雙壁鋼圍堰單導管埋管式水下封底技術

吳宏敏

（中鐵十五局集團有限公司，江蘇 南京 210000）

1 工程概況

1.1 工程簡介

主橋18#、19#墩承臺結構尺寸為12.5m×12.5m×4m低樁承臺，三排計9Ф1.8m鉆孔灌注樁基礎，鋼圍堰為正方形，內徑13m×13m，封底厚度3.0m，18#墩承臺底標高為-11.103；19#墩承臺底標高為-11.996。

1.2 工程地質條件

主橋橋位區施工水位平均為+3.5m，水位變化受區內河水、長江水及季節影響，年變幅約1.5m。根據地質報告圖紙及現場圍堰吸泥下沉采樣資料分析，18#墩圍堰下沉所屬地質層處于淤泥與粉土夾粉砂中，淤泥層呈灰黑色，主要為塘泥，流塑夾少量粉土；粉土夾粉砂層呈灰黃色，不均質夾少量粉砂，含少量貝殼殘骸及云母石薄片。

相對主墩以東100m處的船廠加工場地租用用以加工圍堰塊段，然后將每個節段以舟運方式運輸現場，浮吊配合起吊拼裝圍堰的施工程序。施工期間避開汛期，選擇枯水期施工。

2 施工方法

2.1 單導管埋管式水下封底

深水圍堰水下封底是一項非常重要的環節，若封底質量達不到要求，嚴重滲漏水，一定會影響整個工程的進行。深水圍堰水下砼封底一般多采用多點多導管灌注混凝土封底，不但投入人員機具多，且難于保持協調一致。

主墩基礎采用雙壁鋼圍堰施工,鋼圍堰封底混凝土厚度為3·0m,設計強度為C30,圍堰下沉到位后，在圍堰平臺面上設水下封底混凝土施工平臺，準備就緒后進行封底混凝土作業，混凝土灌注采用單導管埋管式水下灌注。

封底混凝土澆注面積大，且水位較深，為保證質量，混凝土的坍落度控制在200～220cm，摻加粉煤灰和高效緩凝劑，以提高混凝土的流動性，延長混凝土的初凝時間，緩凝時間約30～35小時。為排出圍堰內封底混凝土置換出的水量，采用水泵抽水的方式。

單導管埋管式水下封底工藝，只用一根導管多點順序逐點灌注封底，做到投入少，工序簡單，便于銜接，并且確保封底質量，封底后基本不滲漏。單導管法的基本原理是各主要灌點首灌混凝土必須確保入水后瞬間將導管下口周圍埋入砼，然后再繼續灌注逐步擴張。

圖1 18#右幅墩雙壁鋼圍堰封底布置圖

2.2 雙壁鋼圍堰封底

2.2.1 機具準備：導管一副且備用若干管節，4m3漏斗一個，20T浮吊一臺。

用高壓水沖洗在封底范圍內的鋼圍堰內壁、護筒外壁或鉆孔灌注砼表面附著的淤泥，以免與封底砼結合不好導致滲漏。

2.2.2 利用鋼圍堰頂及鋼護筒搭設簡易工作平臺。

2.2.3 砼灌注點及灌注順序。本次封底布置中心區域4個主灌點、邊角區域4個輔灌點以及最后的2-3個隨機找平灌注點 (見附圖及照片) ，灌注順序是按序號逐個依次灌注。其中第一灌注點為全倉主灌點，它將完成封底砼60%以上的量。

2.2.4 在第一號灌點處，對基坑底半徑1M范圍內的超挖部分回填片石，以免首灌砼沖起泥沙，影響砼質量。

2.2.5 布置砼灌注標高監測點14個。

2.2.6 灌注砼導管及漏斗，采用Φ30cm導管，經水壓試驗無滲漏后使用，導管頂端連接4m3砼漏斗，導管還需支承卡盤，以便接管、卸管。

2.2.7 封底砼灌注。用20T浮吊將導管分段吊入灌注點并接長至預定高度，導管底端懸空為20-30cm、頂端連接漏斗，安裝好塞球或塞板，采用汽車泵將混凝土泵送打入導管頂端的漏斗，裝滿后砍球或抽出塞板，漏斗內砼及后續灌入砼急速瀉入基坑內，并迅速圍埋導管下口0.20m~0.30m。確保水流不能滲入導管，直至第一灌注點的封底砼頂面達到預定的標高，再將導管移至第二灌注點，再用同樣的方法依次逐點灌注后續各點，直到各點均達到預定標高，其中第一灌注點為圍堰全倉主灌點。使用8小時30分鐘，灌注砼390m3，占總量的76.7%。

圖2 平臺搭設

圖3 單導管封底

2.3 封底數據采集及分析

現結合上海至西安高速公路芒稻河特大橋右幅18#墩封底施工為例說明深水圍堰單導管埋管式水下封底工藝。18#墩右幅鋼圍堰砼封底：圍堰刃腳標高：-14.1，封底砼標高：-11.103。

按現場測量這8個點（標高標注圖中）。根據現場實測數據得出：

第一次換點時，各澆注點標高、實際深度及砼表面標高為：

⑴號：5.759 ⑵號：5.573 ⑶號：5.035 ⑷號：5.361 ⑸號：4.549 ⑹號：4.498 ⑺號：5.522 ⑻號：5.125

第一次換點時澆筑：390方，占總方量的76.7%。

本次封底，共4個主灌點，4個輔灌點，共計灌注砼508m3

2.4 施工重點

2.4.1 圍堰底部清理完畢后，封底前潛水員對每個護筒及樁頭周圍再進行清理，保證封底砼與樁身砼很好的連接。

2.4.2 對于導管管口懸空高度，首灌必須嚴格控制在20cm-30cm范圍內。

2.4.3 要不時地測量圍堰周圍砼標高上升的變化，根據實測數據發現問題及時整改到位。

2.4.4 封底過程中，砼隨著重力沖擊從管口落入河床往四周流出時，受四角角支撐阻礙影響，砼未必會流過角支撐，所以必須測量四角標高，若砼未流入四角，應輔灌至最終標高位置。

3 結語

根據本橋四個雙壁鋼圍堰的封底情況來看，效果良好，沒有滲漏情況且封底砼穩定無裂紋。說明在深水圍堰施工中，“單導管埋管式水下封底工藝”是切實可行的，不但投入少，工序少，便于施工銜接，且進度快、質量、安全效果好。

[1]翁典鴻.特殊條件下雙壁鋼圍堰水下封底施工技術[J].鐵道標準設計,2001（4）.

[2]狄為民.雙壁鋼圍堰在山區河流橋梁基礎中的應用[J].鐵道標準設計,2005（4）.

[3]魏明忠.鋼結構[M].湖北：武漢工業大學出版社,2000.