橋梁深水基礎雙壁鋼套箱圍堰施工技術探究

胡 平

中鐵十一局集團第五工程有限公司

1 項目概況

某大橋全長629.4m，處在水庫下游的河流之上，常年水深5m～12m，最大水深13m。兩岸地形陡峭，常水位水深較大，為減少水中墩、降低施工難度，同時考慮該河道內為5級通航的標準，因此本橋的主橋運用一聯連續剛構，而引橋則使用預應力混凝土簡支梁，其具體孔跨布置情況為3-32m+（75+2×136+75）m 連續剛構+3-32m梁橋。

2 雙壁鋼圍堰施工技術

2.1 圍堰拼裝及下沉工藝

圍堰施工采用運輸車將鋼結構加工廠加工的圍堰側板分塊運輸至在墩位處。利用鉆孔平臺鋼管樁作為基礎，搭建鋼圍堰拼裝平臺進行底層鋼圍堰拼裝，并利用鋼護筒架設圍堰吊掛系統。底層鋼圍堰拼裝完成后對焊縫進行檢查，并進行水密性試驗。利用吊掛系統將底節鋼圍堰提起，拆掉圍堰底平臺貝雷片，下放圍堰入水浮在水面上；拼裝第二節圍堰，重復之前檢查，完成后拼裝第三節及頂節圍堰，完成圍堰拼裝，利用圍堰壁倉內灌水下沉。圍堰下沉時配合吸泥的相關設備，開始進行圍堰吸砂和吸泥的施工。當吸泥到達設計位置之后，安排潛水人員對基底加以相應的平整和清洗鋼護筒的外壁，再對圍堰的側板最底部位置進行堵縫施工。待所有施工結束后開始混凝土的封底施工，封底完成等待混凝土強度達到設計要求后開始進行抽水作業，然后去除鋼護筒并安裝支撐，最后對樁頭的混凝土予以相應的處理，再進入承臺內、底節墩身開始下一步的施工。

2.2 圍堰拼裝

（1）搭設圍堰拼裝平臺。鉆孔平臺上部結構拆除后，將鋼管樁在水面上1m 標高位置切除，作為圍堰拼裝平臺基礎，鋼管樁上放置I36工字鋼，上設置貝雷架。圍堰拼裝平臺材料均采用鉆孔平臺材料進行安裝。步驟一：鉆孔平臺拆除，切割鋼管樁；步驟二：距水面50cm施工鋼管樁連接系；步驟三：利用鉆孔平臺材料搭設圍堰拼裝平臺。

（2）安裝吊掛系統。護筒頂上安裝雙拼36工字鋼橫梁作為吊掛系統，共設置5 道橫梁，10 個吊點。60t 液壓千斤頂作為提升、下放系統，采用32精軋螺紋鋼起吊下放鋼圍堰。

（3）圍堰拼裝和下放。①拼裝前準備。當所有的圍堰加工結束之后，開始對其進行相應的編號，進而有利于施工的組拼。圍堰板吊裝前，先在圍堰拼裝平臺上用全站儀對圍堰位置進行精確放線，并在圍堰外邊線處焊接角鋼進行定位與限位。利用平板運輸車將加工完成后的圍堰板運送至墩位處。②底節圍堰拼裝。利用履帶吊把需要固定的圍堰塊起吊至安裝的大致位置，然后在已經固定的圍堰塊邊壁安裝焊接臨時的接口，最后將其與固定塊精準的對接并焊接，完成后再繼續下一塊圍堰塊的拼接固定，直至完成。③底節圍堰下放。當最底的圍堰拼裝結束后將其升高，然后再拆除平臺圍堰的下部貝雷梁組，清除對圍堰下放造成阻擋的工字鋼，然后將底節的圍堰下放至水面中，并自浮于水面。底節圍堰自重約140t，自浮狀態刃腳吃水約3m。④第二、三及頂節拼裝順序。為確保對稱的施工順序，第二和第三以及頂節的圍堰順序依據圍堰的長邊開始進行。拼裝順序參考圖1進行。

圖1 拼裝順序參考圖

⑤焊縫滲透檢查。對每一節的圍堰在拼裝后開展滲透的檢查：首先在焊縫的一側涂抹石灰粉，然后在另一側涂抹煤油，最后查看實際的滲透情況。當出現滲透時，對其進行標記，然后將焊縫予以鏟除并重新復焊，需要注意不得進行堆焊。

2.3 圍堰吸泥下沉

圍堰位置調整到位并著床穩定后開始吸泥下沉，吸泥采用Φ426吸泥管2套，27m3/min空壓機5臺，各臺空壓機使用1個9m3儲氣罐合并供應到吸泥管上。利用履帶吊提升和移動吸泥管作業，同時采用抽水機補水。吸泥過程中粒徑較大的卵石容易造成吸泥管堵塞，施工時派潛水工進行水下清理。吸泥除土過程中，應均勻除土，控制堰內除土深度和外吸土面高差不大于0.5m，任何情況下，除土泥面不宜低于刃腳，周邊的除土泥面距刃腳不得低于刃1.0m～2.0m。在鋼圍堰下沉過程中，以下沉0.5m一次開展一次技術指標檢測，進一步有效的控制鋼圍堰的垂直度、偏角度。當下沉位置距離設計標準2.0m時，應當有效控制圍堰內的除土量以及除土的位置，并詳細檢查圍堰下沉的各項指標，對圍堰正位、糾偏予以相應的調整。正位以及糾偏主要運用局部吸泥、加重的方法調整。即在刃腳比較高的一側除土，然后在低的一側棄土，由此對其加以調整。糾正位移時，可先局部除土，促使圍堰偏位方向產生一定的傾斜角度，再沿傾斜的方向開始下沉，直到圍堰最底部的中心位置和設計位置重合時，再在另一側偏除土使圍堰恢復水平狀況，復測偏位，逐次循環進行，直至調整至使傾斜和位移達到規范允許偏差范圍內，糾正位移時，可同時調整鋼圍堰拉纜，以輔助糾偏。

2.4 圍堰內清底吸泥

（1）根據圍堰的大小及其所在位置的地質情況，圍堰內吸泥采用2臺（套）吸泥設備。（2）在吸泥過程中經常搖蕩管身和移動位置，以期吸泥效果最好。吸泥管口一般離開泥面為15cm～50cm。要隨時升降吸泥機，以能經常吸出最稠的泥漿為標準。（3）吸泥后期，潛水工要配合吸泥和打撈，采用逐段清理、逐段檢查的方法。按方格網坐標點采取拉網式逐點用測深儀測出基面高程，以確保封底混凝土厚度滿足設計要求。

2.5 混凝土封底

在進行圍堰的封底施工前，為了確保不被沖刷，所以在圍堰的側板外部利用沙袋做護腳處理。另外還需要派潛水人員對鋼護筒的外壁和圍堰的內壁進行有效的清理，確保表面無污物。封底的混凝土澆筑使用從上游向下游的方式予以推進，使用3套灌注導管系統，導管的作用半徑為3.0m。3 套導管系統循環倒用，當第一套導管灌注時，安裝第二、三套導管，做好拔球準備，第一套導管灌注混凝土至設計層標高，并確保埋住第二套導管底口后，將第二套導管進行拔球灌注，然后將第一套導管采用龍門吊提升，移至第三套導管下游，安裝下放導管，待第二套導管灌注至設計層標高后，將第三套導管進行拔球灌注，如此進行循環，直至混凝土灌注完成。

3 施工注意事項

當前在水位較深的區域利用雙壁鋼圍堰施工的橋梁較多，其能有效的承載內外水差所產生的壓力，并且整體結構較為簡單，無需大量的投入，但在實際的施工中應當注意以下幾點：（1）在設計的最初期，應當根據現場的實際情況選擇合理的結構，與承臺構造應整體協調，在設計時靈活運用，進而降低工程造價。設計時，依據移運能力、吊裝因素等相關情況對圍堰的大小予以詳細的劃分，與此同時，確保圍堰的承載力和剛性以及穩定性和錨定系統滿足相關的標準和要墳，最后在安裝完成后對其開展一系統的質量檢驗，以及水密性的檢測。（2）再有就是對鋼圍堰浮云的定位，在定位前對纜繩、錨鏈、錨錠、導向設備等相關的設備詳細的檢查和調整，確保圍堰在下落時一切順利，另外，時刻注意水位的漲落會對錨錠造成一定的影響，正確定位之后應立刻向圍堰內壁腔內對稱均衡的灌水，使圍堰落床。（3）在鋼圍堰完全下落著床之后，開展對沖刷與偏斜現象的檢查，如果出現問題需要及時修整，在圍堰澆筑封底時，一定在要澆筑之前做好清理工作，并經過潛水人員全面檢查確保合格后開始澆筑，并且注意混凝土澆筑的高度，避免出現欠澆、超澆的情況。另外，在施工中一定要注意對混凝土施工后的封堵，如不及時有效的封堵，則會導致結構不穩定。

4 結論

伴隨國內科技水平不斷的更新與發展，在橋梁的建設中，各種不同的技術經過不斷完而逐漸成熟，特別是在一些較深的區域建設特大橋時，運用雙壁鋼圍堰進行橋梁基礎的施工取得了較大的成功。本文主要分析了雙壁鋼套箱圍堰的施工技術，并通過實際運用在特大橋中取得了較高的效果，然后將在建造過程中的施工注意事項予以簡要的介紹，希望通過相應的論述可以為后續類似的工程提供一定的參考。