资江特大桥拼装式双壁钢围堰施工技术

康平

摘要：目前各施工单位在水上施工使用双壁钢围堰时都是临时设计双壁钢围堰，能否在资江范围内（比如同一条河流或同一个水域等）按照水深和承台尺寸设计几种通用的双壁钢围堰，适用多种施工环境，象钢板桩一样重复利用，我认为是可行的。本文以资江特大桥为实例对拼装式钢围堰施工进行了分析，提出通用设计理念与施工中应注意的问题，并进行了介绍，以期通过本文的阐述为提升桥梁水中基础施工工程进度和质量，为确保水中墩施工快速、安全、经济提供了参考。

关键词：拼装式双壁钢围堰 制作 拼装 下沉 封底

Abstract: at present, the construction unit in the water double-wall steel cofferdams of the construction use are temporary design double-wall steel cofferdams, whether in the ZiJiang range (such as the same river or the same waters, etc.) according to the water depth and pile caps is design of several common size double-wall steel cofferdams, for many construction environment, like steel sheet pile as reuse, I think is feasible. This paper ZiJiang big bridge as an example to split type steel cofferdam construction of analysis, design concept and construction of common problems that should be paid attention to, and are introduced, this paper expounds the order for ascension bridge foundation construction project progress and water quality, to ensure that the water pier construction rapid, safe, economic provides the reference.

Key words: double-wall steel cofferdams split type production assembly sinking back cover

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：

一、拼装式钢围堰工程的常用方法

拼装式刚围堰的有两种基本方法。第一种是先在拼装平台上完成整节的拼装，然后利用起重设备整节吊装接高。如安庆长江公路大桥的主塔墩基础及黄石长江公路大桥5号主墩基础钢围堰施工均采用这种方法。第二种是采用分块吊装对称散拼的方式完成围堰的拼装与接高，武汉长江二桥11号墩基础的第3～9节钢围堰及杭州钱江五桥11号墩的第2、3节钢围堰施工均采用这种方法。前者结构整体性能好，施工速度快，但吊装时需要大型起重设备。而后者无需大型起重设备、可防止吊装变形，但竖向焊缝较多、整体质量稍差。

二、资江特大桥工程概况及特点

资江特大桥上跨资江中下游河段，南岸岸坡坡度陡峭，地形起伏较大，地面自然坡度35~60°，高程32.5~73.4m，北岸为慢滩和河堤，河堤堤面高程为39.8m，滩堤现状稳定。河面宽约440m，河道顺直，航道为IV级通航航道，在桥址上游有一水坝，因此该水域在上游水坝不放水时水流较平缓。桥跨布置为：（30+35+56+4x90+56+35）m预应力砼悬浇连续箱梁+17×30m预应力砼预制T梁，全桥3联布置，桥长1088.8米。主桥3~7号桥墩为悬浇箱梁的主墩，全部位于河槽内，采用空心截面，顺桥向宽3.0m，横桥向宽8.6m；承台顺桥向尺寸为7.8m，横桥向尺寸为29.4m，为两幅桥承台连在一起，厚度为3.0m，下设2m封底砼，承台底设置12根直径1.8m的钻孔桩。河床底高程19.3~24.1m，基本比较平整，因打砂船常年在此打砂，河床底仅有0.5m厚卵石覆盖层，覆盖层以下为中风化和微风化板岩，常水位为28.5米，，施工水位为31.0米，洪水位为37.0米，设计承台顶标高为25.5m，承台底标高为22.5m。其中4~6#墩采用双壁钢围堰施工，本文以本橋4#墩为例介绍拼装式双壁钢围堰施工，4#墩位于主航道北侧，河床底高程19.3—19.7m。

三、施工方案

（一）方案比选

根据以往的施工经验，水中墩施工一般采用钢板桩围堰或钢套箱围堰（包括单壁钢围堰、双壁钢围堰和吊箱围堰）。本工程因河床底覆盖层薄，承台埋深深，施工水位深，不宜使用钢板桩围堰和吊箱围堰，因此考虑使用双壁钢围堰。施工时为考虑节约成本，考虑不将围堰下沉到河床微风化岩层上，只将围堰下端的调整支架下到河床上，然后在围堰内填筑砂卵石，在砂卵石上封底。将围堰设计成拆装式，单独块，块与块之间采取塞密封条并用螺栓连接止水，以便于后期拆除及不影响通航。

（二）双壁钢围堰施工方案

施工前先搭设钻孔平台钻孔，钻孔桩完成后，拆除平台面构件，利用在钢管桩上搭设临时支撑系统，采用水上浮吊配合，逐块安装双壁钢围堰。搭设钻孔平台时需一并考虑围堰施工便利，即施工平台时插打的钢管桩需考虑后续方便拼装围堰及下沉围堰。

（三）、拼装式钢围堰的设计

1、钢围堰尺寸拟定的依据

（1）通常钢围堰顶高程要比常水位高，确保涨水时能够正常施工。（2）钢围堰底高程，要比承台底高程低2.0m以上，确保封底砼厚度不小于1.5-2.0m。（3）要考虑钢围堰下沉偏差，钢围堰平面尺寸要比承台大0.2-0.4m。（4）围堰应根据工地起重运输条件，分层分块制造。

2、钢围堰施工参数取值

（1）承台底（封底顶）标高：+24.5m。（2）承台顶标高：+27.5m。（3）围堰顶面标高：+31.0m。（4）围堰底面标高：+22.0m。（5）河床标高：+l9.Om。（6）封底砼厚： 2.0m；（7）常水位28.5m,设计施工水位：31.Om；（8）钢围堰平面内尺寸为29.6m×8.0m，平面外尺寸为32.6m×11.0m。

3、钢围堰构造及材料

（1）钢围堰构造。为拼装、拆卸、吊装方便，钢围堰分片制作、分片拼装。围堰外尺寸为32.6*11.0m，内尺寸为29.6*8.0m，内壁到外壁宽度为1.5m。围堰平面上分为A、B、C三种，其中A十块，B两块，C四块，每块高度为3米，长度分别为4.8米，4.8米，6.4米，每块之间采用螺栓连接，块间设10mm止水条，用Φ22mm螺栓联接成型，块间用6mm厚钢板设置隔仓板，最大重量为C，重量约5.5吨。围堰竖向分为上中下节，每节段之间采用螺栓连接，节段间设10mm止水条，用Φ22mm螺栓联接成型。在每块围堰上部设置加强吊点，  外壁上焊接锚耳。为保持围堰在接高、下沉、定位施工作业时内外水位的平衡，在最低水位附近围堰下游方向，穿透内外井壁设置两个φ250mm的钢管，钢管与井壁间密焊。钢管伸入围堰端设有法兰并配有钢板堵头，可根据工序需要由潜水员开闭堵头板。围堰结构见下图：

（2）钢围堰材料。围堰内外面板采用8mm钢板制作而成，钢板采用∠75×75×6角钢作为横竖肋，在横竖肋之间用10mm厚30mm宽钢板焊成加劲条，其间距根据钢板强度应力分析来确定。

（四）、钢围堰制作

钢围堰在施工现场钢结构车间制作，制作好以后，用吊机直接吊到汽渡上，用水上浮吊安装。

1、钢围围堰下料、加工应严格按图纸施工，块件应在胎具上焊接组拼，壁板应用夹具夹紧，防止焊接变形。焊接时由于焊接变形的不可避免性，因此应采取有效措施，避免过大的焊接变形，以及制定相应的对变形的矫正措施和方法。

2、钢围堰加工好后需对钢板做渗水试验，确保围堰壁板的密水性，焊接部位应做煤油渗透水密试验。

3、钢围堰加工好后需对钢围堰进行陆地试拼装，并编号顺序，拼装时按顺序拼装。

（五）、围堰拼装

1、钢围堰拼装顺序及要求

圍堰拼装采用水上浮吊安装。施工时边拆除平台上的桥面系，边安装围堰。施工时在承台线外侧钢管桩上水面上约22cm处焊接牛腿，在牛腿上拼装好围堰并装好螺栓，用吊挂系统将围堰升起来20-30厘米，拆除牛腿，用吊挂系统下放钢围堰。

施工前先用打砂船将河底整平，经测量人员采用吊锤检查合格后，再安装围堰底型钢支架，支架须精确定位，支架下水前焊接好围堰定位卡，以便围堰下沉时准确定位。支架安装好以后，按施工程序安装钢围堰。围堰拼装顺序为：A→C→B下节，然后依次拼装中节、上节。

钢围堰的拼装过程必须严格控制侧板接缝位置平顺，块与块拼装时必须保证水平环板对接平顺，顶端拼接板平面平整。

2、钢围堰拼装质量要求

（1）水密性。围堰拼装时应严格装好止水条，螺栓连接及拧紧严格按顺序和扭力控制，保证围堰的水密性。

（2）钢围堰在单层分为16块，上中下节共48个单元，每完成一整节的拼装应严格进行检查，符合标准后开始拼装下一节，拼装过程同底节。

（六）、围堰下沉

围堰安装后用吊挂系统下沉钢围堰，下沉时注意倾斜度和平面位置。围堰下沉初期应以纠偏为主；下沉中期及后期以纠正倾斜为主。围堰下沉到位后，在围堰内填筑砂卵石，填筑到围堰封底底设计标高，并整平，测量人员采用测绳或线锤进行多点测量，确保围堰底基本平整。

（七）、填筑砂卵石

围堰下沉到设计标高后，开始填筑砂卵石到封底底设计标高，测量人员进行多点测量，确保砂卵石顶面平整并达到设计标高。

（八）、封底

围堰封底前，应将护筒与护筒之间、护筒与围堰设置支撑予以固定，以防变形和变位。护筒与砂卵石层间缝隙也应堵住。按封底导管作用半径为3m安排封底导管数量，须安排12根导管封底。封底时从下游往上游方向封底。封底混凝土采用C20，须C20混凝土710.4立方米。

四、结束语

本工程考虑节约成本，围堰不下到河床底，而采用调整支架将围堰支撑起来，然后在围堰内填筑砂卵石，并进行封底；考虑拆除方便，采用拼装式连接方式；该种方式在该流域多次使用（益阳市资江三桥、常安高速资江大桥等），都获得了成功，说明拼装式围堰在实际施工中是值得借鉴的，相同流域可设计通用围堰在不同桥梁上周转使用，既能节约成本，又能取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 桂业昆，邱式中．桥梁施工专项技术手册[M]．北京：人民交通出版社．2005：268—276．

[2] 刘自明．桥梁深水基础[M]．北京：人民交通出版社，2003：297-314．

[3] 谢媛媛，张建辉．阿蓬江大桥4号墩双壁钢围堰的设计和施工[J]．铁道标准设计，2003(1)：161—164．

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。