跨江大橋深水基礎(chǔ)主墩鋼套箱圍堰 工位散拼施工技術(shù)

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第五工程有限公司， 湖北 宜昌 443002)

近年來(lái)，我國(guó)跨江深水基礎(chǔ)橋梁均大規(guī)模地采用雙壁鋼圍堰，作為水深流急區(qū)域橋梁復(fù)合式基礎(chǔ)的外圍結(jié)構(gòu)[1～3]。深水基礎(chǔ)施工采用雙壁鋼圍堰施工技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)：（1）適用性強(qiáng)，不受水文、地質(zhì)條件限制；（2）自身強(qiáng)度與剛度較高，可承受較大的圍堰內(nèi)外水壓；（3）安裝下沉工序簡(jiǎn)單，施工不受施工水位與季節(jié)限制；（4）用途多樣，既可擋水提供干環(huán)境，又可作為承力結(jié)構(gòu)；（5）可回收重復(fù)利用，降低成本。本文結(jié)合蚌埠長(zhǎng)淮衛(wèi)淮河大橋工程實(shí)例，重點(diǎn)介紹雙壁鋼套箱的制作、工位散拼安裝、吸泥下沉及水下封底施工方法，對(duì)我國(guó)深水橋梁水中基礎(chǔ)施工具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

1、工程概況

安徽長(zhǎng)淮衛(wèi)淮河特大橋位于處淮河中游蚌埠市，為市區(qū)中環(huán)線和S101省道跨河通道。主橋采用（80+200+80）m的鋼箱鋼桁架拱橋，橋面寬36m，河床覆蓋15～18m的細(xì)砂、粉質(zhì)粘土，下伏花崗片麻巖，橋址常水位水深15～30m。鑒于以上水文地質(zhì)條件，主墩采用工位散拼雙壁鋼圍堰的施工工藝組織施工。圍堰為矩形圍堰，尺寸17.1m×17.1m，總高19.9m，分4節(jié)，頂節(jié)高1.9m，其余階段高6m。壁厚1.2m，封底混凝土設(shè)計(jì)厚度2.5m。

2、圍堰的加工、拼裝與下放

2.1 鋼圍堰的加工

圍堰分節(jié)往往根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸條件、起重能力及施工環(huán)境，按照等分和對(duì)稱(chēng)原則，在高度方向進(jìn)行分節(jié)，平面內(nèi)分塊。塊件焊接應(yīng)在可保證精度要求的加工廠平臺(tái)或模具上組拼，采用平焊方式完成焊接作業(yè)，盡量避免或減少采用仰焊和豎焊，施工過(guò)程中嚴(yán)格控制質(zhì)量。以減小加工過(guò)程中人為誤差和累計(jì)誤差，加工完一節(jié)即進(jìn)行試拼。蚌埠長(zhǎng)淮衛(wèi)淮河特大橋主墩的鋼圍堰分4節(jié)加工，每節(jié)劃分為12塊，單塊最大吊重10.383t，鋼圍堰節(jié)段加工完成后經(jīng)整體試拼合格后，采用30t平板車(chē)經(jīng)鋼棧橋運(yùn)至施工橋位處。

2.2 鋼圍堰的拼裝

國(guó)內(nèi)成熟的圍堰的拼裝接高分為：①工廠整節(jié)段拼裝后工位整節(jié)段吊裝接高，該方法施工速度快，結(jié)構(gòu)整體性能好；②工廠試拼裝合格后，分節(jié)段工位吊裝對(duì)稱(chēng)散拼接高，該方法無(wú)需大型起吊設(shè)備，可避免因吊裝產(chǎn)生的變形。蚌埠長(zhǎng)淮衛(wèi)淮河特大橋主墩鋼圍堰拼裝采用分塊現(xiàn)場(chǎng)散裝的方式進(jìn)行，先底隔倉(cāng)，再?lài)邆?cè)板，最后內(nèi)支撐桁架完成拼裝。鉆孔平臺(tái)拆除后，搭設(shè)安裝平臺(tái)，將運(yùn)輸至工位的圍堰節(jié)段吊裝至安裝平臺(tái)，經(jīng)測(cè)量校核滿足設(shè)計(jì)要求后，用型鋼將側(cè)板和護(hù)筒連接臨時(shí)固定，節(jié)段焊接成整體至全部拼裝完成。

2.3 鋼圍堰下放

圍堰入水前，對(duì)河床進(jìn)行清淤、平整，避免鋼圍堰下沉?xí)r產(chǎn)生傾斜或橫向位移。鋼圍堰入水應(yīng)控制入水速度，以減小因速度過(guò)快產(chǎn)生較大位移。圍堰入水后主要借助自身浮力懸浮于水中，接高下沉通過(guò)隔艙注水調(diào)節(jié)平面高程與下沉高度，確保接高位置高于操作平臺(tái)1.0m。糾偏通過(guò)對(duì)不同隔艙內(nèi)注水進(jìn)行調(diào)節(jié)。

蚌埠長(zhǎng)淮衛(wèi)淮河特大橋主墩鋼圍堰下放時(shí)，在鋼護(hù)筒上安放三組由橫梁、兩套提放裝置組成的設(shè)計(jì)荷載為200t吊放系統(tǒng)。吊放系統(tǒng)由橫梁、精軋螺紋鋼筋構(gòu)成，通過(guò)經(jīng)檢校合格的千斤頂頂落圍堰完成下放施工。為保證提放裝置受力安全，要求頂升力最大值控制在120t以?xún)?nèi)。施工前檢查精軋螺紋鋼筋是否有破傷現(xiàn)象，施工中須確保其豎直受力。為方便施工，可提前試驗(yàn)確定張拉力與油表讀數(shù)之間的關(guān)系，以便施工查詢(xún)。注水輔助下沉作用不大時(shí)，通過(guò)在夾壁倉(cāng)內(nèi)澆筑C15素混凝土進(jìn)行助沉，亦可提高該圍堰底節(jié)整體強(qiáng)度，改善力學(xué)性能。

3、圍堰的吸泥下沉

圍堰吸泥下沉主要依靠堰內(nèi)吸泥減少堰體摩阻，以此增大下沉系數(shù)。蚌埠長(zhǎng)淮衛(wèi)淮河特大橋主墩鋼圍堰采用“鍋底”式吸泥法，即由中間向四周均勻吸泥取土。施工時(shí)要勤測(cè)泥面標(biāo)高。為擴(kuò)大吸泥范圍，吸泥機(jī)在確保下口不低于刃腳底部時(shí)可適當(dāng)向刃腳方向移動(dòng)，即可擴(kuò)大吸泥范圍，又可防止翻砂。內(nèi)外存在水頭差時(shí)，通過(guò)內(nèi)外連通器自動(dòng)調(diào)節(jié)內(nèi)外水位高程。圍堰主要通過(guò)嚴(yán)格控制吸泥的平面位置和吸泥深度，借助圍堰自重和土壓力，通過(guò)在刃腳處不均勻吸泥和向部分隔艙加水的方法防偏糾偏，下沉各時(shí)期糾偏要點(diǎn)見(jiàn)表一。若遇經(jīng)偏壓或局部吸泥無(wú)效的圍堰偏斜情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)進(jìn)行水下勘察，根據(jù)具體情況制定解決措施。

表1 圍堰下沉各時(shí)期控制要點(diǎn)

4、圍堰的封底

封底混凝土通過(guò)在鋼圍堰頂部設(shè)置施工平臺(tái)，采用垂直導(dǎo)管法，依靠自身流動(dòng)性向四周攤開(kāi)的方式，遵循由低到高的原則完成澆注。澆筑前通過(guò)在圍堰內(nèi)設(shè)置隔墻，將封底面積分塊。采用單導(dǎo)管澆筑時(shí)要確保首封可靠性。澆注過(guò)程中，水上探桿測(cè)量與水下潛水員指揮方式控制導(dǎo)管埋深與澆筑高度，防止超澆或欠澆。若遇澆筑混凝土高程突變，則堰內(nèi)發(fā)生涌砂或混凝土外漏問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)采取措施。

5、結(jié)論

從蚌埠長(zhǎng)淮衛(wèi)淮河大橋主墩雙壁鋼圍堰施工施工效果來(lái)看，比較成功，鋼圍堰四周及模板拼縫處未見(jiàn)漏水現(xiàn)象，鋼圍堰設(shè)計(jì)滿足結(jié)構(gòu)受力要求，鋼圍堰施工工藝可行，可以加以推廣運(yùn)用。

[1]黃繩武.橋梁施工及組織管理(上冊(cè))[M].北京:人民交通出版社,2003:147-151.

[2]陳光福.雙壁鋼圍堰的施工技術(shù)[J].中國(guó)港灣建設(shè),2002,(6):12-16.

[3]左明福.公路橋梁深水樁基礎(chǔ)若干問(wèn)題的探討[J].水運(yùn)工程,2000,(3):3-6.