武漢鸚鵡洲長江大橋主橋2#墩圍堰吸泥下沉

都培陽

摘要 武漢鸚鵡洲長江大橋位于武漢長江大橋上游側約2km處，是規劃中明確的主要過江通道之一，主橋2#墩位于江中間，承臺砼施工前的鋼圍堰下沉，下沉工序復雜，地質條件復雜，下沉控制要點較多，是整個武漢鸚鵡洲長江大橋的控制重點。

關鍵詞 大橋；圍堰；吸泥；下沉

中圖分類號 U4

文獻標識碼 A

文章編號2095-6363（2015）10-0064-01

1 工程概況

主橋2#墩雙壁鋼圍堰為長圓形，雙壁間距2.Om，外輪廓尺寸78m（長）×41m（寬），圍堰底節高16m，上節高17m，頂節2.5m。底節由工廠整體加工，采用氣囊法整體下河浮運至現場，采用重力錨錨碇系統將圍堰底節精定位，上節由工廠加工成設計塊段，利用大型船只浮運至橋位處，利用浮吊吊裝至相應設計位置與已就位的底節圍堰拼焊，頂節圍堰根據后期施工情況進行加工。整個底節圍堰分26個隔艙，圍堰設計入土深約為：16m，井壁內填充C20混凝土6094.6m³，圍堰內吸泥清淤量約40260m³。根據“初設”地質資料顯示，地質從上到下大致可分為：粉、細砂覆蓋層：河床以下16.2～19.8m；生物碎屑灰巖層：高程在-10.1m～-12.8m以下，基巖埋藏淺，巖體較完整；圍堰就位后，刃腳標高在-8.5m～-9.5m范圍內，即坐落于粉、細砂覆蓋層上。

2 總體施工方案

待軟底排割排完成后，及時將底節鋼圍堰溜放至2#墩設計橋位，圍堰溜放至設計位置后，粗略調整底節圍堰中心及偏位。之后注水下沉底節圍堰至河床面，調整好拉纜受力，圍堰精確定位。利用吸泥機吸泥使圍堰下沉，待圍堰平穩后且圍堰頂面標高達到+19.O時開始接高。接高完成后，向井壁及隔艙內灌注混凝土，同時通過吸泥下沉至設計標高，然后施工導向平臺插打鋼護筒，清理圍堰內河床并布置水封平臺及水封導管進行水封。

3 圍堰下沉工藝流程

軟體排施工一圍堰溜放定位一圍堰主錨收緊、精定位一注水下沉至河床（同時調整偏位滿足要求）一吸泥下沉至圍堰穩定一對稱接高圍堰（同時焊接檢查圍堰驗收）一井壁內水封混凝土一繼續吸泥下沉至設計標高一鋼護筒導向平臺施工一鋼護筒插打施工一圍堰內清底（同時檢查標高滿足要求）一封底。

4 圍堰精確定位著床及第一次下沉

1）著床前的準備工作。首先圍堰下沉，初步定位，使刃腳距河床約1.5m。然后下沉圍堰至刃腳處接觸河床面。最后割除圍堰下水、浮運所設置的頂推架、靠船幫等設施，避免其對圍堰下沉造成影響，阻礙圍堰下沉。

2）圍堰的精確定位。首先調整井箱各隔艙內水位及圍堰與前后定位船的拉纜，使圍堰水平。然后安裝吸泥機、水泵等設備，使之能運轉正常。其次在根據測量的河床最新資料，確定著床時對策，如上、下游高差過大，可在圍堰上游一定范圍內拋投卵石，填高上游側河床，以利于圍堰著床平穩，必要時局部吸泥或射水。最后利用動態GPS、全站儀復核測量，并調整圍堰到位。以確保圍堰精確定位標準。

3）圍堰著床。圍堰下沉著床是。在向井壁內灌水時，灌水遵循對稱加載的原則，對稱的隔艙，同時灌水，且流量一致，以防圍堰發生傾斜。

4）圍堰吸泥下沉。（1）首先對武昌側（距圍堰刃腳2米）進行吸泥，至圍堰刃腳四周全部切入河床。其次同時對核心區I中隔艙中心進行吸泥，取土深度控制在2m左右，保持鍋底深度。最后按照對稱同時對8個邊隔艙區II中間部分進行吸泥，取土深度控制在1.5m左右，刃腳內側保持約2.Om寬的土體暫不開挖，使刃腳埋入土中。（2）圍堰下沉過程中，應有專人不斷調整前后拉纜及圍堰邊錨繩，以使圍堰穩定，下沉順利。待圍堰下沉穩定后，接高頂節圍堰，完成圍堰的定位著床工作。圍堰下沉著床，關系到圍堰竣工位置，施工務必認真對待做到一次成功，萬無一失。如果位置不準必須抽水浮起重新著床。

5 圍堰接高

上節圍堰單元塊在鋼結構車間制造，用駁船運輸到墩位位置，由浮吊進行水上對稱接高拼裝；內支撐在鋼結構車間內形成支撐單元，水上進行整體組拼，考慮運輸寬度限制，將上節圍堰壁板分為38塊制造（圓弧段26塊，直線段12塊），單塊最大重量不超過50噸，拼裝對接縫與底節豎縫錯開布置。拼裝圍堰上節時，若與底節之間有縫隙的，需進行修割或補板，保證底節與上節之間的焊縫不能漏水。

6 圍堰井壁灌注混凝土

圍堰井壁共分為26個隔艙，相鄰隔艙之間采用封閉隔艙板或聯通隔艙板進行分隔，兩種分隔板交替布置，形成13對相互聯通的隔艙，其中單個隔艙最大長度為10.734m，兩個聯通隔艙最長為21.468m。隔艙內自刃腳底部以上16.5m范圍內灌注C20水下混凝土，混凝土總方量為6094.6m³。井壁隔艙混凝土采用商品混凝土，采用2臺浮吊起吊對稱進行混凝土灌注。

7 圍堰第二次下沉

圍堰第二次下沉采用空氣吸泥下沉的方法，吸泥清淤約40000方，計劃采用9臺空氣吸泥機（2臺浮吊，3臺門吊配合），10臺潛水吸泥泵進行吸泥工作。整個圍堰按照先核心區、后周邊區的順序取土吸泥。整個取土吸泥過程中，保持艙內水位高度，保證艙內水壓力，同時在靠近刃腳的區域應控制取土吸泥深度，防止發生涌砂現象。

8 圍堰下沉質量問題處理措施

1）傾斜。圍堰產生傾斜的主要原因有吸泥不均勻，使井內土面高低懸殊；或局部超挖過深，使下沉不均；或刃腳下掏空過多，使圍堰不均勻突然下沉，易導致圍堰傾斜。若傾斜發生在吸泥下沉階段，立即停止整體吸泥下沉，在圍堰頂面高的一側刃腳處進行偏吸泥、偏除土，刃腳低的一側保持不動，盡可能地減少高的一側的正面阻力，保留低側圍堰孔局部土壤，增大圍堰的糾偏力矩，隨著高側的下沉，傾斜即可糾正。

2）障礙物。下沉時刃腳下遇到樹木可將其破碎或掏移，使其離開刃腳后用抓泥斗取出。刃腳下遇到孤石時潛水工下水，小塊的可將周圍掏空取出；大塊的可先清除其覆蓋土，尋找弱點進行開挖，先將小塊清除，形成逐漸擴大的坑后，再將其撬翻離開刃腳取出。潛水清除孤石時，除打炮眼外，還可利用高壓射水將石下掏出小洞放藥爆破。

9 安全生產措施

1）項目部配備一臺540HP拖輪，隨時待命，應對水上突發事件。

2）在起吊吸泥機時，應特別防止法蘭盤掛住水下障礙物，拉斷千斤繩，起吊時信號員要密切注意重物上升情況。

3）拆裝吸泥機的設備應放置到安全可靠的位置，搬動的腳手板要恢復好。

4）圍堰在履蓋層中下仍要注意與導向船結構的支承情況，必要時應調整導向船的位置，防止擠壞導向結構及鋼圍堰。

5）安全可靠地設置圍堰上、下扶梯及欄桿，并要方便圍堰下沉不受影響。

6）施工人員應戴好安全帽，穿好救生衣，高空作業及有可能落水的地方要帶好安全帶掛好安全網并做好救護準備工作。