超大鋼圍堰封底施工技術研究

倪 志 朱斌典 魏湛力 中交二航局第四工程有限公司

1 工程概述

五峰山長江特大橋是新建連云港至鎮江鐵路重點控制工程，橋梁總長6 408.909 m，其中跨江大橋主橋長1 432 m，大橋主橋北塔位于長江航道北側鎮江市丹徒區高橋鎮。主塔承臺平面為啞鈴形，厚9.5 m。主塔承臺設置70根Φ3.1/2.8 m變徑樁。承臺底部為6 m厚封底混凝土。封底混凝土設計頂標高為-14.5 m，設計底標高為-20.5 m。鋼圍堰作為承臺施工期間的擋水圍擋結構，鋼圍堰內輪廓尺寸97.1 m×40.3 m，外輪廓尺寸為101.1 m×44.3 m，夾壁厚度2.0 m。鋼圍堰設計頂標高為+7 m，設計底標高為-23 m，總高度30 m。

2 封底施工

根據以往的鋼圍堰封底施工工藝和方法多多少少都會出現抽水后局部或大部出現漏水現場，堵漏和修補花費大量的人力物力，費時費力，而且耽誤后續工期。為此，針對本次鋼圍堰封底施工在以前鋼圍堰封底施工工藝的基礎上做出幾點改進和創新。

2.1 鋼護筒外圍清洗

圍堰護筒沖洗是封底前施工中重要的一項工藝環節，常規施工中，往往全過程需要潛水員通過起重設施吊吊籃潛入水中，用高壓水槍進行護筒表面人工沖洗，時間長而且不安全。如果還采用這種清洗方法，現場74根鋼護筒需要清洗1個月時間，而且投入大量的人力物力和機械設備。可以加工一個“環形高壓射水沖洗”裝置代替人工清洗從而提高清洗速度（見圖 1）。

于是我們根據實際施工護筒的大小，加工一個可以均勻布置護筒一圈的環形管，一般環形管直徑加工完成后比護筒直徑大20 cm～30 cm為佳，以便可以準確地套在護筒上。在環形管A下面增加一道環形管B，在環形管B的內口焊接一圈10 cm長的鋼絲刷，且再在環形管B的下口十字中心線的四個點位置加焊一組長50 cm的雙拼25工字鋼，用來增加配重。在A環形管內側以30cm的間距均勻的布置直徑為0.5cm～1cm的沖洗點。A環形管于十字線端點位置焊接四個吊點，以便于起重設施的平穩吊裝。環形管A通過閥門與高壓水泵的水管連接通水，從而使環形管的沖洗點對水下護筒的表面進行高壓射水清洗工作。

圖1 環形高壓清洗裝置圖

在環形高壓射水裝置上系根纜繩，就位護筒口時人工配合牽引一下，可以提高就位準確率和節約就位時間。在清洗的過程中上下多動幾次，可以沖刷清洗掉護筒壁上的泥塊，也可以更加快速高效地清洗浮銹和淤泥雜質。項目部12月7日用2套裝置僅1 d清洗完74根護筒，且每套裝置只需要配備一名工人和一臺起重設備。

潛水員下水驗收清洗的74根鋼護筒，基本清洗干凈護筒表面的浮銹和淤泥雜質（見圖2）。

圖2 鋼護筒清洗

2.2 基底防夾沙處理

圍堰下沉到位并臨時固定后，需要對圍堰內基底進行清理整平，以避免河床局部隆起造成封底混凝土厚度不足。對每個護筒邊及相鄰護筒中點標高進行測量，對高程不滿足設計要求的泥面采用吸泥機進行局部處理，施工過程中加強復核。保證清理后河床整體平整度偏差不超過20 cm，河床整體比設計值低30 cm～40 cm。

傳統的工藝是在導管布料點位置沉放一塊1 m×1 m的3 mm鋼板，但是混凝土在澆筑的過程中是快速、不斷流動的，在沒有鋪設鋼板的位置依然會擠起大量泥沙而產生夾層，我們對此進行優化，用澆筑水下混凝土的方法提前澆筑50 cm厚的找平層，固結、調平整個封底混凝土的底平面，防止混凝土沖擊泥面造成夾砂（見圖3）。

圖3 澆筑找平層

找平層澆筑完成達到強度后，再用空壓機吸除整個找平層因混凝土沖擊泥面而造成的浮泥。吸除完成后，潛水員把整個找平層面再檢查一遍，漏吸的地方在重新吸除干凈，局部混凝土沒有覆蓋到位的地方，在重新補澆（見圖4）。

圖4 吸除浮泥

2.3 優化封底澆筑順序

傳統的封底澆筑順序為從兩邊向中間，逐漸補料，屬于“遍地開花”型，需要每個布料點都要源源不斷地供料，增加了混凝土的供應壓力；測量人員要一刻不停地打測繩，工程量大且容易忙中出亂而出現漏打錯打測繩導致該布料點附近的混凝土面過高或過低。

為此我們進行了順序優化，在各項準備工作就緒，并進行試運轉后才灌注混凝土。混凝土的灌注采取以下原則：一次到位，從上游往下游，由邊到中，儲料足夠，保證埋深。總體施工順序如下（見圖5）：

圖5 封底澆筑順序

首灌混凝土澆注順序總體從上游向下游推進，先周邊區域，后中間區域。為保證導管有一定埋深，一般不隨便提升導管，即使需要提管，每次提升的高度都嚴格控制在40 cm之內。根據現場測點的實測混凝土面高程，確定該點是否終澆，終澆前上提導管適當減小埋深，盡量排空導管內混凝土，使其表面平整。

從上游往下游，由邊到中，澆筑一段時間后，保證最低處都有混凝土覆蓋時，然后開動空壓機，用導管吸出所有匯聚到中間最低處的浮漿。保證封底混凝土的澆筑質量（見圖6）。

圖6 封底施工

3 結束語

五峰山長江特大橋北主塔鋼圍堰封底施工從2016年12月18日、21日、23日，分別對下游、系梁、上游進行封底施工。封底過程順利，每次澆筑時間僅24h不到，共澆筑方量14000方（控制頂面標高比設計標高略低，避免超高）。2017年1月2日經抽水檢查，封底情況良好，滴水不漏。我們在實踐中針對難點問題不斷總結經驗、改進設備、創新工藝為封底施工提供了重要保障。超大鋼圍堰封底的成功不僅為以后的施工積累了寶貴的經驗，也為國內的超大鋼圍堰封底施工提供了經驗借鑒。