取排水箱涵水下基床整平及安装对接施工技术

吴开锐

（中交二航局第三工程有限公司，江苏 镇江 212003）

取排水箱涵水下基床整平及安装对接施工技术

吴开锐

（中交二航局第三工程有限公司，江苏 镇江 212003）

以某工程取排水施工为例，介绍取排水箱涵水下基床整平及安装对接施工技术，保证了基床的平整度和密实度，箱梁的对接精度、橡胶止水带的密封性，可为类似工程提供参考。

水下工程；箱涵；基床；整平；安装；对接

1 工程概况

某工程取排水箱涵分为现浇段和预制段，陆上部分为现浇，水上部分为预制安装，预制箱涵为双孔钢筋砼结构，取水箱涵预制段总长297 m，单节箱涵长15 m，截面尺寸为5.6 m×3 m，单节箱涵重280 t；排水箱涵总长220 m，单节箱涵长均为15 m，截面尺寸为6.2 m×3.3 m，单节排水箱涵重320 t，安装水深6～19 m。基床为海底开挖基槽，然后抛填块石或碎石整平。设计要求箱涵水下对接安装，达到止水效果。如图1所示。

图1　 水下箱涵安装工艺流程图

2 施工工艺

水下箱梁安装工艺流程如图2所示。

2.1 基床夯实及整平

基床整平使用整平船，一般用带锚平板驳，将块石或碎石等材料在临时码头装到平板驳上，平板驳上停放一台小型挖机用于抛填，将装有整平材料的平板驳抛锚在整平区域，根据取排水线路和方向进行移船作业，将平板车移至整平位置上方。因为本地质为强风化集块岩，地质坚硬，密实度较大，开挖标高基本达到设计标高的，无需进行夯实，通过测量，对于开挖超深大于50 cm的部位，先抛填少量的块石，用冲孔桩锤进行夯实，然后进行整平［1-2］。

图2　 水下箱涵安装工艺流程图

2.1.1 测量标杆制作

由于水下无法直接测量，需要制作测量标杆，通过测量标杆转换为水面以上测量，根据所测部位的水深情况，一般情况下，测量标杆顶端高出水面1～2 m为宜，标杆采用Φ70、Φ60、Φ50无缝钢管焊接而成，两端封闭，在测杆下端约1 m处焊两个手柄，在浮力作用下，测量标杆变轻，潜水员可在水下抓住手柄移动标杆，在制作和沉放测量标杆时，要保证标杆的直线度，防止其变形。在测量标杆顶端安装棱镜，并在水面以上侧壁安装水准泡。测量时，水下潜水员将测杆底端搁置在测点上，水面驳船上施工人员移动标杆，使水准泡居中，表示测杆垂直，方可进行准确测量。在标杆较长的情况下，标杆的垂直度对测点的平面位置的影响较大，因此，一定要使水准泡居中，以保证测点的准确性。垫块位置及标高、箱涵安装位置及标高等所有水下测量都需要依托测量标杆来实现［3-5］。

2.1.2 粗平

因为基槽开挖采用抓斗式挖泥船施工，开挖表面呈现凹凸不平，且表面高差可能较大，故先进行粗平。通过初步测量摸底，基本确定基槽标高情况，对于比较低洼的部位抛填块石，然后抛填碎石，基本达到设计整平标高，但不超过设计标高，抛填时注意抛填物抛洒均匀，因为在水下，成堆石料很难摊开。

2.1.3 精平

精平就是在粗平后，通过一系列细致工作，对基床精确整平，使之达到设计标高，便于箱涵安装。

（1）找点

为了最终整平工作，需要在基床安装整平导轨，导轨的标高和位置也需要定位，而这个定位则通过支撑在导轨两端的垫块来确定，找点就是确定垫块的标高和位置。所以每个垫块所在位置的标高需要通过准确计算。

垫块使用20 cm×30 cm的空心砖，将空心砖放置在粗平碎石面上，测量空心砖的顶面标高和断面位置，空心砖顶面标高=箱涵安装底标高-导轨高度，垫块在断面的位置应在箱涵的安装断面内，一般设为箱涵安装的两条边线。空心砖的顶面沿轴线倾斜程度等同箱涵安装的设计倾斜程度，每根导轨两端各放置一个垫块，如果一次性放置多根导轨，且为同一坡度情况下，连续两根导轨接头处可共用一个垫块。找点完成后，安装导轨，为了防止导轨变形，需要在导轨下方加密垫块，但加密垫块不需要测量，直接塞入导轨下方即可，最终垫块间距控制在2～3 m。

整平定位测量示意图如图3所示。

（2）刮平

安装导轨后，继续均匀抛洒碎石，使基槽碎石略高于导轨顶面，对于堆积过高的部位，潜水员先使用铁锹大致扒开。然后将刮尺垂直于导轨方向放置在同一断面的两根导轨上方，刮尺两端各一个潜水员手握刮尺，沿箱涵轴线方向来回挪动刮尺，将高出导轨的碎石刮开，注意刮尺不能离开导轨顶面。对于不到标高的低洼部位，再抛洒少量碎石，直到与导轨齐平。

图3　 整平定位测量示意图

导轨用100 mm×100 mm×3 mm的空心方钢，单根方钢长度为6 m，刮尺用双拼［14对扣。整平分段进行，当一段基槽整平完成后，将导轨取出移至下一段，为了减少周转次数，一次可铺设多根导轨，必须将空心砖垫块下方垫实，整平碎石宜用2～4 cm粒径。

取排水箱涵导轨平面布置图如图4所示。刮平示意图如图5所示。

图5　 刮平示意图

2.2 箱涵安装

箱涵安装使用起重船，本工程使用500 t浮吊，箱涵的起吊完全依靠起重船自身的起重能力完成［6］。

2.2.1 拉紧装置制作

拉紧装置用于安装箱涵时将两节箱涵拉紧、挤压，使两节箱涵接头严密。拉紧装置的锚固点为箱涵两端的预埋吊耳。

用4块钢板加工成一个方盒，一端钢板中心位置开孔，方盒的长度能放入50 t千斤顶，加工一根Φ40的烙钢穿过千斤顶，烙钢一端固定在钢丝绳上，方盒的另一端也固定在钢丝绳上，钢丝绳设置成环状，使用时将钢丝环套入箱涵两端的预埋吊耳上，开启千斤顶，张拉烙钢，使两节箱涵挤压，实现箱涵对接严密如图6所示。

图6　 拉紧装置示意图

2.2.2 安装

安装箱涵前，由潜水员到海底进行最后一次基床平整度检查，排除回淤物及散落物，取出导轨和刮尺。由起重船将箱涵吊起通过测量定位，测量定位主要依据事先树立在上一节箱涵端头的测量标杆为测量参照点，箱涵两端系风缆，由人工拽风缆调节箱涵方向，基本对准安装位置时，开始下沉箱涵，安装时，随着箱涵的下沉，潜水员到海底进行探摸，并指挥水面上的操作人员。箱涵安装起吊时，使箱涵对接端略低，另一端略高，当箱涵底板离基床大约30 cm时，停止下放，精确平移箱涵至安装位置，逐渐将箱涵的对接端靠近上一节箱涵，当完全靠拢时，使用千斤顶拉紧装置将两个箱涵拉紧，拉紧装置共两个，分别放置在箱涵的两边，每个拉紧装置使用20 t的拉力，使两个箱涵挤压箱涵端面的预埋橡胶止水带，使止水带被压扁并填充两节箱涵之间的缝隙，其左右位置由潜水员指挥船上人员进行控制，拉紧装置保持20 t的拉力，将箱涵慢慢完全下沉至基床，通过利用箱涵自重围绕箱涵端头顶边转动挤压下部橡胶止水带来实现两节箱涵的严密接触。为了使箱涵接头牢固可靠，在接头外侧使用模袋砼进行保护，如图7所示。

2.3 质量控制点

（1）箱涵预制质量满足设计及规范要求，由于断面面积较大，故断面平整度对安装对接的影响较大。

（2）基床整平的平整度满足要求，箱涵安装后不悬空，避免箱涵沉降。

（3）箱涵接缝在允许范围内，充分挤压橡胶止水带。

图7　 箱梁安装流程图

3 结语

影响箱涵安装质量的因素很多，在施工中要把握好每一个施工环节，尤其注意要充分挤压止水带，使其产生变形，完全填充两节箱涵之间的缝隙。本工程施工取得了较好的效果。

［1］JTS257—2008水运工程质量检验评定标准［S］.

［2］交通部令第4号.中华人民共和国水上水下施工作业通航安全管理规定［S］.1999.

［3］中港四航局.工程船舶安全技术操作规程［R］.1984.

［4］交通部第一航务工程局.港口工程施工手册［M］.北京：人民交通出版社，1994：620.

［5］GB50026—2007工程测量规范［S］.

［6］颛孙伟恩，杨基亮，吴锋箭.预制横梁水下安装的定位方法及其装置：中国，201210063557.0［P］.2012-07-18.

Construction Technology of Foundation Bed Leveling and Installation for Intake and Outfall Box Culvert

Wu Kairui
（China Communications 2nd Navigational Bureau 3rd Engineering Co., Ltd., Zhenjiang 212003, China）

Based on the intake and outfall engineering construction, this paper introduced construction technology of the foundation bed leveling and installation for intake and outfall box culvert. The smoothness and density of the foundation bed, the butt joint precision of box culvert and sealing of rubber water-proof strip were guaranteed.

underwater engineering; box culvert; foundation bed; leveling; installation; butt joint

U445.54+3

A

1672-9889（2016）04-0050-03

吴开锐（1983-），男，江苏常州人，工程师，主要从事施工技术管理工作。

2015-09-23）