組合單壁鋼圍堰在水中橋梁施工中的應用分析

張偉

摘要：本文將結合實際工程案例，對組合單壁鋼圍堰結構組成和施工設計條件進行介紹，同時闡述整體施工工藝及其流程，并且指出此類施工的注意要點，以期為類似施工作業人員提供可靠參考。

關鍵詞：組合單臂鋼圍堰，水中橋梁施工，承臺作業

在現今橋梁施工領域中，水中橋梁施工的占比與日俱增，而深水基礎施工已經成為了此類工程最重要的影響因素之一。對于水中橋梁施工而言，鋼圍堰屬于一種臨時性的擋水結構，其能夠將無水干處的施工條件提供給后續的承臺作業，因此當前此項技術已經得到了較為廣泛的應用。

一、工程概述

（一）工程介紹

某大橋總體長度約為310m，橋位的河面寬度在300m左右。主橋結構為：9孔31.74m連續拱橋。現場地質水文條件復雜，有1.2-7.6m的穩定水位埋深。大橋所處現場環境，在每一年的4-8月份會迎來主汛期，有著2.6m/s的最大流速。在全面分析、對比之后，施工部門決定1#-8#共計8個承臺圍堰使用組合單壁鋼圍堰。

（二）組合單壁鋼圍堰結構組成

對于單臂鋼圍堰結構來說，應用此結構的主要目的便是在水中施工過程中裝載一個臨時擋水結構。鋼圍堰最核心的任務便是借助封底砼以及圍堰側板進行阻水擋水，從而為后續的承臺作業創設出一個無水施工條件。按照鋼圍堰實際應用產生的作用來劃分，分為內支撐、側板以及接口止水槽，而側板便為鋼圍堰最重要的阻水、擋水結構，同時也是承臺作業的重要模板。封底砼屬于承臺作業底模板，而對接口止水槽的灌縫處理，一般會使用較為嚴密的止水方式。

（三）設計條件

在設計結構的時候，需要綜合考慮現場施工的施工作業時間、工況條件以及水位條件等，進而對主橋墩組合單壁鋼圍堰結構的設計條件加以確定：鋼圍堰的平面以內凈尺寸為11.5m×31.9m，此處和承臺擁有相同的平面尺寸，承臺的底標高被設成0m。設計鋼圍堰側板的高度為8.5m，鋼圍堰內在清底之后，其對應河床的標高記作-0.7m，而封底砼的厚度可達0.7m。

（四）單臂鋼圍堰鋼套箱的應用優勢

1、并不會受到河床地質以及地形的限制。

2、拼裝板塊有著較小的重量，在實際施工當中并不會使用到超大型水上起吊裝置。

3、只要能夠有效應用鉆孔平臺，便基本能夠完成此類施工整個工程。

4、加工時可以采用工廠法，并且展開多點平行施工。

5、借助組合板塊接口，能夠加快套箱的下放速度，使相關施工更為方便，同時能夠對各種尺寸進行任意組合。

6、有著較為良好的使用效果，并且在抽水的過程中可以更具實際狀況，增設合理數量的內支撐，從而避免相應套箱出現變形。

二、組合單臂鋼圍堰的整體工藝

（一）施工流程

制作鋼圍堰的構件—對河床進行清理—打牢導向定位樁—套箱板的安裝—振實、校正與加頂部內撐—砂袋護腳—水下混凝土的封底作業—灌注接縫混凝土—進行抽水，并且加設第二道橫撐—進行鑿平清理—承臺混凝土作業。

（二）制作、運輸組合單壁鋼圍堰

在圍堰的加工廠，分塊制作鋼圍堰，并且確保焊縫的整體質量能夠與相應的規范制度相符合，隨后還要使用煤油進行試漏實驗。把完成單塊加工的鋼圍堰運往相應鋼平臺之上，并且用一臺規格為50t的履帶吊進行分塊吊裝操作^[1]。

（三）施工前期準備

在完成樁基施工，且拆除鉆孔樁平臺之后，施工部門應該借助長臂挖機將樁基四周的淤泥及時清理掉，需要保持清淤適當超深，大概比封底砼底邊標高的0.3-0.5m低。對橋梁的中心線以及橋墩的中心線進行測量復核，并且要求精準地將型鋼導向架焊接在鉆孔樁的護筒之上，以便使之成為組裝單臂鋼圍堰的下方定位導向結構，放置完成之后，為鋼圍堰做內支撐。

（四）鋼圍堰制作安裝優化

為了更加科學地節約施工部門在此施工過程中的資金成本，同時節約施工采用的機具，制安鋼圍堰時應當使用“分塊制作、原位拼接安裝以及按塊下沉”的原則展開施工。在將每一塊組合單臂鋼圍堰的面板運到施工現場之后，需要采用規格為50t的履帶吊一塊塊進行下放，在通常情況下都是自上游開始來按照角板—中板的順序逐一地進行下放操作，一直到合龍為止。合龍之后還需要操作振動錘按順序對其進行插打，直到不能再打進去。在對鋼圍堰的側板進行插打作業時，應該實時地運用水平尺對垂直度進行認真檢查，以便保證誤差在標準范圍內。檢查人員還應當檢查是否存在懸空狀況，隨后再對封堵方式進行合理確定。對于每一塊鋼套箱的接縫而言，應在接縫中間運用槽鋼、工字鋼做陽頭和陰頭，以便確保圍堰保持住自身整體性。在整體將鋼圍堰下放完成之后，技術人員還需要對局部高差很大的圍堰面板加以調整，一般可以運用沖砂法或者抽砂法。在制安的最后階段，于套箱的接縫止水槽中灌筑砼，待砼凝固之后，使圍堰體系充分轉變為整體鋼圍堰。

（五）鋼圍堰的封底

使用的封底砼應當和鉆孔灌注樁保持一致，于陸上的攪拌站中對砼進行拌制，隨后使吊車能夠與吊罐搭配上料，運用導管進行布料。在施工現場借助鉆孔樁的鋼護筒來制作一個超過6m³的大集料斗，對第一批砼進行儲存。

在封底砼達到設計強度的85%之后，便需要執行抽水操作，技術人員應當保持一邊抽水一邊對圍堰變形狀況進行觀察。倘若水位有過高的高差，便能夠實現一邊抽水，一邊將內部導向架進行下放，并使之落于恰當位置，在需要的時候，還應當合理增設內部支撐。需要注意的是，抽水時應該盡量與最高水位時間錯開。

（六）承臺作業

在完成抽水作業之后，需要將樁基礎的鋼護筒及時切割，將樁頭鑿除，并且檢測樁基。在檢測樁基確定其合格之后，施工隊伍便需要應用常規干處施工技術展開承臺作業。

（七）拆除鋼圍堰

在完成承臺作業之后，應當運用振動錘將圍堰一塊塊拔出來，并且進行集中修整和保養，以便在后續施工中應用。

三、施工注意要點

（一）接頭止水

對于組合單壁鋼圍堰來說，陽頭、陰頭以及接頭止水構造屬于其最為薄弱的位置，在實際施工過程中，一旦發現封底套箱之后進行抽水作業時，局部灌縫存在滲水，需要在灌縫細石砼的時候對灌縫的整體質量進行全面控制，以便保證灌縫密實、飽滿。

（二）封底

在進行鋼圍堰施工的過程中，套箱封底砼除了具備隔水、防水的功能，施工部門還可以將其當作承臺作業過程中的作業平臺以及持力層。這就要求技術人員必須確保封底砼擁有良好的均勻度以及質量，避免其存在薄弱位置，防止后續施工中由于漏水、滲水等問題引發施工事故、降低施工質量。對于承臺作業的工期以及質量而言，封底砼的質量高低將會對其產生直接影響。在通常情況下，封底砼的標高相對設計要求標高要低5㎝左右，因此在完成清底之后，還需要進行找平。

（三）構件加工焊接

以全焊的方式處理加勁肋板和壁板對接縫，以便使二者和加勁角鋼間運用交錯焊的方式進行焊接。除此之外，在焊接單元件的橫縱骨肋時，需要對縱肋進行優先焊接，隨后再對橫肋進行焊接。在進行現場焊接的時候，需要格外關注焊接的順序，避免其出現變形、扭曲等狀況，可以采取自中間朝兩邊進行對稱焊接的方式，嚴禁進行對角焊接。

四、結語

總之，本文涉及工程積極采用了組合單壁鋼圍堰技術，其施工效果極佳，能夠為今后相似工程提供經驗。在實際施工過程中，施工部門需要綜合考慮現場實際狀況，對施工設計加以有效優化，這不僅使最終施工周期大大縮短，更使施工企業資金投入成本得到有效節約，因此其能夠幫助企業實現經濟效益最大化。

參考文獻：

[1]高文波，陳海偉，胡余勇.基于單壁鋼圍堰的深水樁基加固技術研究[J].交通科技，2017（6）：16-19.