洛清江特大橋水中墩鋼套箱圍堰施工工法

摘 要：文章結合洛清江特大橋工程項目實踐，對大橋水中墩鋼套箱圍堰施工工法做了詳細的闡述，希望通過文章的分析和論述，可以為相關施工技術人員提供理論幫助，僅供參考。

關鍵詞：墩鋼套箱；圍堰；深水墩

鋼圍堰施工項目是水中基礎施工必不可少的施工措施，特別是深水墩基礎施工，無法進行圍堰筑島，因此鋼圍堰施工便成為不二的選擇。但對于不同的河床地質條件，應該選擇不同的鋼圍堰類型，文章就湘桂鐵路施工的親身經歷，淺談一下鋼套箱圍堰在工程實例中的一些使用要點和經驗總結。

洛清江是柳江的主要支流之一，設計正常蓄水位137.7m，發電死水位135.00m。橋位處百年一遇流量為8015m3/s，百年一遇流速為4.09m/s，百年一遇水位為141.65m。洛清江為通航河流，航道等級為VII級。

湘桂鐵路擴改工程龍溪洛清江雙線特大橋全橋長1279.607m，上跨洛清江和桂柳高速公路，受立交、水文控制，本橋位于曲線上。跨孔布置為2（17*32m預應力混凝土簡支梁+（48+2*80+48）m連續梁+8*32m預應力混凝土簡支梁+（30+48+30）m連續梁+1*32+2*24m預應力混凝土簡支梁）。本橋設計行車速度客車200km/h及以上，預留250km/h。雙線線間距4.6m，有砟道床，跨區間無縫線路。特大橋主墩（18-20#）采用圓形承臺、直徑為15m，圓形墩，其最大墩高22m；水中墩采用鋼套箱圍堰施工，建筑材料采用便橋縱向運輸。2010年春節前已完成主墩的樁基礎施工。

洛清江河床上覆卵石土，粒徑較大，大部分為30～60cm，層厚2～4m，下覆強風化泥灰巖夾頁巖，屬Ⅳ級軟石。根據施工圖設計，水中墩圍堰采用鋼套箱圍堰進行水下承臺、墩身施工。

采用無底鋼套箱圍堰，只需要保證無管涌發生，為保證封底混凝土的質量，封底混凝土厚度定為1.2m，故承臺基坑開挖1.5～1.7m。文章以20#承臺為例，具體介紹無底鋼套箱圍堰施工工法。

無底鋼套箱圍堰采用16×16m矩形結構，總重約145噸，較有底鋼圍堰少了底板的重量。鋼圍堰材料充足，側板僅需改裝即可投入使用，但有30t左右鋼材無法取出。從開挖基坑至完成圍堰抽水（具備承臺施工條件）需耗時約50d。

1 鋼套箱圍堰總體結構

20#墩承臺直徑15m，高3.5m，承臺墊塊直徑8.4m，高1.5m，常水位為137.8m，承臺底高程130.000m，河床標高為130.400m。

套箱圍堰由底板框架、側板、內支撐組成，其中側板是無底鋼套箱圍堰的主要阻水結構。在圍堰加工場制作好鋼套箱底板框架及側板，底板框架分為三塊，在臨時支撐上拼接成整體。各部分構造見圖1套箱總體布置圖，以及圖2套箱底模構造圖。

2 鋼套箱圍堰拼裝平臺

樁基礎施工完畢，拆除承臺位置的施工平臺面板，保證鋼套箱拼裝及下落結構尺寸，作為鋼套箱拼裝平臺。采用長臂挖機清理承臺位置處河床底的卵石土，清至承臺標高下1.5-2.0m。在各鋼護筒頂焊接一根Ⅰ45工字鋼作為橫擔，橫擔與鋼護筒聯系處加固，確保鋼護筒承載力。并在每根橫擔的兩邊各掛一個15T手拉葫蘆，作為調平和下沉鋼套箱使用。

3 拼裝鋼套箱

河床底清理平整完畢，用Ⅰ45工字鋼搭設的臨時平臺上拼裝鋼套箱底骨架，將橫擔兩端的手拉葫蘆與底骨架聯結，通過手拉葫蘆調平鋼套箱，并固定在臨時平臺上。在底骨架上拼裝套箱四周框架，并用臨時支撐將框架固定在平臺上。

鋼套箱底骨架拼裝后，調正套箱骨架位置，用吊車協助安裝套箱側板，側板由定制標準鋼模板拼成。在拼裝鋼模板時，模板與套箱骨架及模塊之間的接縫墊等于5mm的防水膠帶或防水墊圈，上緊螺絲，以防套箱漏水。當拼裝至水平支撐位置時，安裝水平支撐（不能影響澆注封底及承臺混凝土）。套箱側板分節拼裝下沉，第一節高7.5m，第二節高2m。

4 下沉鋼套箱

鋼套箱第一節拼裝完畢后，緩緩收緊手拉葫蘆，將鋼套箱平衡提升10cm，拆除臨時約束后，緩緩放松手拉葫蘆，平穩地將鋼套箱下沉至頂面距離棧橋平臺上1.5m位置，設置臨時約束拼裝第二節側板。拼裝前應對上下側板接口進行打磨，鋪墊防水墊圈。見圖3。

側板拼裝完成后，按第一節操作下放鋼套箱至設計要求的位置，如果河床底稍有不平，則調整套箱底高程，利用平臺上各角懸吊葫蘆調整至水平；如果河床底地形變化大，則需要將套箱上吊后進行局部清理。鋼套箱通過手拉葫蘆調準位置，并固定在鋼護筒上。在水流不急的河中下沉鋼套箱，用手拉葫蘆即可將鋼套箱調在準確位置。為增強套箱的整體受力，套箱底框架與每根樁基護筒通過抗拉桿連接固定，每根護筒固定四角（如圖4）。護筒切割之前在貼近封底砼平面進行焊接位置轉換。

鋼套箱封底混凝土厚度根據水位深度確定，為保證封底砼的抗滲防漏性能，混凝土強度等級C30，同時要求砼流動性要好，采用水下混凝土方法澆注。封底混凝土采用汽車泵泵送，漏斗及導管用吊車吊著移動，從一邊腳澆注至對側邊腳。導管底離圍堰底板約30cm，澆注封底混凝土時，專人負責控制澆注厚度，用竹竿下安裝平板探測。竹竿上根據水面高程與承臺底高程對比，系上一條紅布以方便控制封底混凝土頂高程。為保證澆注封底混凝土的防水效果，在澆注混凝土前先在側板上開一洞口，保證箱內外的水位壓力一致，保證箱內外的水位一致，以免影響混凝土質量。

封底混凝土澆注完成后5天可以抽出圍堰內河水，抽水時應根據水位下降情況及時施做加固支撐，保證圍堰不變形漏水。再找平封底混凝土，比承臺底標高高出部分應鑿除，低洼部分用砂漿填平。

6 結束語

根據本工程的施工案例，作者認為，鋼套箱圍堰是低水位水中墩臺施工過程中有效保證隔水封閉施工施工措施，是單臂鋼圍堰中值得推廣的工藝工法，該工法基本能夠適合多種河床條件，對石質河床及漂石類河床能夠有效起到封水作用（根據不同地質條件確定采用有、無底鋼套）。施工中以下幾點經驗借鑒：水中主墩承臺為圓形承臺，從受力角度及后期承臺施工角度講，鋼套箱圍堰，應采用圓形結構；在樁基施工前應對河床覆蓋層及高程進行詳細調查，與施工圖紙進行比對，確定封底砼厚度，如需水下爆破施工應在樁基施工前進行；鋼圍堰封底前需要對封底處護筒及圍堰側板進行清洗，以保證粘結力；對套箱圍堰內河床整平，防止河床淤堆導致局部封底過薄，抽水穿孔。