跨江大桥深水基础主墩钢套箱围堰工位散拼施工技术

2018-01-24

四川水泥 2018年1期

(中国葛洲坝集团第五工程有限公司，湖北宜昌 443002)

近年来，我国跨江深水基础桥梁均大规模地采用双壁钢围堰，作为水深流急区域桥梁复合式基础的外围结构[1～3]。深水基础施工采用双壁钢围堰施工技术有着明显的优势：（1）适用性强，不受水文、地质条件限制；（2）自身强度与刚度较高，可承受较大的围堰内外水压；（3）安装下沉工序简单，施工不受施工水位与季节限制；（4）用途多样，既可挡水提供干环境，又可作为承力结构；（5）可回收重复利用，降低成本。本文结合蚌埠长淮卫淮河大桥工程实例，重点介绍双壁钢套箱的制作、工位散拼安装、吸泥下沉及水下封底施工方法，对我国深水桥梁水中基础施工具有重要的应用价值。

1、工程概况

安徽长淮卫淮河特大桥位于处淮河中游蚌埠市，为市区中环线和S101省道跨河通道。主桥采用（80+200+80）m的钢箱钢桁架拱桥，桥面宽36m，河床覆盖15～18m的细砂、粉质粘土，下伏花岗片麻岩，桥址常水位水深15～30m。鉴于以上水文地质条件，主墩采用工位散拼双壁钢围堰的施工工艺组织施工。围堰为矩形围堰，尺寸17.1m×17.1m，总高19.9m，分4节，顶节高1.9m，其余阶段高6m。壁厚1.2m，封底混凝土设计厚度2.5m。

2、围堰的加工、拼装与下放

2.1 钢围堰的加工

围堰分节往往根据施工现场运输条件、起重能力及施工环境，按照等分和对称原则，在高度方向进行分节，平面内分块。块件焊接应在可保证精度要求的加工厂平台或模具上组拼，采用平焊方式完成焊接作业，尽量避免或减少采用仰焊和竖焊，施工过程中严格控制质量。以减小加工过程中人为误差和累计误差，加工完一节即进行试拼。蚌埠长淮卫淮河特大桥主墩的钢围堰分4节加工，每节划分为12块，单块最大吊重10.383t，钢围堰节段加工完成后经整体试拼合格后，采用30t平板车经钢栈桥运至施工桥位处。

2.2 钢围堰的拼装

国内成熟的围堰的拼装接高分为：①工厂整节段拼装后工位整节段吊装接高，该方法施工速度快，结构整体性能好；②工厂试拼装合格后，分节段工位吊装对称散拼接高，该方法无需大型起吊设备，可避免因吊装产生的变形。蚌埠长淮卫淮河特大桥主墩钢围堰拼装采用分块现场散装的方式进行，先底隔仓，再围堰侧板，最后内支撑桁架完成拼装。钻孔平台拆除后，搭设安装平台，将运输至工位的围堰节段吊装至安装平台，经测量校核满足设计要求后，用型钢将侧板和护筒连接临时固定，节段焊接成整体至全部拼装完成。

2.3 钢围堰下放

围堰入水前，对河床进行清淤、平整，避免钢围堰下沉时产生倾斜或横向位移。钢围堰入水应控制入水速度，以减小因速度过快产生较大位移。围堰入水后主要借助自身浮力悬浮于水中，接高下沉通过隔舱注水调节平面高程与下沉高度，确保接高位置高于操作平台1.0m。纠偏通过对不同隔舱内注水进行调节。

蚌埠长淮卫淮河特大桥主墩钢围堰下放时，在钢护筒上安放三组由横梁、两套提放装置组成的设计荷载为200t吊放系统。吊放系统由横梁、精轧螺纹钢筋构成，通过经检校合格的千斤顶顶落围堰完成下放施工。为保证提放装置受力安全，要求顶升力最大值控制在120t以内。施工前检查精轧螺纹钢筋是否有破伤现象，施工中须确保其竖直受力。为方便施工，可提前试验确定张拉力与油表读数之间的关系，以便施工查询。注水辅助下沉作用不大时，通过在夹壁仓内浇筑C15素混凝土进行助沉，亦可提高该围堰底节整体强度，改善力学性能。

3、围堰的吸泥下沉

围堰吸泥下沉主要依靠堰内吸泥减少堰体摩阻，以此增大下沉系数。蚌埠长淮卫淮河特大桥主墩钢围堰采用“锅底”式吸泥法，即由中间向四周均匀吸泥取土。施工时要勤测泥面标高。为扩大吸泥范围，吸泥机在确保下口不低于刃脚底部时可适当向刃脚方向移动，即可扩大吸泥范围，又可防止翻砂。内外存在水头差时，通过内外连通器自动调节内外水位高程。围堰主要通过严格控制吸泥的平面位置和吸泥深度，借助围堰自重和土压力，通过在刃脚处不均匀吸泥和向部分隔舱加水的方法防偏纠偏，下沉各时期纠偏要点见表一。若遇经偏压或局部吸泥无效的围堰偏斜情况发生时，应进行水下勘察，根据具体情况制定解决措施。

表1 围堰下沉各时期控制要点

4、围堰的封底

封底混凝土通过在钢围堰顶部设置施工平台，采用垂直导管法，依靠自身流动性向四周摊开的方式，遵循由低到高的原则完成浇注。浇筑前通过在围堰内设置隔墙，将封底面积分块。采用单导管浇筑时要确保首封可靠性。浇注过程中，水上探杆测量与水下潜水员指挥方式控制导管埋深与浇筑高度，防止超浇或欠浇。若遇浇筑混凝土高程突变，则堰内发生涌砂或混凝土外漏问题，应及时采取措施。