深水鋼板樁圍堰設計及反工序施工技術研究
——以沅江特大橋（34+118+240+118+34）m矮塔斜拉橋為例

付民光，李占飛

（中鐵三局橋隧公司，四川 成都610083）

鋼板樁圍堰是深水基坑施工中常見的一種鋼板樁圍堰[1]，其具有強度高、接合緊密不易漏水、施工效率高、可多次重復施工等優點，是大跨徑跨河橋梁深水基礎施工中合理可行的臨時輔助措施，近年來在橋梁施工中得到廣泛應用。新建常益長鐵路沅江特大橋（34+118+240+118+34）m矮塔斜拉橋作為重難點工程，522#墩深水基礎施工中所用的深水鋼板樁圍堰設計[2]和反工序施工，有效彌補了其他圍堰結構的劣勢，在深水施工中發揮了其最大效果。

1 工程概況

新建常益長鐵路沅江特大橋位于湖南省常德市武陵區及漢壽縣境內，中心里程DK20+010.038，全橋長34 866.315 m，橋址在DK19+925.465～DK20+470.065處跨越沅江。其結構形式為（34+118+240+118+34）m矮塔斜拉橋，主橋采用預應力混凝土箱梁，單箱雙室截面；橋塔采用鋼筋混凝土橋塔，矩形實體截面；斜拉索采用單絲涂覆環氧涂層鋼絞線，主墩為雙肢薄壁墩，基礎采用直徑2.5 m鉆孔樁。沅江主墩基礎采用雙壁鋼圍堰施工，墩、塔采用爬模施工。深水鋼板樁圍堰難度國內罕見，522#墩采用鋼板樁圍堰結構形式，圍堰長21.6 m，寬14.4 m，高27 m，施工規模、技術難度、安全風險在國內排名靠前。

2 鋼板樁圍堰設計

522#墩位于沅江北岸河道內，現場采用先平臺后圍堰的施工方法進行基礎施工，采用鋼板樁圍堰結構形式，圍堰長21.6 m，寬14.4 m，高27 m，鋼板樁頂標高+30.5 m，樁底標高+3.5 m，設三道內支撐，封底混凝土厚度3.6 m，承臺一次性澆筑，具體如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

圖1 522#圍堰立面圖

圖2 522#圍堰1-1剖面圖

圖3 522#圍堰2-2剖面圖

圖4 522#圍堰3-3剖面圖

圍堰側板采用27 m拉森NSP-IVw600×210鋼板樁[3]，頂層內支撐圈梁采用2拼型鋼HN900×300，中層及底層內支撐圈梁采用3拼型鋼HN900×300，頂層及底層內支撐采用Φ1 200 mm×12 mm鋼管，采用螺栓和焊接連接。封底混凝土厚度3.6 m，采用水下C30混凝土，具體如表1所示。

表1 522#墩鋼板樁圍堰材料匯總表

3 反工序施工方法

施工步驟一：平整河床；孔樁施工完成后，拆除圖5所示虛線區域平臺；接高吊放支撐鋼護筒，水下割除承臺中心鋼護筒；拼裝圍堰三層內支撐及連接系。

圖5 522#拼裝圍堰三層內支撐及連接系圖

施工步驟二：安裝吊掛下放裝置，整體提升內支撐；拆除圈梁及內支撐范圍以下的平臺。具體如圖6所示。

圖6 522#拆除圍堰圈梁及內支撐范圍以下的平臺圖

施工步驟三：下放內支撐至設計位置；以內支撐為導向，插打鋼板樁至閉合。具體如圖7所示。

圖7 522#下放圍堰內支撐圖

施工步驟四：圍堰內清淤至封底混凝土底高程+9.607 m（+10.132 m），澆筑3.6 m封底混凝土。具體如圖8所示。

圖8 522#圍堰內清淤及澆筑封底混凝土圖

施工步驟五：封底混凝土達到設計強度后，圍堰內抽水；安裝支撐牛腿；拆除吊放及導向系統，割除鋼護筒，鑿除樁頭，綁扎鋼筋，安裝模板，澆筑承臺混凝土。具體如圖9所示。

圖9 522#拆除吊放及導向系統圖

施工步驟六：承臺混凝土達到設計強度后，承臺與鋼板樁之間填砂，澆筑0.8 m混凝土，頂部與承臺齊平；拆除底層內支撐、連接系及牛腿，保留頂層及中層內支撐；進行底節3 m墩身施工。具體如圖10所示。

圖10 522#拆除底層內支撐、連接系及牛腿圖

施工步驟七：中層內支撐進行轉換，再底節墩身安裝撐管；拆除中層支撐及豎向撐管，完成換撐，繼續進行后續墩身施工。具體如圖11所示。

圖11 522#中層內支撐進行轉換圖

4 結語

目前，沅江特大橋522#深水承臺已完成施工。在施工過程中鋼板樁圍堰嚴格按照設計方案實施，在每種工況中都為圍堰的位移及變形進行觀測[4]，結果顯示鋼板樁及支撐的位移、變形都符合設計規范要求。采用鋼板樁圍堰達到了成本低、進度快、回收率高、操作方便、安全可靠的預期目標，得到了建設單位及相關專家的認可，也為同類橋梁深水鋼板樁圍堰設計與施工提供借鑒。