大型雙壁鋼圍堰自加工下放施工技術

陳傳明

(安徽省高等級公路工程監理有限公司，安徽 合肥 230051)

大型雙壁鋼圍堰自加工下放施工技術

陳傳明

(安徽省高等級公路工程監理有限公司，安徽 合肥 230051)

橋梁深水基礎施工雙壁鋼圍堰通常委托專業廠家整體加工成型，浮運至橋位處由大型浮吊整體下放。但浮吊選型受地域條件限制，周邊往往沒有大型浮吊可用，或者受通航凈空限制，浮吊無法到達橋位處。另外，浮運雙壁鋼圍堰通常需要封航，安全風險高，協調作業多，經濟投入大。以某長江大橋斜拉橋南主塔深水基礎為例，論述了大型雙壁鋼圍堰自加工、下放的施工技術。

長江大橋；深水基礎；大型雙壁鋼圍堰；自加工下放

1 工程概況

該斜拉橋南主塔基礎采用36根直徑3 m的鉆孔灌注樁，樁基呈梅花形布置，樁長82 m。承臺為圓端形，厚8 m，外形尺寸為59.3 m(長)×34.8 m(寬)。雙壁鋼圍堰設計為圓端形的有底鋼圍堰，內輪廓尺寸比承臺大5 cm，外形尺寸為61.8 m(長)×37.3 m(寬)×17.0 m(高)，壁厚1.2 m，總重1 342 t。高度方向分兩節，底節高13 m為雙壁部分，頂節高4 m為單壁部分，單壁部分根據水位情況決定安裝時機。壁板水平方向共分為30塊，底板分為54塊，單塊最大重量約26 t。鋼圍堰設置3層內支撐，采用φ820 mm×10 mm鋼管，每層內支撐之間采用φ426 mm×6 mm豎向鋼管連接。

2 雙壁鋼圍堰加工

加工前需進行場地準備，作業人員交底，焊工考核，鋼材及焊材檢驗，焊接工藝評定，胎架制作，板材預處理等準備工作[1-4]。

為保證加工質量，鋼圍堰加工采用首件制管理辦法，只有首件質量滿足要求后方可大面積加工。為保證拼裝質量，鋼圍堰采用匹配法加工，即首個分塊完成后作為第二個分塊的基準模，待第二個分塊完成后將首節吊離，再以第二個分塊為基準模加工第三個分塊，依此類推直至完成所有節段加工。

分塊加工按照設計圖紙尺寸進行，還需考慮焊接收縮變形影響，并在適當位置設置調節段，調節段分塊尺寸宜比設計尺寸加放5 cm，待合龍時根據合龍段實際大小切除多余部分。鋼圍堰加工質量需制定驗收標準，每個分塊加工尺寸都要經過驗收，對接焊縫均進行無損檢測[5]和水密試驗，檢驗合格后進行防腐涂裝[6]，按照設計圖紙編號[7]，按順序存放。分塊加工質量驗收標準見表1所列[8]。

表1 雙壁鋼圍堰分塊加工質量驗收表 mm

3 雙壁鋼圍堰組拼

加工好的鋼圍堰分塊，通過平板車運輸至橋位處組拼成整體，由于單塊最大重量只有26 t，可使用70 t履帶吊配合南主塔鉆孔平臺上的100 t龍門吊完成鋼圍堰的轉運。

組拼開始前，需拆除水上鉆孔平臺，并搭設拼裝平臺。拼裝平臺利用鋼護筒、平臺鋼管樁作為承重基礎，采用工鋼橫穿鋼護筒，在護筒內側焊接承重牛腿的設計形式。拼裝平臺搭設以及底板安裝過程中，需嚴格控制拼裝平臺和底板的標高和平整度，以減小鋼圍堰組拼時的錯臺和豎直度偏差。底板組拼完后，根據底板中心線放樣出壁板內外輪廓線，并做好標示。在底板上設置限位塊，起吊壁板置于限位塊內，用手拉葫蘆(或者千斤頂)調整其位置、垂直度，采取吊垂線、電子水平尺進行雙控檢查復核，直到滿足要求。在壁板兩端的內外側同時將壁板與底板焊接固定，采取上述方法吊裝第二塊壁板，調整垂直度及端部焊縫寬度，滿足要求后與底板焊接固定，同時在壁板頂部焊接相鄰壁板之間的環板。按照上述步驟從兩側依次拼裝壁板，直至合龍段，安裝合龍段時根據實際合龍口寬度配切合龍段。最后，再按照設計標高安裝鋼管內支撐。[9]

4 雙壁鋼圍堰下放

鋼圍堰采用32臺定制的100 t千斤頂和1臺控制泵站實現同步頂升、下放。單個下放點由上扁擔梁、精軋螺紋鋼、千斤頂和上、下承重梁組成。下放前需在鋼圍堰和鋼護筒之間設置導向裝置和液壓調位裝置，以保證鋼圍堰下放的精度。千斤頂同步頂升、下放系統工作原理，見圖1所示。

圖1 千斤頂同步頂升、下放系統工作原理圖

鋼圍堰下放流程為：千斤頂頂起鋼套箱，使其脫離平臺30 cm→割除底板中心位置平臺→割除四周壁板位置平臺→千斤頂下放鋼圍堰，使其入水自浮→艙內注水使其下沉，通過在鋼圍堰壁體內注水來調整頂面高程和壁體的垂直度，直至鋼圍堰下沉至設計標高→鋼圍堰下沉至設計標高后在鋼圍堰內壁和鋼護筒之間安裝反力牛腿固定[10]。

鋼圍堰下放到位后，進行體系轉換，由預先安裝的304根精軋螺紋鋼組成的懸吊系統和限位系統保證鋼圍堰的穩定。經測量復核，鋼圍堰最終位置符合設計要求。

5 水下封底混凝土施工

南主塔鋼圍堰封底混凝土厚度為3.0 m，其中2.5 m設計為水下封底，澆筑方量約4 100 m3，一次封底成型，抽水完成后澆筑另外0.5 m高找平層。封底混凝土澆筑方量大，澆筑時間長，對材料儲備、拌和運輸、澆筑方法及初凝時間等的施工組織和控制是封底成敗的關鍵。為保證封底施工的順利進行，從技術方案編制到設備、物資和人員安排，都要做好充分準備、精密布置，明確分工與職責，將工序分解、將責任落實。多次組織研討不斷優化技術方案，并邀請相關技術專家評審指導，完善方案，最后對現場施工人員進行詳細的安全、技術交底。經過近70 h的連續奮戰，完成了南主塔鋼圍堰的封底施工。經過5 d等強后開始抽水，直至抽水完成鋼套箱無任何滲漏發生，南主塔鋼圍堰水下混凝土封底一次性順利完成[11]。

6 結束語

南主塔雙壁鋼圍堰自加工、下放施工技術從設計、制作、安裝、下放到封底是一個大的系統性工程，其中涉及的工作量非常龐大、復雜，任何一個細節沒有考慮到或者處理好，都將影響后續作業的功效。但同時，該施工技術的實施，成功突破了大型雙壁鋼圍堰施工的局限性，在沒有大型起吊設備的情況下成功實施了轉運和下放，并且無需封航。另外，該施工技術不僅安全可行，質量可控，其經濟效益也很明顯，大大降低了施工成本，豐富了雙壁鋼圍堰施工技術，值得借鑒與推廣。

[1] 劉自明.橋梁深水基礎[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2] 時天利，任回興，賀茂生.蘇通大橋深水雙壁鋼圍堰設計與施工[J].世界橋梁，2007(3)：28～31.

[3] GBT 700-2006,碳素結構鋼[S]．

[4] GB 50661-2011,鋼結構焊接規范[S]．

[5] GB/T 11345-2013,焊縫無損檢測超聲波檢測技術、檢測等級和評定[S]．

[6] JT/T 722-2008,公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件[S]．

[7] GB 50017-2003,鋼結構設計規范[S]．

[8] JTG F80/1-2004,公路工程質量檢驗評定標準[S].

[9] GB 50755-2012,鋼結構工程施工規范[S]．

[10] 中交第二航務工程局有限公司.公路橋梁施工系列手冊[M].北京：人民交通出版社，2014.

[11] JTG/T F50-2011,公路橋涵施工技術規范[S]．

2016-08-01;修改日期：2016-08-04

陳傳明(1966-)，男，安徽無為人，安徽省高等級公路工程監理有限公司高級工程師．

U443.162

A

1673-5781(2016)04-0533-03