沉量和偏移情況，指揮水下作業。覆蓋層較厚時，采用空氣幕的工藝下沉。

⑧鋼圍堰下沉一接觸巖后，沒有最后穩定，隨時可能出現傾斜和變位，必須對鋼圍堰進行穩定。在鋼圍堰刃腳加工時，預先在內壁刃腳均勻設置16個倒牛腿，并設液壓支撐套箍。圍堰刃尖被證實著巖后，用麻袋混凝土、鋼板凳等在刃腳倒牛腿處進行水下支墊。同時，在圍堰外圍拋投鋼筋石籠，穩定圍堰并起擋流作用，然后澆注5m左右的夾壁混凝土，增加鋼圍堰自重，使圍堰最后穩定定位。

⑨圍堰初步穩定后，在圍堰外拋填鋼筋石籠和部分塊石。其作用是使潛水員能安全下水工作，減緩圍堰內部流速，平衡流態；使錨纜受力減小，水的局部沖刷力受到抑制；使水下封底混凝土的不平衡 壓力受到抵抗；封堵刃腳與巖面間較大的空隙。

⑩鋼圍堰刃腳封堵完成確認合格后，即可進行清基工作。清底采用空氣吸泥機清除於泥和雜物，把空氣壓縮量為 40m3/min 的空 氣壓縮機放置在導向船上聯結兩臺φ250mm 的直管空氣吸泥機，兩臺吸泥機由浮吊和桅桿吊各起吊一臺工作。吸泥的順序是從鋼圍堰中部開始到內壁結束。開始吸泥時，兩臺吸泥同時啟動，在吸泥過程中，經常搖蕩管身和移動位置，以期吸泥效果最好。吸泥管口一般離開泥面為 15～50cm 效果最好，同時要隨時升降吸泥機，以能經常吸出最稠的泥漿為標準。吸泥很久，吸泥效果仍不佳時，可采用“憋氣”，即暫時將閘閥關閉，稍停 2～3min，猛開風閥使風壓突然增大，即可吸出較堅硬的土塊或堵塞物。

7 吊插鋼護筒

為保證鋼護筒的安裝精度，設有鋼護筒定位架，鋼護筒頂面應高出施工水位 0.5m。用桅桿吊機配振動錘逐根插打鋼護筒，吊插完畢后，逐根檢查校正，并按先卡上層，再卡下層的順序卡死在上下層定位架上。護筒埋設后，在底部裝入 0.5m 厚的碎（卵）石，再裝入 2.5m 厚的黃泥，以防止灌注封底混凝土時，護筒變位和封底混凝土進入護筒。

8 安裝鉆機作業平臺及支承結構

鉆機作業平臺由支承工字鋼和用萬能桿件拼成 4m 高的網架組成，有36個支點。網架組拼時，利用鋼圍堰組拼樣臺，按36個支座位置支墊平穩、牢實，單件組拼成型，根據吊機最大吊重確定一次吊裝組拼重量。吊運時，設4個吊點，在吊點下方用木墊保護，以防止千斤繩被萬能桿件角鋼刃口割破危及安全。各支座限位角鐵塊要焊牢。

9 灌注鋼圍堰水下封底混凝土

鋼圍堰封底混凝土采用垂直導管法灌注，把多根導管按照鉆孔樁的位置均勻分布，導管間距 3～5m，導管頂部裝有一設導管閥門的管節與漏斗相連，漏斗上有流槽與具有一定容量的混凝土儲倉相接，導管管口距基頂面 0.3～0.4m，導管下應埋入混凝土 1m 以上。混凝土灌注前要精確探明各部位標高，應先從灌注低洼處的封底混凝土。為了保證封底混凝土的質量，必須連續供應并且在盡可能短的時間澆 注完畢。可采用水、陸并舉的供應方式，通過混凝土輸送泵將混凝土送到 施工平臺的儲料斗內。根據混凝土流動度和有效灌注半徑布置足夠的導管根數。按需要延緩混凝土終凝時間和提高混凝土早期強度，并據之選擇混凝土配合比。在灌注作業平臺上搭設集料槽和輸送槽，用于砍球和依次灌注混凝土。混凝土來料要依次，集中灌注，加大混凝土的流動。嚴格遵循水下混凝土灌注規定，作好量測和記錄，確保封底成功。

參考文獻

1.陳釗.大橋深水位基礎鋼板樁圍堰施工技術[J].黑龍江交通科技.2013（11）