論大型鋼吊圍堰的浮運與定位施工技術

周榮貴

摘要：在武漢二七長江大橋基礎施工過程中，基礎采用雙壁鋼吊箱圍堰法施工，為保證圍堰施工質量，鋼圍堰在江北的船廠整體制造，利用氣囊整體下河，下河后浮運至墩位并定位，以滿足鉆孔樁施工及承臺施工的要求。通過對4#墩雙壁銅吊葙圍堰的浮運及定位的闡述，較詳細地介紹大型鋼吊箱圍堰的浮運與定住施工技術。

關鍵詞：雙壁鋼吊葙圍堰；浮運；定位

中圖分類號：F287.7

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198(2009)09-0269-02

1主要施工流程

2機具材料準備

圍堰浮運臨時材料設備如下：主拖輪，6000馬力，1艘，圍堰浮運時頂推；幫拖輪，2640馬力，2艘，圍堰浮運時護航；卷揚機，15噸，3臺，拋錨船、拖拽船上使用。卷揚機，5噸，4臺，圍堰上過拉纜用；發電機，265kw，3臺，前后定位船及圍堰上提供動力電源；920鋼絲繩，200m／根，2根過拉纜時作牽引索；φzO鋼絲繩，150m／根，4根。備用；交通船，100噸，1艘，吊船，35噸，1艘，掛索、過前拉纜；指揮艇，1艘；電焊機，4臺；氧氣割刀，4套；扳手、鐵錘、梢鏈、八掛頭千斤繩、白棕繩、2噸、5噸導鏈數臺。

3鋼圍堰浮運、定位

3.1浮運前準備

(1)機具準備。

圍堰頂上2臺卷揚機，每臺卷揚機各準備一根長200米，直徑為φ20毫米的鋼絲繩，在浮運時過各拉纜和邊纜，作牽引索用。(因為拉纜較粗、較重，當后拉纜或邊纜過到圍堰處后，在吊機操作不便時，可以用此鋼絲繩牽引邊纜、拉纜到圍堰頂面上去連接固定，并可以利用此鋼絲繩對邊纜預收緊后再將邊纜與相應的滑車組連接)。

(2)拉纜接頭制作準備。

圍堰下水后，圍堰上的下層拉纜錨固裝置將被淹沒在水下，故在圍堰下水前，將圍堰的拉攬兩端制作成八卦頭，一端與圍堰的錨固裝置連接好，其余部分都盤碼在圍堰頂面放好。

(3)圍堰頂布置準備。

鋼圍堰下水浮運到墩位后，應在最短的時間內將圍堰與定位船連接好，利用錨碇系統穩定圍堰以保證圍堰的安全，因此，圍堰浮運前應將準備工作盡可能做完善，給圍堰浮運定位交接創造條件。

(4)浮運前的檢查。

①按照錨碇系統設計圖，對所有錨碇設備進行全面檢查調整，所有拉纜均應整理好盤放在規定的位置。

②圍堰上應備足救生衣、救生圈等安全設備，置于顯眼位置，圍堰頂面清理干凈。

③掌握浮運當天及以后二天氣象資料，要求浮運當天江面能見度好，無三級以上大風，無中雨，以后兩天無五級以上大風天氣；測量主河道水流流速。

④浮運作業的所有人員進行明確分工，各船只按事先規定的信號統一指揮工作。

3.2圍堰下水后的狀況

由于長江水位的不斷下降，圍堰下水后靠岸邊側擱淺；圍堰下水處位于天興洲大橋下游的北汊河道，此河道為非主航道，由于水位的快速下降，河床淤積嚴重，目前許多地方水深已不足3m，大馬力拖輪已無法進入此水域進行圍堰頂推浮運作業。

3.3圍堰拖拽至深水區

圍堰拖拽步驟：(1)利用拋錨船在圍堰下水處南面400m處拋投2個6t鐵錨，并收緊錨繩；(2)由小拖輪(340匹，吃水1.5m，滿足吃水要求)帶拖拽船至圍堰處，使拖拽船尾部盡量與圍堰下兜攬裝置靠近，將拖拽船上的拉纜與下兜攬的備用柱連接；(3)拖輪帶著拖拽船向拋錨船靠攏，在靠攏的過程中不斷下放拉纜，最后將拖拽船與拋錨船采用鋼絲繩連接在一起；(4)通過拋錨船上的發電機開動拖拽船上的卷揚機收緊拉纜，調整兩根拉纜對稱受力，緩慢地將圍堰拖拽至深水區內；(5)收絞錨繩將兩艘船向江中移動，為圍堰讓位；(6)待命的800匹拖輪和540匹拖輪組隊調整圍堰方向，并臨時穩定圍堰；(7)起出拋錨船前2個鐵錨，掛設在拋錨船前頭。至此，圍堰拖拽至深水區的工作完成。

3.4浮運航道布置

近期請武漢航道部門對天興洲北漢河床進行了測量，結果表明天興洲洲尾處河床淤積嚴重，大部分水域水深已不足2m，已經無法滿足圍堰浮運的要求，通過天興洲北汊往上游還能布置出一條航道，因此圍堰浮運路線定為由天興洲北汊往上游浮運至墩位。

通過北漢向上游浮運的航道情況：圍堰入水處上游1000m～1500m左右有一段水域水深情況比較復雜，水深由3m～6m不等，在此水域浮運前需設置簡易航標，保證航道內水深不小于3m，寬度不小于80m；再向天興洲橋過去，水深逐漸變大，天興洲橋位處水深為13m～14m；天興洲橋上游水域水深逐漸變小，朱家河至洲頭約1500m水域水深2.5m～4m不等，此水域在浮運前需要進行疏浚，疏浚完成后設置簡易航標；朱家河上游至油庫碼頭航道滿足浮運要求，到油庫碼頭后圍堰從長江北漢浮運至南汊主航道，最后沿著南漢主航道浮運至墩位。

為了讓浮運船隊到達后能夠從下游沿直線經由后定位船位置通過，在定位船拋錨和預絞后，將前、后定位船之間的對拉連接繩解除，通過收絞后定位船北側邊錨錨繩，將后定位船向北側移動60米左右。

3.5浮運動辦

鋼圍堰浮運動力共計三組，分別如下：

(1)小馬力拖輪組。

小馬力拖輪組由1艘800匹拖輪和1艘540匹拖輪組成，采用頂推為主，幫拖輔助的方式進行，負責圍堰在天興洲北漢航道的浮運，直至圍堰浮運到油庫碼頭。小馬力拖輪組布置見下圖：

(2)拖拽裝置。

圍堰拖拽裝置在上面已經提及，其主要作用如下：

①圍堰下水后，將圍堰拖拽至深水區自浮。②在圍堰通過天興洲大橋時，作為圍堰的浮運動力。天興洲大橋北漢主橋通航孔主跨80m，實際通航寬度60m左右，圍堰寬度為35m，為了確保在過天興洲橋時的浮運安全，采取前端拖拽，拖輪控制圍堰擺動的方法通過大橋。具體操作如下：圍堰浮運至天興洲橋下游深水區后，340匹拖輪帶著拋錨船在天興洲橋上游側350m左右拋投2個6t鐵錨。并收緊錨繩；圍堰浮運至天興洲橋下游側與橋墩10m左右時穩住，340匹拖輪帶著拖拽船與圍堰連接拉纜；收緊拉纜、解除圍堰幫拖的540匹拖輪，至橋上游側待命；通過拖拽船上的卷揚機將圍堰向上游拖拽150m左右，直至圍堰完全通過橋孔，在拖拽的過程中，主頂推的800匹拖輪負責控制圍堰的擺動，確保圍堰沿直線拖拽；540匹拖輪與圍堰靠幫，解除拖拽系統，繼續頂推浮運至油庫碼頭。③圍堰拖拽裝置也是一個應急裝置。當圍堰在北漢浮運時，萬一出現圍堰局部擱淺等意外情況時，立即利用拖拽裝置將圍堰拖拽至深水區自浮。

(3)大馬力拖輪組。

大馬力拖輪組由1艘6000匹拖輪和2艘2640匹拖輪組成，采用頂推為主，幫拖輔助的方式進行，負責圍堰在南漢主航道的浮運；圍堰浮運時大拖輪組在油庫碼頭待命，小

拖輪組將圍堰浮運至此后，利用大拖輪組替換小拖輪組，將圍堰浮運至墩位。大馬力拖輪組布置見下圖：

3.6浮運至墩位處的交接

(1)圍堰在拖輪組的牽引下，從船廠下水處出發，沿著制定的航行路線到達橋位處。

(2)拖輪船隊拖帶圍堰前行，當圍堰行至離前定位船下游約100米處，拖輪組減速慢慢將圍堰向前定位船盡量尾部靠攏(保持3米左右距離)，但不能撞擊前定位船，并將圍堰穩住，此時將事先準備在圍堰上的連接臨時拉纜的白綜繩從圍堰上甩到前定位船上，操作人員通過白棕繩將臨時拉纜與前定位船山將軍柱連接(注意，鋼絲繩應系成交叉纜)；之后，拖輪拖帶圍堰向后溜放3m左右穩住，與前定位船之間保持3m～5m的距離。

(3)圍堰停穩以后，利用?？吭谇岸ㄎ淮叺?5T浮吊依次將掛在圍堰頂面上的拉攬的引出接頭過到前定位船上，與前定位船上相應的滑車組‘連接。連接操作要依次一根一根的進行，先連接下層的拉攬，連接好后利用圍堰頂面布置的卷揚機打梢將拉纜的中間部分慢慢放入水中，再連接上層的拉纜，同樣用卷揚機打稍將拉纜的中間部分放入水中，絕不可使各拉纜之問相互交叉纏繞。

(4)8根前拉纜下放完畢后，主頂推拖輪微向前頂，解除系在圍堰前端的φ28mm臨時拉纜；圍堰在拖輪組的控制下緩慢的向下游溜放滑行，當圍堰滑行到4#墩位處時，上游側的主拉纜相應被繃直受力，調整前定位船上的滑車組使各拉纜受力均勻；解除北幫拖航拖輪和主頂推拖輪，留下南側幫拖繼續控制圍堰的橫向穩定。

(5)在鋼圍堰過前拉纜的同時，另外一組事先安排好的人員通過收絞后定位船南側，邊錨和臨時頓水錨等方法(必要時用540P拖輪幫忙)將后定位船從臨時?？奎c向圍堰靠攏；為使后拉纜連接方便，在尾錨繩長度允許的情況下，盡量使后定位船向圍堰尾部靠近。

(6)利用一艘機駁從后定位船上過一根直徑φ20mm的牽引鋼絲繩到圍堰上將后拉纜從圍堰上牽引到后定位船上。方法如下；

①將機駁與后定位船臨時靠幫，從后定位船上將牽引繩過到機駁上盤好并打梢固定；②用機駁帶著牽引繩至圍堰處(機駁前進的同時，注意控制拋放牽引繩)；從圍堰上放下盤放在上面的后拉纜活頭到機駁上。下放拉纜采用人工下放，利用圍堰尾部的卷揚機打梢(通過圍堰前后的將軍柱轉向)，控制拉纜下放速度并確保下放過程安全；③用卡環將后拉纜活頭與牽引繩連接，解除牽引繩與機駁的打梢(解梢時要注意安全)；④后定位船上的卷揚機收繩，圍堰上的卷揚機放繩，圍堰上的打梢點到達圍堰尾部時，利用圍堰尾部的將軍柱打梢移動卷揚機打梢點并繼續放拉纜，最后，利用將軍柱打梢拆除卷揚機打梢點并甩梢將拉纜完全放入水中，后定位船上的卷揚機繼續收繩將后拉纜過到后定位船上，與滑輪組連接；⑤各拉纜分別與滑車組連接好以后，放松臨時領水錨繩，將后定位船向下游其設計位置溜放，利用后定位船上的滑車組預收緊尾錨繩，同時也要注意調整后拉纜受力一致；⑥圍堰前后拉纜全部安裝完畢，利用卷揚機調整拉纜，使其全部拉直受力之后，即可解除最后一艘幫拖拖輪，至此，圍堰浮運、交接完成。

3.7圍堰初定位

用拋錨船拋設圍堰邊錨，過錨錨繩到圍堰上與相應的滑車組連接，再同時預收緊圍堰邊錨，進行圍堰初定位。

拋錨時拖輪帶著拋錨船和邊錨到圍堰處，將錨繩與錨鏈相連后，在設計位置先拋設圍堰的4個下層邊錨，過錨纜到圍堰上與滑車組連接，對稱收緊圍堰下層邊錨，然后再拋設圍堰的4個上層邊錨，過錨纜到圍堰上與滑車組連接，對稱收緊圍堰上層邊錨，這樣圍堰初定位完成。