跨江大橋深水基礎主墩鋼套箱圍堰 工位散拼施工技術

(中國葛洲壩集團第五工程有限公司， 湖北 宜昌 443002)

近年來，我國跨江深水基礎橋梁均大規模地采用雙壁鋼圍堰，作為水深流急區域橋梁復合式基礎的外圍結構[1～3]。深水基礎施工采用雙壁鋼圍堰施工技術有著明顯的優勢：（1）適用性強，不受水文、地質條件限制；（2）自身強度與剛度較高，可承受較大的圍堰內外水壓；（3）安裝下沉工序簡單，施工不受施工水位與季節限制；（4）用途多樣，既可擋水提供干環境，又可作為承力結構；（5）可回收重復利用，降低成本。本文結合蚌埠長淮衛淮河大橋工程實例，重點介紹雙壁鋼套箱的制作、工位散拼安裝、吸泥下沉及水下封底施工方法，對我國深水橋梁水中基礎施工具有重要的應用價值。

1、工程概況

安徽長淮衛淮河特大橋位于處淮河中游蚌埠市，為市區中環線和S101省道跨河通道。主橋采用（80+200+80）m的鋼箱鋼桁架拱橋，橋面寬36m，河床覆蓋15～18m的細砂、粉質粘土，下伏花崗片麻巖，橋址常水位水深15～30m。鑒于以上水文地質條件，主墩采用工位散拼雙壁鋼圍堰的施工工藝組織施工。圍堰為矩形圍堰，尺寸17.1m×17.1m，總高19.9m，分4節，頂節高1.9m，其余階段高6m。壁厚1.2m，封底混凝土設計厚度2.5m。

2、圍堰的加工、拼裝與下放

2.1 鋼圍堰的加工

圍堰分節往往根據施工現場運輸條件、起重能力及施工環境，按照等分和對稱原則，在高度方向進行分節，平面內分塊。塊件焊接應在可保證精度要求的加工廠平臺或模具上組拼，采用平焊方式完成焊接作業，盡量避免或減少采用仰焊和豎焊，施工過程中嚴格控制質量。以減小加工過程中人為誤差和累計誤差，加工完一節即進行試拼。蚌埠長淮衛淮河特大橋主墩的鋼圍堰分4節加工，每節劃分為12塊，單塊最大吊重10.383t，鋼圍堰節段加工完成后經整體試拼合格后，采用30t平板車經鋼棧橋運至施工橋位處。

2.2 鋼圍堰的拼裝

國內成熟的圍堰的拼裝接高分為：①工廠整節段拼裝后工位整節段吊裝接高，該方法施工速度快，結構整體性能好；②工廠試拼裝合格后，分節段工位吊裝對稱散拼接高，該方法無需大型起吊設備，可避免因吊裝產生的變形。蚌埠長淮衛淮河特大橋主墩鋼圍堰拼裝采用分塊現場散裝的方式進行，先底隔倉，再圍堰側板，最后內支撐桁架完成拼裝。鉆孔平臺拆除后，搭設安裝平臺，將運輸至工位的圍堰節段吊裝至安裝平臺，經測量校核滿足設計要求后，用型鋼將側板和護筒連接臨時固定，節段焊接成整體至全部拼裝完成。

2.3 鋼圍堰下放

圍堰入水前，對河床進行清淤、平整，避免鋼圍堰下沉時產生傾斜或橫向位移。鋼圍堰入水應控制入水速度，以減小因速度過快產生較大位移。圍堰入水后主要借助自身浮力懸浮于水中，接高下沉通過隔艙注水調節平面高程與下沉高度，確保接高位置高于操作平臺1.0m。糾偏通過對不同隔艙內注水進行調節。

蚌埠長淮衛淮河特大橋主墩鋼圍堰下放時，在鋼護筒上安放三組由橫梁、兩套提放裝置組成的設計荷載為200t吊放系統。吊放系統由橫梁、精軋螺紋鋼筋構成，通過經檢校合格的千斤頂頂落圍堰完成下放施工。為保證提放裝置受力安全，要求頂升力最大值控制在120t以內。施工前檢查精軋螺紋鋼筋是否有破傷現象，施工中須確保其豎直受力。為方便施工，可提前試驗確定張拉力與油表讀數之間的關系，以便施工查詢。注水輔助下沉作用不大時，通過在夾壁倉內澆筑C15素混凝土進行助沉，亦可提高該圍堰底節整體強度，改善力學性能。

3、圍堰的吸泥下沉

圍堰吸泥下沉主要依靠堰內吸泥減少堰體摩阻，以此增大下沉系數。蚌埠長淮衛淮河特大橋主墩鋼圍堰采用“鍋底”式吸泥法，即由中間向四周均勻吸泥取土。施工時要勤測泥面標高。為擴大吸泥范圍，吸泥機在確保下口不低于刃腳底部時可適當向刃腳方向移動，即可擴大吸泥范圍，又可防止翻砂。內外存在水頭差時，通過內外連通器自動調節內外水位高程。圍堰主要通過嚴格控制吸泥的平面位置和吸泥深度，借助圍堰自重和土壓力，通過在刃腳處不均勻吸泥和向部分隔艙加水的方法防偏糾偏，下沉各時期糾偏要點見表一。若遇經偏壓或局部吸泥無效的圍堰偏斜情況發生時，應進行水下勘察，根據具體情況制定解決措施。

表1 圍堰下沉各時期控制要點

4、圍堰的封底

封底混凝土通過在鋼圍堰頂部設置施工平臺，采用垂直導管法，依靠自身流動性向四周攤開的方式，遵循由低到高的原則完成澆注。澆筑前通過在圍堰內設置隔墻，將封底面積分塊。采用單導管澆筑時要確保首封可靠性。澆注過程中，水上探桿測量與水下潛水員指揮方式控制導管埋深與澆筑高度，防止超澆或欠澆。若遇澆筑混凝土高程突變，則堰內發生涌砂或混凝土外漏問題，應及時采取措施。

5、結論

從蚌埠長淮衛淮河大橋主墩雙壁鋼圍堰施工施工效果來看，比較成功，鋼圍堰四周及模板拼縫處未見漏水現象，鋼圍堰設計滿足結構受力要求，鋼圍堰施工工藝可行，可以加以推廣運用。

[1]黃繩武.橋梁施工及組織管理(上冊)[M].北京:人民交通出版社,2003:147-151.

[2]陳光福.雙壁鋼圍堰的施工技術[J].中國港灣建設,2002,(6):12-16.

[3]左明福.公路橋梁深水樁基礎若干問題的探討[J].水運工程,2000,(3):3-6.