沱江二桥水中基础双壁钢围堰施工技术

王德平（中铁二十三局集团第四工程有限公司，四川省成都市610091）



沱江二桥水中基础双壁钢围堰施工技术

王德平（中铁二十三局集团第四工程有限公司，四川省成都市610091）

钢围堰是深水承台施工的档水结构，钢围堰施工前正确预估河床地质情况是顺利进行钢围堰下沉施工的关键。本文以沱江二桥主墩水下承台施工钢围堰为例，阐述钢围堰的设计、制造、拼装、下沉等施工技术，通过在施工过程中遇到的钢围堰下沉困难、围堰每单元间焊缝漏水造成钢围堰施工不顺利等问题，在施工现场采取相应措施处理解决施工过程中遇到的难题，对围堰施工的技术措施进行经验总结，为后续施工提供参考。

水中基础；双壁钢围堰；施工；技术

1　工程概况

沱江二桥位于牛佛沱江桥下游，主桥桥型采用 （85m+ 150m+85m）连续梁桥，引桥采用（26.75m+4×27.5m+5×30m+4× 27.5m+26.75m）简支小箱梁，引道14.05m。

16#墩施工里程为K0+526.80，河床标高为+268.372，17#墩施工里程为K0+676.80，河床标高为+267.49。设计洪水位为+288.05m，设计施工水位为+272.00m。根据沱江二桥大桥工程地质勘察报告，工程地质特征为：卵石土、砂质泥岩夹砂岩。河道为Ⅳ级通航河道，最高通航洪水位为+279.75m。

16#、17#墩基础分别为18根直径φ200cm、桩长28m群桩钻孔桩基础，承台为左右幅分离式14350×13500×4500mm圆端形承台。承台底面标高为+267.82m。

2　钢围堰结构设计

根据施工图设计资料，16#、17#墩承台施工采用双壁钢围堰，壁间距为1.5m，按照此标准设计钢围堰，经施工图预算发现用钢量较大，过于保守，施工成本较高，且施工图设计16#、17#主墩采取筑岛围堰施工桩基，再做双壁钢围堰施工承台。根据力学理论知识计算，钢围堰壁承受的只有接近静态水水深的压力，且封底之后水深只有 4m左右，根据设计计算，将钢围堰壁间距优化设计至1.2m，经过对钢围堰整体稳定性及结构受力验算，完全能够满足施工安全要求，同时节约钢材，降低施工成本。

根据水中桥墩承台平面尺寸、标高和施工水位，16#、17#桥墩钢围堰采取矩形双壁形式，内壁与承台四周之间设1.25m宽预留工作面，内外壁之间相距1.2m，外壁宽度18.4m，长度32.95m，内壁宽度16.0m，长度30.55m，高度为8m，顶面标高高出施工水位2m。

钢围堰结构设计详见断面示意图1、平面示意图2。

图1　钢围堰断面示意图

双壁钢围堰结构由双壁、水平内桁架、隔仓、刃脚、吊点、兜缆锚耳、内外连通钢管组成。根据吊装设备的要求，16#、17#桥墩钢围堰竖向设计分成2节，其中第一节高度为5.3m，第二节高度为2.7m，钢围堰每节由16个单元块组成，用互不连通的隔舱将每个单元分开，以使钢围堰在下沉、灌水时保持稳定。

钢围堰内外壁板为6mm钢板，竖向肋设置2道∠75×50× 6角钢，横肋采用角钢∠75×8。

图2　钢围堰平面图

3　钢围堰加工制造

各分块钢围堰在岸边加工场地上加工，本桥钢围堰共分32个单元，每单元根据节段设计长度将内外壁的6mm的钢板沿高度方向对接。

钢围堰必须焊缝牢固，密封不漏水，且做煤油渗透试验，防止下放后钢围堰每单元间渗水。若钢围堰焊缝不饱满漏水，须采用重新吊起及抽水强排等措施，后重新补焊接，这样造成的工期损失及经济损失较大，因此，钢围堰加工制作的关键是确保焊接质量，确保钢围堰拼接密封不漏水。

4　钢围堰拼装

拼装前检查各单元模块的强度、刚度，各结构表面模板挠度须满足设计标准要求，拼装成整体后确保钢围堰的稳定性。

桩基施工完成且混凝土强度满足要求后，测量确定承台及钢围堰底面、顶面标高及中线，在承台四周打φ630×8mm钢管桩，用工字钢连接作为牛腿，在牛腿上架设工字钢作为拼装平台，在平台上准确放出围堰各单元体轮廓位置，试拼各格后，方可全面焊接。围堰拼装过程中必须注意焊缝质量，焊接完毕须进行水密试验并有检查记录，确保钢围堰下沉不漏水。

5　钢围堰起吊下水

因本桥地质为砂质泥岩及砂岩，承台设计为低桩承台，泥岩开挖深度达到1.0m，开始因对地质预估不准确，在钢围堰拼装完成后直接吸泥抽砂下沉，无法将钢围堰下放到既定位置。后经研究决定调整施工方案，采用钢围堰在下沉前用长臂挖掘机先开挖钢围堰范围内河床基坑后再下沉钢围堰。

钢围堰能否顺利下沉到位，是钢围堰施工能否成功的关键。

钢围堰下沉前需做好各项准备工作，包含如下：①钢围堰须安排在枯水期施工。根据往年此河段水文气象资料，枯水期在12月份，此时水位低、流速小；②钢围堰落河床前对墩位进行复测，确保钢围堰位置准确；③清理基底，使钢围堰就位处平整可靠；④在岸边设观测站，对钢围堰下沉作全程监测，以便调整钢围堰下沉的精确位置；⑤吊装前检查各种吊具、吊点，确保吊装落床顺利；⑥钢围堰焊接完成后须进行煤油渗透试验并做好检查记录；⑦钢围堰内侧安装导向支架外侧作标记以方便控制钢围堰对接。

为精确控制围堰下沉位置，在围堰吊起约30cm时，调整平面位置后缓慢下沉，每下降一定深度，检查渗漏情况，若漏水需做补焊处理后继续下沉至完全处于自浮状态，检查合格后拆除吊点。

钢围堰拼装平台及吊装系统吊点平面示意图详见图3。

图3　拼装平台吊点平面示意图

6　钢围堰接高下沉及就位

对称吊装节段钢围堰，通过悬浮节钢围堰的手拉葫芦调整转动拼装节，下降过程作业人员随时观察标记导向设备对接情况以及卡壳现象，若不正常以便及时停机处理。

钢围堰竖向两节对接焊接后进行煤油渗透试验及全面测量和检查，完全满足要求后放松吊点，使钢围堰缓慢下沉，同时检查渗漏情况并及时补焊处理。当钢围堰靠自重无法下沉时采用8台水泵对称注水增加重量下沉，直至达到设计标高，水下作业检查刃脚着床情况，通过采取清基或封堵等措施，以及在围堰内外侧固定，确保稳定及施工安全。

7　钢围堰水下混凝土封底

因水下混凝土灌注面积大，而且水位不稳定，因此水下封底混凝土灌注是钢围堰施工成败的关键。主要采取措施是围堰定位后封底前，每天测量观察围堰的稳定性，水下混凝土灌注前，逐一检查钢护筒的四周以确保封底时底板不漏混凝土。精确计算和布置导管，灌注时先周围后中部的顺序，采用两台输送泵同时泵送混凝土，确保一次完成。

8　实施效果

水中承台施工采用双壁钢围堰作为临时设施，在工程施工中运用广泛。但施工前需要综合考虑地质、水文、钢围堰制作等多方面因素。从沱江二桥水中基础双壁钢围堰施工过程情况看来，由于以往类似工程施工项目少，导致在施工中遇到了一些技术难题。具体如下：

（1）在先施工的16#墩钢围堰施工过程中，由于我们对地质条件考虑不周全，钢围堰拼装完成后采取直接吸泥抽砂下沉，造成无法下沉到既定位置，后来组织研究及时优化方案，增加了钢围堰在拼装下沉前用长臂挖掘机先进行钢围堰范围内河床基坑开挖，确保钢围堰能顺利下沉到位，为后续施工的17#墩钢围堰施工提供了经验。

（2）在围堰焊接加工制作过程中，对围堰焊接质量把控不严，局部焊缝不饱满，围堰拼装完成下水后造成钢围堰局部焊缝漏水现象，隔舱板变形，后采取抽水强排查找漏水点补焊，另外补强钢围堰隔舱内的角钢骨架措施，虽顺利完成了钢围堰施工，但导致了16#墩钢围堰工期滞后。总结这一情况后对后续施工的17#墩围堰半成品焊接质量控制上，严格认真检查并进行补焊，杜绝了类似情况再次发生，确保了在枯水期完成水中桥墩基础的节点工期。

此外，我们在施工过程中，重点抓了诸如钢围堰基槽开挖不够平整，钢围堰与河床底面接触高差过大将造成钢围堰下放时倾斜等问题，防止了钢围堰下沉倾斜，并通过采用仓内刃脚处灌注混凝土（配重及增强刃脚刚度），刃脚以上部分采用8台水泵同时对称注水，以增加钢围堰重量及避免倾斜等措施，使钢围堰能顺利下沉到位。由于方案制定合理、施工组织有序，16#墩钢围堰施工遇到的技术难题解决及时彻底，致使两个主墩承台施工中，封底混凝土没有出现任何渗漏现象，确保了施工安全和工程质量，并且钢围堰节点工期提前5d完成，为后续施工主墩及上部连续梁争取了富裕的工期。

9　结束语

本施工技术通过水中低桩承台钢围堰施工实例证明，采用先开挖基坑再下沉到位的技术方案解决了围堰下沉砂质泥岩入土深度较大的施工难题；同时，加强钢围堰拼装焊接质检、拼装检查，使之能顺利投入使用，通过上述两项措施确保了水中主墩施工的节点工期目标和质量目标，为该项目的顺利实施鉴定了基础。实践证明该技术安全可靠，降低了施工成本，得到业主和监理的认可，取得了一定的经济效益和社会效益。该施工技术为今后水中低桩承台双壁钢围堰施工提供了一些可借的经验，可供施工技术人员参考。

［1］《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）.中华人民共和国交通运输部发布.

［2］《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）.

［3］沱江二桥工程地勘报告、施工设计图.

王德平（1972-），女，汉族，工程师，本科，主要从事经营投标施工组织设计工作。

U445.556

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2095-2066（2016）10-0171-02

2016-2-21