茅岭江特大桥双壁钢围堰施工

卜凡龙

摘要： 本文介绍了茅岭江特大桥钢壁双围堰的施工工艺。该工艺立足国内现有的施工技术、施工方法、机械设备和工程材料，进行施工技术的综合研究，全面优化。从钢壁双围堰的设计考虑承台的施工，施工中充分利用潮位涨落进行钢围堰的下水浮运，通过调节壁内水位高低控制钢围堰的下沉，便于上部钢围堰的拼接。最大的优点是减少了船舶的使用。在双壁钢围堰定位过程中，利用栈桥平台和钢围堰四周的4根钢管桩作为油葫芦受力点进行钢围堰精确定位，避免了使用锚索，确保了航道内船只的畅通。并且在施工中未搭设水中拼装平台，节约了成本，减少了征地，加快施工进度、节约工程成本的成功施工经验。

关键词：钢壁双围堰 注水下沉 水下拼接 定位 混凝土封底

中图分类号：TV551.3文献标识码： A 文章编号：

双壁钢围堰是现代桥梁深水基础施工中常采用的一种挡水结构,其设计与施工相结合每个工程的特点及现场施工条件,力求合理和经济。

根据施工条件钢壁双围堰可分节制造，每节又对称分数个单元制成单元体。施工时，将已拼接的底节围堰浮运就位起吊下水，然后接高并在围堰内灌水下沉，围堰落入河床后，视需要在围堰内槽注混凝土（或砂或槽水）以增加围堰重量并在围堰内吸泥使其渐渐均匀地下沉到设计高程。中铁十六局集团一公司钦防铁路项目部针对钦防铁路2标段茅岭江特大桥施工的特点，从钢围堰设计、机械选择、浮运、下沉施工等方面对双壁钢围堰施工进行研究，总结了变化深水位双壁钢围堰施工工艺。该桥全长1621.778m，主桥为48+88+48m现浇梁，群桩基础，桩径2.0米，圆端形承台，圆端形实体墩。该工艺具有施工安全、节约材料、刚度好，施工方便，是刚劲可靠的防水结构，取得了显著的经济、社会、环保及节能效益。

1 施工工艺原理与工艺特点

1.1施工工艺原理

双壁钢围堰采用在靠近施工现场的岸边进行分节、分块加工。底节加工拼接完毕后，利用轨道或气囊将围堰推入水中，拖船将钢围堰拉至深水区进行第二节拼装，通过往双壁内注水调节钢围堰顶面标高，第二节拼装完毕后用拖船拉至墩位处水面，在四周插打定位钢管桩做初步定位，利用驳船运输分块的围堰吊装至双壁钢围堰上进行人工分节焊接，直至达到设计长度。在双壁钢围堰拼装前必须先进行墩位处清底，保证河床底面平整。焊接完的钢围堰进行注水下沉，其间精确定位预偏位置。下沉完毕后的双壁钢围堰进行二次吸泥清底，确保钢围堰下沉到位。最后进行混凝土封底。

1.2工艺特点

1.2.1双壁钢围堰底端封闭的双壁箱室使钢围堰在入水后，利用自身的浮力象船体一样稳定悬浮在墩位处水面上。通过往双壁内注水调节钢围堰入水深度，减少了大量机械设备，大大降低工程造价，加快施工进度。

1.2.2双壁钢围堰分块加工过程中严格控制焊缝质量，确保角钢骨架每条焊缝厚度不小于8mm。钢板焊接采用剖口焊，确保焊接过程中不漏焊，少焊。

1.2.3双壁钢围堰每次分节组拼完成后均要进行煤油渗水实验，封底后抽水要观测围堰挡水止水效果。

1.2.4双壁钢围堰平面为一回形钢环结构，刚度好，施工方便，是刚劲可靠的防水结构。下沉到位的钢壁双围堰，其刃脚应全部稳妥地支立于基岩上，以保证清理基底及封闭混凝土。

1.2.5根据承台大小、尺寸，合理设计双壁钢围堰形式，节约材料。科学设计双壁间连接支撑，安全可靠。施工操作简单，施工简便，节省劳力。

工艺流程（见图）

3 施工要点

3.1双壁钢围堰设计

根据茅岭江的实际情况，钢围堰分为7节，高6×1.5m+2.25m=11.25m，顶面标高为4.5m；钢围堰外壁直径为17.8m，考虑钢壁双围堰作为承台混凝土施工的模板，内壁直径16.2 m，内径与承台尺寸基本一致。

双壁钢围堰内外壁均采用8mm厚Q235钢板，仓内支撑桁架全部采用L100*100*10角钢。角钢间距（径向、环向、竖向）均为75cm。

图5.2.1-1双壁钢围堰底节（2.25m）结构图

图5.2.1-2双壁钢围堰1.5m节段结构图

3.2双壁钢围堰施工

3.2.1双壁钢围堰加工制作

双壁钢围堰分7节进行加工，每节分6块。第1节高2.25米，第2~7节高1.5米。钢围堰隔仓内环向、径向及竖向内支撑均按0.75米设置。

双壁钢围堰分块加工过程中严格控制焊缝质量，确保角钢骨架每条焊缝厚度不小于8mm。钢板焊接采用剖口焊，确保焊接过程中不漏焊，少焊。

双壁钢围堰底节先在岸边拼装焊接。根据以往施工经验，在实际拼接过程中，在钢围堰的双壁中加焊4块钢板，将双壁钢围堰的双壁分成4个独立箱室，利于在双壁间注水时保持钢围堰的稳定性。

3.2.2双壁钢围堰下水

由于本桥施工水文条件的特殊性，每天潮位落差在3～4m。双壁钢围堰下水是利用涨潮高潮位时，用拖船将钢围堰拖入深水区。如果在施工中没有自然条件可以利用，可以设置轨道或采用气囊。

3.2.3水下拼接

拼接双壁钢围堰第2节时，底节处于较深水面上，注水使钢围堰顶面浮出水面约1m，利用驳船上的吊车将第2节的6个块段装在驳船上，一个块段一个块段的吊到底节上人工焊接。第2节焊接完毕后用拖船将钢围堰拖至墩位处水面。在钢围堰四周插打定位钢管桩，本桥选用8根Ф630mm钢管桩，壁厚10mm。

双壁钢围堰每次分节组拼完成后均要进行煤油渗水实验，检验合格后方可注水下沉，进入下一节段的拼装。

钢围堰起吊下水后、迅速在围堰内对称注水使之保持垂直状态下沉，然后按单元体编号对称拼装接高，注水下沉，拼装接高交替作业进行施工。围堰拼装注水下沉过程中，围堰内外水头差：相邻单元体水头差，空腹钢围堰水头差等必须满足设计要求之规定。

3.2.4水中定位

由于水中水流比较急，在水中找到固定的定位点很不方便。在实际施工中采用在双壁钢围堰的中心处从河底立一根钢筋露出水面。双壁钢围堰全部焊接完毕后，在钢围堰四周焊几个吊点，利用手动油葫芦连接钢围堰与定位钢管桩，根据围堰中心点的位置拉动油葫芦从而调整钢围堰的位置。由于事先对河床进行了清底，河床底基本是平的，施工精确定位还应注意以下方面。

3.2.4.1围堰落河床工作应尽量安排在水位低、流速小时进行。

3.2.4.2围堰落河床前对墩位处河床进行一次全面的测量，若与预计不相符，不能满足围堰落河床后使围堰进入稳定深度及围堰露出水面的高度时，应根据实际情况，调整围堰落河床时高度，以满足围堰落河床的各项要求。

3.2.4.3围堰落河床前，应对所有锚锭设备进行一次全面检查和调整，用调整油葫芦的办法使围堰精确定位

3.2.4.4纵、横各精确定位的位置与设计的偏差应视河床情况而定。落河床时墩位处河床由于冲刷而高差较大时，应视情况抛小片石进行调平，使围堰刃尽可能平衡着床。

3.2.4.5围堰精确定位后，应加速对称在围堰内灌水，使围堰尽快落人河床。

3.2.5下沉着床

钢围堰在下沉进程中，围堰刃脚快接近岩面时，停止下沉。由于茅岭江特大桥两个主墩位的同一墩位岩面高差较大，38号主墩岩面高差在1.8m左右，为保证岩面在同一高度，钢壁双围堰刃脚与基底岩面接触严密，采用钻机对高岩面锤打，破除高岩面，避免水下爆破时破坏桩基，取得良好效果。着床后对钢围堰位置进行全面测量、调整，及时掌握墩位河床冲刷及水位情况，以便选择围堰落河床的时机。直至钢围堰处于设计位置，置于垂直位置，使围堰中心与墩中心基本上重合后，继续在钢围堰内灌水下沉至岩面。当确认钢围堰有一点已经接触岩面，就不能再继续下沉，浮吊吊装四根36工字钢沿钢围堰外壁竖直插入直到工字钢底部与岩面接触，在水面以上将工字钢与钢围堰焊接牢固。由潜水员在适当位置将钢围堰刃脚与岩面间隙进行抄垫堵塞，再次进行测量检查，确认无误后，向钢围堰隔舱内灌水压重，使钢围堰稳妥地支承在岩面上。