雙壁鋼圍堰在水下基礎施工中的應用分析

顧　壘（中鐵建四川簡浦高速公路有限公司，四川眉山620000）

?

雙壁鋼圍堰在水下基礎施工中的應用分析

顧壘（中鐵建四川簡浦高速公路有限公司，四川眉山620000）

雙壁鋼圍堰具有結構簡單、可重復利用、成本低下的特點，因為被廣泛的運用在橋梁結構的水下基礎施工中。在橋梁水下基礎雙壁鋼圍堰施工中，必須要精心組織施工，對施工過程進行嚴格的控制，從而保證施工質量。本文主要根據實例闡述了雙壁鋼圍堰在橋梁水下基礎施工中的運用。

雙壁鋼；圍堰；橋梁；水下；基礎

引言

隨著我國公路事業的快速發展，橋梁建設事業也在蓬勃發展中，水下基礎施工也變得越來越重要。雙壁鋼圍堰是水下基礎施工中常用的一種圍水結構，可以起到有效的防水和防土作用。近年來，雙壁鋼圍堰技術被越來越廣泛的運用在水下基礎施工中，給施工帶來了諸多的方便。

1　工程概況

本工程為某大橋15#～20#墩鋼圍堰制作安裝及拆除工程，根據地質勘察資料可得出橋墩基礎澆筑設計采用下埋式承臺式結構，主橋共有承臺共6個，樁84根 （樁徑均為2500mm）。承臺及圍堰的平面布置如圖1，承臺高6.5m，承臺底標高5.0m，封底混凝土底標高3.0m。承臺封底混凝土強度為C20，單個承臺封底混凝土方量約1600m3。

圖1　鋼圍堰平面布置圖

2　雙壁鋼圍堰結構設計

雙壁鋼圍堰由面板、圍堰內角鋼桁架、內支撐等組成。雙壁鋼圍堰平面內空尺寸橫向與承臺設計尺寸相同，在澆筑承臺混凝土時作為外模板；縱橋向兩側采用支模方法。套箱頂高程控制在+19.00m。鋼圍堰采用雙壁結構。壁板高度為16.5m，內外壁板間采用角鋼絎架連接，接縫間用δ＝1cm厚止水膠皮止水，保證套箱壁板有足夠的防滲水能力。鋼圍堰內外壁間距按1.5m設計，面板均采用6mm鋼板，分上下兩節設計，第一節（下節）采用雙壁結構，高度為12.5m（含刃腳高度），第二節（上節）采用單壁結構，高度為4m。

2.1面板

鋼圍堰側壁采用12.5m雙壁結構+4m單壁結構，面板為δ=6mm，橫肋為∠75×8槽鋼，沿面板縱向從下至上每隔30cm布置一層；豎肋為∠75×8，沿面板橫向每間距30cm布置一根，內支撐桁架采用2∠125×10槽鋼，桁架連接。鋼圍堰壁體由10片可拆裝的側壁組成，側壁之間連接采用全焊縫連接。為了調節水位變動時浮托力的影響，在套箱側壁上設2個連通器。如圖2為鋼圍堰側模示意圖。

圖2　鋼圍堰側模示意圖

2.2支撐桿

在鋼圍堰內設置了三層內撐，內撐設置在模板+16.00m、+ 12.50m、+8.50m標高處，材料為φ820×8mm和φ609×12mm鋼管。撐桿主要起加強鋼圍堰的強度和整體剛度的作用。

2.3拼裝用鋼吊桿

鋼圍堰在臨時棧橋拼裝好下放時，自身重量由φ32mm精軋螺紋鋼吊桿承受，一個墩總計12根，每根長12m。鋼吊桿在鋼圍堰組裝完成下水、注少許水調節平衡后拆除。

3　雙壁鋼圍堰施工要點

3.1鋼圍堰制作

鋼圍堰模板先在場地精確放樣，確保側模外形尺寸的精確，再進行單塊模板加工。焊接時先鋪設鋼板，再在其上鋪設骨架并焊接，最后將面板與骨架焊接成整體。加工焊接方法采用從中間向兩頭對稱焊，面板板縫采用逐步退焊法，間斷焊接以防變形。加工時應保證加工精度和外形尺寸。焊接要滿足設計、焊接規范和水下結構物擋水要求，焊縫高度不小于最小板厚。邊肋δ=12mm鋼板與面板接觸要滿焊，以滿足防滲水要求；縱橫肋骨架網格內，面板與型鋼接觸的每一條縫至少施焊兩處，每條焊縫長不少于2cm。

3.2運輸

鋼圍堰單塊模板尺寸最大2.1m×6.5m，模板用平板運輸車運到臨時拼裝碼頭上組裝。運輸中要注意沿路障礙物的影響。模板上設置吊耳，為防止模板變形，采用四點吊。不允許在模板背帶型鋼上直接氣割吊孔。

3.3鋼圍堰拼裝

鋼圍堰之間用全焊縫連接。安裝時應注意先安裝短邊（被包模板），然后安裝長邊側模。側模分塊安裝時應設臨時鋼支撐，保證拼裝穩固及安全。拼裝中必須嚴格按鋼結構焊接規程操作，滿足止水要求。鋼圍堰拼裝時，鋼圍堰下方設置了12根φ32精軋螺紋鋼吊桿承重的拼裝臺座桁架，精軋螺紋鋼兩頭用YGM32螺母錨固，螺母下設置δ20mm厚墊板，在安裝中注意使每根螺紋鋼筋凈長一致。在施工中要注意對精扎螺紋鋼的保護，嚴禁點焊氣割損傷精扎螺紋鋼。拼裝過程中，要求隔艙板對齊，各相鄰水平環形板對齊，上下不能對接焊時，可采用搭接焊或貼板焊接，但必須滿焊，并保證水密。所有壁板和隔艙的工作焊縫，必須滿足滲透要求，并對不合格的焊縫，要求修補直至合格為止。

鋼圍堰組拼采用臨時拼裝碼頭實現，臨時拼裝碼頭起到了組拼及下水的作用。臨時拼裝碼頭采用主通道84m×8m，輔助平臺39m×8m+39m×12m+39m×8m，平臺間距離為27m，拼裝臺座懸吊系統的立柱鋼管間距為24m。鋼圍堰拼裝完成后，下放吊桿，調節鋼圍堰至自平衡狀態，使其自重平衡浮在水上，然后利用事先焊好的吊環，利用駁船托運套箱至承臺位置。

3.4鋼圍堰就位下放施工

為了保證鋼圍堰下放的平面位置和垂直度，在鋼圍堰四角搭設輔助樁作為導向裝置以保證鋼圍堰下沉的平面位置，如下放過程中有偏位，可通過手拉葫蘆調整平面位置。套箱下放到位后，利用低水位將鋼圍堰側壁與輔助樁牢固焊接以固定平面位置，防止鋼圍堰因汛期水位漲落或水流力影響而移位。為保證鋼圍堰能順利下放就位，在套箱下放前對鋼護筒、鋼管樁的外圍周邊情況進行探測，以檢查是否還存在妨礙鋼圍堰下沉就位的障礙物。探測內容包括鋼護筒、鋼管樁的外壁及沉放范圍內的水下河床情況。鋼圍堰沉放范圍內的水下情況由潛水員探摸檢查。鋼圍堰采用2個卷揚機和兩艘駁船下放。鋼圍堰下放采用輔助鋼管樁上架設橫梁，橫梁上千斤頂頂升回縮的方法進行下沉，每次下放行程嚴格按15cm控制。

3.5圍堰接高、下沉

圍堰下水后，用牽引船將圍堰拖到樁位處，開始注水下沉。圍堰的橫橋向由導向船的主錨和尾錨調節，圍堰的順橋向定位由導向船上的邊錨及岸上的地錨來實現。圍堰底節在水中保持穩定后，準備接高第二節圍堰，在首節圍堰頂向下150cm左右位置制作焊接平臺。圍堰接高利用浮吊逐塊對稱安裝來實現。在鋼圍堰拼裝第二節的同時進行各錨的拋置，并為鋼圍堰進行粗定位，第二節圍堰拼裝完成后，繼續向圍堰井壁內均勻灌水，使之下沉。隨時調節圍堰柔性支撐，始終使圍堰和導向船處干相對穩定狀態。將圍堰接高著落河床。接高時必須保證上下節鋼圍堰的豎直。

3.6封底混凝土施工

鋼圍堰封底混凝土厚度2.0m，鋼圍堰封底混凝土方量約1600m3。封底混凝土采用C20水下混凝土。采用左中右處中心集料斗澆注封底混凝土，封底混凝土澆筑順序為：從一端向另一端采用階梯推進法進行施工。采用剛性導管法澆注水下封底混凝土。混凝土采用攪拌站集中攪拌供料，混凝土攪拌運輸罐車運料至現場，在利用兩臺汽車泵分別在兩側支棧橋上泵送混凝土至料斗進行封底施工。首批混凝土采用拔塞法施工，封口前，應先檢查導管底口與基底面是否有30～40cm的空隙。導管上設置一個擋板，內放置一個皮球，以保證混凝土下落時不離散。為保證第一次澆筑時能夠將導管底口埋住，漏斗內提前下至少2.0m3混凝土。首批混凝土灌入后連續不間斷灌入直至到達設計標高。封底混凝土施工時，作好測深工作并做好記錄，同時每根導管封口結束后應及時測量其埋深與流動范圍，并作好詳細記錄。混凝土導管封底從下游側向上游側推進，當某一處封底混凝土達設計標高后，在進行其相鄰導管封底時，先測量待封導管底口處的混凝土頂標高，根據測量結果重新調整導管的懸空高度。導管封底完成后，及時補料，同一導管兩次灌入混凝土的時間間隔控制在30min以內。封底混凝土厚度2.0m，為保證導管有一定埋深，混凝土灌注順利時，一般不隨便提升導管，即使需要提管，每次提升的高度都嚴格控制導管的埋深不小于50cm。灌注過程中根據灌注量，每隔一定時間測一次標高，以指導布料，使混凝土均勻上升。混凝土澆筑臨近結束時，全面測出混凝土面標高，根據測量結果，對混凝土面標高偏低的測點附近的導管增加灌注量，直至所測結果滿足要求。當所有測點的標高滿足控制要求后，結束封底混凝土灌注。封底過程中鋼套箱側模上的連通器應打開，保證鋼套箱內外水位差基本一致，保證封底混凝土不受水頭壓力作用而破壞。

4　結語

隨著我國橋梁建設行業的快速發展，越來越多的大跨度橋梁開始建設，因為這些橋梁都是建設在深水中，故而要求大尺寸的承臺，雙壁鋼圍堰因其具有較多的優勢被運用在橋梁水下基礎施工中。上文主要根據實例闡述了雙壁鋼圍堰的結構設計和施工要點，希望能夠為其他類似工程的鋼圍堰施工提供一些依據，同時也希望對我國鋼圍堰技術的發展也能有一定的借鑒意義。

［1］張世奎，涂相友，程菊花.涌潮區深水大橋主墩鋼圍堰的施工工藝［J］.橋梁建設，2003（06）：245～246.

［2］鄧遠路.大跨度鐵路橋梁深水基礎施工方案比較［J］.大眾科技，2010 （06）：342～343.

［3］肖云輝，孫永達.深水橋基雙壁鋼套箱圍堰施工［J］.交通標準化，2003（07）：86～88.

2016-3-8

U445.55+6

A

2095-2066（2016）10-0204-02