超大钢围堰封底施工技术研究

倪 志 朱斌典 魏湛力 中交二航局第四工程有限公司

1 工程概述

五峰山长江特大桥是新建连云港至镇江铁路重点控制工程，桥梁总长6 408.909 m，其中跨江大桥主桥长1 432 m，大桥主桥北塔位于长江航道北侧镇江市丹徒区高桥镇。主塔承台平面为哑铃形，厚9.5 m。主塔承台设置70根Φ3.1/2.8 m变径桩。承台底部为6 m厚封底混凝土。封底混凝土设计顶标高为-14.5 m，设计底标高为-20.5 m。钢围堰作为承台施工期间的挡水围挡结构，钢围堰内轮廓尺寸97.1 m×40.3 m，外轮廓尺寸为101.1 m×44.3 m，夹壁厚度2.0 m。钢围堰设计顶标高为+7 m，设计底标高为-23 m，总高度30 m。

2 封底施工

根据以往的钢围堰封底施工工艺和方法多多少少都会出现抽水后局部或大部出现漏水现场，堵漏和修补花费大量的人力物力，费时费力，而且耽误后续工期。为此，针对本次钢围堰封底施工在以前钢围堰封底施工工艺的基础上做出几点改进和创新。

2.1 钢护筒外围清洗

围堰护筒冲洗是封底前施工中重要的一项工艺环节，常规施工中，往往全过程需要潜水员通过起重设施吊吊篮潜入水中，用高压水枪进行护筒表面人工冲洗，时间长而且不安全。如果还采用这种清洗方法，现场74根钢护筒需要清洗1个月时间，而且投入大量的人力物力和机械设备。可以加工一个“环形高压射水冲洗”装置代替人工清洗从而提高清洗速度（见图 1）。

于是我们根据实际施工护筒的大小，加工一个可以均匀布置护筒一圈的环形管，一般环形管直径加工完成后比护筒直径大20 cm～30 cm为佳，以便可以准确地套在护筒上。在环形管A下面增加一道环形管B，在环形管B的内口焊接一圈10 cm长的钢丝刷，且再在环形管B的下口十字中心线的四个点位置加焊一组长50 cm的双拼25工字钢，用来增加配重。在A环形管内侧以30cm的间距均匀的布置直径为0.5cm～1cm的冲洗点。A环形管于十字线端点位置焊接四个吊点，以便于起重设施的平稳吊装。环形管A通过阀门与高压水泵的水管连接通水，从而使环形管的冲洗点对水下护筒的表面进行高压射水清洗工作。

图1 环形高压清洗装置图

在环形高压射水装置上系根缆绳，就位护筒口时人工配合牵引一下，可以提高就位准确率和节约就位时间。在清洗的过程中上下多动几次，可以冲刷清洗掉护筒壁上的泥块，也可以更加快速高效地清洗浮锈和淤泥杂质。项目部12月7日用2套装置仅1 d清洗完74根护筒，且每套装置只需要配备一名工人和一台起重设备。

潜水员下水验收清洗的74根钢护筒，基本清洗干净护筒表面的浮锈和淤泥杂质（见图2）。

图2 钢护筒清洗

2.2 基底防夹沙处理

围堰下沉到位并临时固定后，需要对围堰内基底进行清理整平，以避免河床局部隆起造成封底混凝土厚度不足。对每个护筒边及相邻护筒中点标高进行测量，对高程不满足设计要求的泥面采用吸泥机进行局部处理，施工过程中加强复核。保证清理后河床整体平整度偏差不超过20 cm，河床整体比设计值低30 cm～40 cm。

传统的工艺是在导管布料点位置沉放一块1 m×1 m的3 mm钢板，但是混凝土在浇筑的过程中是快速、不断流动的，在没有铺设钢板的位置依然会挤起大量泥沙而产生夹层，我们对此进行优化，用浇筑水下混凝土的方法提前浇筑50 cm厚的找平层，固结、调平整个封底混凝土的底平面，防止混凝土冲击泥面造成夹砂（见图3）。

图3 浇筑找平层

找平层浇筑完成达到强度后，再用空压机吸除整个找平层因混凝土冲击泥面而造成的浮泥。吸除完成后，潜水员把整个找平层面再检查一遍，漏吸的地方在重新吸除干净，局部混凝土没有覆盖到位的地方，在重新补浇（见图4）。

图4 吸除浮泥

2.3 优化封底浇筑顺序

传统的封底浇筑顺序为从两边向中间，逐渐补料，属于“遍地开花”型，需要每个布料点都要源源不断地供料，增加了混凝土的供应压力；测量人员要一刻不停地打测绳，工程量大且容易忙中出乱而出现漏打错打测绳导致该布料点附近的混凝土面过高或过低。

为此我们进行了顺序优化，在各项准备工作就绪，并进行试运转后才灌注混凝土。混凝土的灌注采取以下原则：一次到位，从上游往下游，由边到中，储料足够，保证埋深。总体施工顺序如下（见图5）：

图5 封底浇筑顺序

首灌混凝土浇注顺序总体从上游向下游推进，先周边区域，后中间区域。为保证导管有一定埋深，一般不随便提升导管，即使需要提管，每次提升的高度都严格控制在40 cm之内。根据现场测点的实测混凝土面高程，确定该点是否终浇，终浇前上提导管适当减小埋深，尽量排空导管内混凝土，使其表面平整。

从上游往下游，由边到中，浇筑一段时间后，保证最低处都有混凝土覆盖时，然后开动空压机，用导管吸出所有汇聚到中间最低处的浮浆。保证封底混凝土的浇筑质量（见图6）。

图6 封底施工

3 结束语

五峰山长江特大桥北主塔钢围堰封底施工从2016年12月18日、21日、23日，分别对下游、系梁、上游进行封底施工。封底过程顺利，每次浇筑时间仅24h不到，共浇筑方量14000方（控制顶面标高比设计标高略低，避免超高）。2017年1月2日经抽水检查，封底情况良好，滴水不漏。我们在实践中针对难点问题不断总结经验、改进设备、创新工艺为封底施工提供了重要保障。超大钢围堰封底的成功不仅为以后的施工积累了宝贵的经验，也为国内的超大钢围堰封底施工提供了经验借鉴。