無底鎖口套箱圍堰在八里湖大橋的應用

閔平

摘要：講述鎖口套箱圍堰進行水中橋梁墩臺施工的方法，施工技術要求。

關鍵詞：橋梁；套箱圍堰；應用；技術

0 引 言

隨著橋梁施工技術的發展，水中橋梁墩臺圍堰的施工方法也在發生著變化，從傳統的筑島施工發展到鋼板樁施工，到整體套箱施工等，這些施工方法的實現無不凝聚著橋梁建設者們的智慧，鎖口套箱圍堰也應運而生。它主要是結合了鋼板樁圍堰與整體套箱圍堰的優點應用于橋梁工程，整體套箱圍堰主要的缺點是重量大，需要特大型的吊裝設備，且拆除回收不方便；鋼板樁的主要缺點是板塊小，現場施工時間長，且在深水區難以實現；鎖口套箱圍堰是將整體套箱分解的方法，將圍堰側板分解成小板塊（比鋼板樁寬，以加快施工進度）。在深水區，承臺設計底高程大大高出地面，圍堰板不入土，套箱設置底板，自成體系；在淺水區，承臺設計底高程低于地面，圍堰板入土，套箱不設置底板，利用清理后的地面及封底砼代替底板。即本文要介紹的無底鎖口套箱圍堰。

1 工程結構特點

代表性承臺長5.6米、寬5.4米、高2.2米；底高程11.9米；承臺下直徑1.2米樁4根，間距3.4米；湖面最高水位16.5米；湖床面高程11.2米。

2 鎖口套箱圍堰結構

整個圍堰體系結構由以下幾部分組成（如下圖）：

（1）圍堰側板：是整個圍堰的圍護結構，按施工過程中各種工況進行設計，需要保證足夠的強度、剛度、穩定性和扭曲強度，并根據結構特點分成若干個小塊，以方便承臺之間的倒用，套箱側板的尺寸一般分為：2m、1.5m、1m、0.9m（鎖口）、0.4m、0.3m。

（2）內支架：圍堰側板的支撐構件，包括導梁、斜撐、橫撐（必要時），同時也是圍堰側板下沉施工時的導向構件。

（3）鎖口：是圍堰設計的關鍵部位。鎖口的剛度、強度、防水功能及施工便捷程度是圍堰能否成功的關鍵，鎖口材料選擇了兩種型號的無縫鋼管作子母扣。

（4）封底砼：圍堰的底板結構，作為圍堰側板的支撐構件，同時起到圍堰底部止水的作用。

（5）拉桿：當計算工況在支撐位置出現拉力時，則需要設置拉桿。

3 施工流程及要求

（1）初步清基。

若承臺底高程入土較深，為避免圍堰形成后，圍堰內挖土方工作量過大（不方便），可在圍堰形成前先挖出大部分的土方。

（2）利用樁基施工時的鋼護筒，在其周邊焊牛腿，做為內支架的臨時支撐構件，并放線。

同一平面上焊接8個牛腿（每個鋼護筒2個），要求8個牛腿平面高差少于5mm。牛腿上要求按設計圍堰尺寸測量放線，割除多余的部分，確保圍堰的定位與尺寸。

（3）安裝上導梁及內支撐。

對上導梁牛腿抄平，安裝上導梁（按已有放線）并與牛腿焊接定位，安裝內斜撐及橫撐，內斜撐與鋼護筒相抵觸，割除多余鋼護筒。導梁按設計圖與內斜撐焊接成一整體。

（4）安裝下導梁及內支撐。

當湖水位低于下導梁的高程時，下導梁及內支撐的安裝與上導梁及支撐相同；當湖水位高于下導梁高程時，則下導梁在湖水位以上安裝，然后限位下放至設計高程。

（5）下插側板并合攏

在側板插放前，在導梁上先放出每塊側板的位置，避免在側板安插過程中出現累積負誤差，允許出現20mm以內的允許正誤差，以保證合龍的精度。側板插放前的一切工作準備就緒后，應首先把4個角上的8塊側板按設計圖兩塊一組組拼好，角上螺栓必須上緊，以防漏水。

側板插放順序應根據水位及流速的具體實際情況來決定，其關鍵是第一塊側板下放必須保證其水平位置及垂直度符合設計要求，且必須緊貼導梁。因此，第一塊側板下放時，如水流速較大，擬先下放上游的第一塊直面側板。

第一塊側板選定后，在保證其精度下放到位后，宜先插放上游側板，待上游插完后，再從兩側交叉地從上游往下游插放，其合龍位置應設在下游側板處，（對于大承臺：為便于最后一塊側板的合龍，下側的導梁可留一段不預先焊牢，以便調節導梁的周長，而最后合龍）。下插后的側板底口標高達到設計高程后，此時模板需與上、下層導梁焊連。若因水位過高而使模板與下導梁無法焊接，可將側板焊拉在護筒上，以使側板與下導梁貼緊。

（6）清基

按設計高程，將圍堰內基底高程清至封底砼及墊層以下。需嚴格用測錘檢查。

（7）安裝拉桿。

上導梁處當水位較低時易產生拉力，若出現此工況則應設置拉桿；在灌注水下砼時，側板下端易產生向外的推力，應設置水下拉桿，以防止產生位移；拉桿采用φ25mm精扎螺紋鋼。

（8）拋填砂袋及碎石維護。

在套箱外拋填部分砂袋作為側板的護腳，并起到防止沖刷的作用。在套箱內拋砂袋，再鋪一層碎石，以確保澆注水下砼的質量。

（9）布置導管，準備水下砼封底。

按設計的面積及砼方量，在圍堰內布設水下砼灌注導管，布設的數量及位置應經過計算確定，確保砼的灌注質量。

（10）水下封底砼的灌注

1）每斗砼需檢查質量是否良好，其主要包括如下幾個方面：坍落度、和易性、泌水性。坍落度須控制在18～22.0cm之間，但應根據砼的泌水情況作適當的調整。

2）灌注順序是根據導管的布置順序進行，并且應對稱、交錯灌注。

3）整個砼灌注過程中，須避免砼的任何一個接頭面出現初凝現象，以確保砼的整體性。

4）為確保砼的灌注質量，試驗室應提前做好配合比試驗，以便給施工提供依據。

5）砼灌注過程中，應加強測量工作，以確保整個圍堰內的封底砼標高滿足施工設計要求。

（11）套箱止水

在側板鎖口部位使用瓜米石混凝土（或砂漿）灌注在鎖口部位的2[14內，灌注標高至水位上0.5米，為了方便拔除，最好先套用彩條布編成的長袋子，里面用PVC管澆注低標號砼，這樣既可以止水，又可以在拔除時節省人力和機械設備。

（12）抽水及封底處理

待封底砼達到設計強度90%后，抽干圍堰內的水，將高出承臺底高程的封底砼鑿除，布置排水溝及匯水井。

（13）將上下導梁與側板焊接聯系后，割除設計樁頭標高以上的鋼護筒。

（14）承臺及墩身施工。

（15）拆除圍堰

1）切除圍堰側板與內支架及拉桿的聯系。

2）重新將圍堰內注水，水位可適當高于外側水位，有利于側板的拔除。

3）拔除側板、拆除圍堰，用抓泥斗抓除圍堰周圍拋填物。

3 使用效果

（1）圍堰止水效果良好，為承臺作業提供了良好的工作面。

（2）施工快速，整人圍堰自初步清基至水下砼封底只需兩天時間。

（3）可周轉使用，節省投資，一般情況下可在15天內進行一次周轉使用。

4 結束語

建設工程的施工方法多種多樣，在這些施工方法中不能說那一種最好，如何根據工程實際情況選擇最適合的方法才是最重要的；每種工法的實現也不是一成不變的，在原有工法的基礎上加以適當改進或創新，以達到更適合的效果是我們在工程實施過程中應該思考的問題。