黃河急流雙壁鋼套箱圍堰的下沉控制

湯浩

摘 要

以寧夏中衛(wèi)南站黃河大橋主橋工程18#墩為背景，通過黃河急流超大超深雙壁鋼套箱圍堰施工控制關(guān)鍵技術(shù)的研究，深入分析急流對鋼套箱下沉、著床的影響等關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化完善相關(guān)施工工藝及設(shè)計(jì)，提高鋼套箱圍堰的下沉精度，加快整個(gè)鋼套箱工程的進(jìn)度，降低施工成本，為今后解決相類似急流超大超深雙壁鋼套箱圍堰施工提供參考經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞

鋼套箱;急流;下沉;控制

中圖分類號： U445.556 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.018

1 工程概況

中衛(wèi)南站黃河大橋水中18#墩承臺施工采用雙壁鋼套箱圍堰進(jìn)行圍水支護(hù)，18#鋼套箱平面尺寸43m×16.6m，總高度17.7m，重800噸，底節(jié)高7.6m，第二節(jié)高7m，第三節(jié)高3.1m，隔艙寬1.5m，內(nèi)壁板與承臺間凈距0.4m，下沉要求精度高，水下封底砼厚度2.5m.鋼套箱分塊加工，每塊平面尺寸不超過8m。套箱頂部標(biāo)高暫定1225.5m，底部標(biāo)高1207.8m，河床最高處1220.8m，嵌入河床深度13m。

2 施工難點(diǎn)

由于黃河汛期三次洪峰沖刷，造成主河道偏移，致使18#墩一側(cè)支棧橋沖刷嚴(yán)重，鋼套箱下沉位置河床斷面落差大，形成一個(gè)斜坡，鋼套箱墩位處河水流速快，流速達(dá)到2.5m/s，鋼套箱入水后水流沖擊力較強(qiáng)，容易造成吊放系統(tǒng)的精軋螺紋鋼斷裂，引發(fā)鋼套箱的偏移，對鋼套箱的精確定位及承臺施工有極大的困難。

如公式所示，急流沖擊力巨大，套箱無法下沉就位，需要采取措施，減緩流速降低水流沖擊力，以保證套箱的精確下沉定位。

3 施工工藝

3.1 阻水鋼管樁打設(shè)

針對現(xiàn)場情況，雙壁鋼套箱拼組完成，提升系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，為了解決急流問題及鋼套箱入水的精確定位，擬采用截流分流的方式降低墩位處流速，以確保鋼套箱入水后受到水流沖擊力最小。首先在鋼棧橋上游打設(shè)阻水鋼管樁，根據(jù)水深及流速確定鋼管樁埋深深度，鋼管樁布置為斜線狀，利用導(dǎo)向架控制垂直度和距離，鋼管樁間不留間隙，起到阻水和分流的作用。如圖2所示。

3.2 擋水墻的布置

在鋼套箱上游兩米處，利用現(xiàn)有鉆孔平臺鋼管樁做支撐，采用28槽鋼與25工字鋼垂直布置焊接，25工字鋼作為豎向連接支撐及吊點(diǎn)，28槽鋼水平布設(shè)滿鋪，長12m，高為4m的擋水墻，垂直下放，與鋼平臺鋼管樁采用鋼絲繩拴接，水流速度減緩，有明顯的降速效果。

3.3 四角弧形限位器

18#雙壁鋼套箱底節(jié)高7.6m，第二節(jié)高7m，為了保證鋼套箱入水后的精確定位，需設(shè)置導(dǎo)向裝置，墩位處共27根鋼護(hù)筒，在鋼套箱的四角靠近刃角位置安裝弧形限位器，通過精軋螺紋鋼和千斤頂配合鋼套箱的下沉，弧形限位器也隨著下沉，卡住四角的鋼護(hù)筒用來定位。

3.4 滾輪導(dǎo)向

為了控制鋼套箱精準(zhǔn)定位，在長邊各設(shè)置5個(gè)限位器，上下兩層，間距6m，短邊各布三個(gè)，也是上下兩層，限位器采用雙拼25工字鋼，尾部焊接在鋼護(hù)筒上，頂端為弧形鋼管樁切割形成，與鋼套箱壁板有弧形面接觸限位。因考慮水流對上游鋼套箱的沖擊造成摩擦力過大，上游限位器改成滾輪形式，已減少摩擦力便于定位下放，滾輪由三部分組成，中間是鋼銷，兩端軸承限卡，外部套鋼筒，以增大接觸面積。

4 總結(jié)

本文對黃河急流雙壁鋼套箱圍堰的下沉定位做了一些處理措施，經(jīng)過設(shè)想和實(shí)踐都取得的不錯(cuò)的效果，鋼套箱的精確定位對承臺及下部施工都打下了良好的基礎(chǔ)，極大縮短了工期，對以后類似施工場景提供參考。