雙壁鋼吊箱圍堰施工技術研究

胡心龍

摘 ? ?要：深水橋梁樁基礎的防水構筑物主要包括鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰、鋼吊箱圍堰等。其中，鋼吊箱圍堰作為橋梁基礎施工中的阻水結構，具有施工工期短、不用沉入河床、受水流速度影響小、材料用量少等特點，已被廣泛的應用于深水橋梁樁基礎施工中。本文以位于三峽庫區的秭歸童莊河渡改橋工程的3號主墩基礎施工為背景，較詳細的研究了鋼吊箱圍堰現場施工技術。

目前，三峽旅游經濟帶仍有很大發展潛力，而發展區域特色經濟，交通順暢、便利是先決條件。三峽庫區是湖北長江的中心地段，是交通規劃的重點區域，橋梁建設工程將越來越多。因此，總結一套完整的三峽庫區雙壁鋼吊箱圍堰現場施工工藝，為后續的工程建設提供參考，具有十分重要的意義。

關鍵詞：深水樁基;鋼吊箱圍堰;施工技術

1 ?引言

橋梁在山水地區跨越障礙、縮短路線時發揮很大作用，而各地區之間的交流往來變得頻繁、快速、高效，也對橋梁的技術標準和質量安全提出更高要求。橋梁的跨徑和寬度在變大，基礎長度和入水深度也在加長加深，那么正確合理的設計施工，不僅節約成本，也對橋梁的質量提供保障。目前深水橋梁樁基礎采用圍堰的施工方法在我國的橋梁建設中已得到廣泛應用。

2 ?鋼吊箱圍堰結構選擇

鋼吊箱圍堰是為承臺施工而設計的臨時阻水結構，其作用是通過圍堰底板、側板和封底混凝土圍水，構造無水的施工環境。鋼吊箱圍堰由底板、側板、及吊掛系統組成。童莊河渡改橋3#主墩承臺底標高為+143.27m，與三峽庫區在枯水期時水位標高十分接近，但比河床面高32m;當庫區在蓄水期時，水面比河床面高62m。因此采用鋼吊箱圍堰是最優的辦法。

（1）鋼吊箱圍堰底板既作為封底的底模，也充當樁基施工的鉆孔平臺。因此，先在岸邊的兩條完成剛性連接的駁船上組拼底板，然后浮運至墩位處拋錨定位，再施工樁基。底板的材料和結構設計要能抵抗封底底面至水面最大高差時產生的浮力。底板由主龍骨、次龍骨、面板及堵漏板組成。其中龍骨材質為Q345B，面板和堵漏板材質為Q235B。主龍骨采用HN900×300型鋼，次龍骨采用HM390×300型鋼，面板由工10和6mm花紋鋼板組成;待樁基施工完成、圍堰底板側板安裝后，將8mm鋼板組成的堵漏板安裝在樁基與底板的空隙處。

（2）鋼吊箱圍堰側板一般有單壁和雙壁兩種。單壁結構簡單、制作方便，用鋼量少，但是比雙壁結構剛度小、密封性差。雙壁有內外壁板，由環板和豎肋連接，制作復雜，用鋼量大，但適用于深水且水位循環漲落的施工環境。盡管3號主墩承臺為矩形，但考慮到安全的施工環境、工期、工況、圍堰封底和澆筑情況，采用圓形雙壁鋼吊箱圍堰是最合理的。通過計算，圍堰外徑設計為33.2m，壁厚1.5m，總高38.042m，分三節，每個節段分成24塊。圍堰內外壁板均采用8mm厚鋼板，環板為20mm鋼板，豎肋為75x50x6角鋼，均為Q235B材質。

（3）鋼吊箱圍堰的吊掛系統由吊掛分配梁、錨固分配梁、鋼絞線和液壓連續千斤頂組成。吊掛梁安裝在鋼護筒上，錨固梁安裝在圍堰底板下方，二者通過鋼絞線連接。圍堰提升下放的高度由液壓千斤頂的智能系統進行精確控制。按最不利工況進行結構計算，吊掛梁采用HN900型鋼，錨固梁采用雙拼工45c型鋼，均為Q235B鋼材;鋼絞線為ΦS15.2mm鋼絞線，fpk=1860MPa;千斤頂單頂最大提升力為350t，共八個。吊掛系統共52個吊點，每個吊點16根鋼絞線成一組，圍堰提升下放時滑動，圍堰固定時由錨具卡住。

3 ?現場施工技術

3.1 ?圍堰浮運定位

鋼吊箱圍堰底板在樁位處拼裝極難保證精度及焊接質量，且施工場地有輕微滑坡，拼裝后圍堰底板難以下河。因此在岸邊將兩條駁船通過型鋼連接，建造水上拼裝平臺。拼裝平臺連接定位時要準確測量，確保型鋼安裝時對稱、水平，避免船舶受力不平衡或覆蓋預留出的樁位。拼裝平臺完成后即施工圍堰底板，按結構對稱的方式安裝龍骨，嚴格控制預留樁位和焊縫質量，并探傷檢測，避免返工。圍堰底板浮運時，由機動船牽引駁船，緩慢行駛至墩位處，行駛過程中盡量保證圍堰底板的方向與設計位置同向;行駛至墩位處后，圍堰底板靠在預先停留的浮吊旁，然后浮吊將錨鏈另一端與駁船相連，按設計的錨點將錨錠拋入河中，以此固定圍堰底板;最后由測量對平臺進行復測，小范圍調整駁船位置，完成定位。

3.2 ?樁基施工

圍堰底板定位完成后即按施工方案插打輔助樁的鋼護筒，然后進行輔助樁的鉆孔、清孔、灌注工作。輔助樁完成后，在輔助樁鋼護筒頂安裝一部分吊掛系統，利用吊掛系統將圍堰底板的重力從駁船傳遞到輔助樁上，然后稍微提升圍堰底板，使將駁船退出，完成體系轉換，固定平臺后便于后續主墩樁基施工。（1）主墩樁基鋼護筒插打時，要精確測量定位，避免因護筒傾斜而樁基傾斜或鉆進時卡鉆。（2）鉆孔施工前要先投粘土造漿，并使孔內水位高于孔外;尤其在庫區水位漲落時，孔內水位要相應變化。鉆孔時要注意在地層變化處放慢速度，進尺緩慢時查看渣樣，常測孔的傾斜度和泥漿濃度，確保成孔質量和施工進度。成孔后保持泥漿不斷循環，減少孔內砂率和孔底沉渣，并及時灌注。（3）鋼筋籠采用長線法制作。需要注意主筋分節處絲頭和套筒質量，確保在分節處主筋抗拉強度符合要求。鋼筋籠在起吊和翻身時注意吊點選擇，避免鋼筋籠變形，并嚴格檢查聲測管有無滲漏。（4）水下混凝土灌注前要計算好首封的方量，在保持連續不斷地灌注過程中，勤拆管并復核混凝土上升數據，確保導管埋深，控制成樁質量。

3.3 ?鋼吊箱圍堰側板安裝

圍堰側板在工廠制作完成后對照設計圖檢查其結構和焊接質量，然后運至墩位處起吊安裝。安裝前要放樣側板位置，保證圍堰底板在同一水平面，避免側板拼裝時出現錯臺。圍堰為全焊水密結構，側板焊接是至關重要的一步。安裝時要保證位置準確、豎直、節段接縫處銜接緊密，減少因錯縫造成的板厚變小問題，使圍堰有更好的剛度。側板焊接是先焊壁板對接縫，再焊內環板的角接縫等，這樣按順序施工可以減少構件焊接變形和內應力。每塊側板焊接完成后即進行焊縫檢測，對不合格的焊縫鏟除重焊，直至合格后進行下一個節段安裝。圍堰側板焊接完成后，安裝用于封底的這一部分吊掛系統。

3.4 ?鋼吊箱圍堰下放

圍堰下放前，由測量對鋼護筒的垂直度、平面位置及底板的平面位置進行精確放樣，計算鋼護筒與圍堰底板的間隙，推算下放到位時的相對位置，然后針對性的安裝堵漏板。在保證結構安全的情況下，對有干擾的地方進行切割補強，確保圍堰能順利下放。

3.5 ?圍堰封底

結合工期和水位情況考慮，通過計算：在庫區水位標高高于+164m時，封底混凝土厚7.5m;低于+164m時，封底混凝土厚5m。在這兩種工況下，分配梁及鋼絞線都滿足要求。由于封底面積太大，根據混凝土的流動性布置若干組導管，進行循環布料，及時測量混凝土上升高度并針對性的補料，重點關注堵漏處的混凝土情況，以此保證封底的質量，為后續承臺施工創造良好環境。

4 ?結語

本文查閱了國內相關的深水橋梁樁基的施工工藝和方法，對現行的施工方法進行總結歸納。秭歸童莊河渡改橋工程的3號主墩基礎施工采用了雙壁鋼吊箱圍堰，取得了較好的經濟效益，節約了成本、加快了工程的施工進度，且在實際應用中安全性高，實施操作方便，施工工藝成熟，可以完善并進一步推廣。

參考文獻：

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[2] 段振益，劉鵬，肖文福等.蘇通大橋主橋主墩鋼吊箱設計及施工[J].施工技術，2005（S1）：202～206.