通航河段卵石覆盖层条件下桥梁主墩钢围堰施工

殷绪敏

（中交二航局第四工程有限公司，安徽芜湖 241000）

1 工程概况

平南相思洲大桥（原名浔江特大桥）系荔浦至玉林高速公路上的一座特大桥，全长1668 米，包括北北岸引桥为4×25m+3×21.1m+3×25m 小箱梁桥+2×(4×40m)+3×40m T 梁桥， 南岸引桥为 3 ×40m 组合钢板梁， 主桥40+170+450+170+40m 双塔双索面斜拉桥。其中南北主墩与北岸辅助墩均位于浔江中。14 号墩（南主墩）位于桥区航道内，承台覆盖层深度为13.5m～25.2m，河床底标高+16m，覆盖层为板结致密的卵石层。承台结构形式为端圆形结构，长54m，宽17m，承台钢围堰采用双层薄壁钢围堰结构设计，围堰高16.3m，围堰结构尺寸为17.1X54.1m。钢围堰采用分层分块设计，围堰共分为2 层，围堰上下共分两节，首节高10m，第二节高6.3m，第一节重约500t，第二节重275t，每层划分为12 个节段进行制作，见图1-2。

图1 钢围堰平面布置图（单位:mm）

图2 钢围堰立面图（单位:mm）

2 施工工艺流程以及质量要点

2.1 整体施工流程

本工程所使用的钢围堰，均由后场钢结构加工厂分节、分块进行制作，共24 块，经过运输后于现场组装进行后续施工。现场完成钻孔平台拆除、清基作业，驳船调平、测量定位等准备工作后，开始进行钢围堰拼装。拼装完成后，进行气密性实验，检测合格后进行吊装入水。围堰定位着床，达到指定位置后，浇筑封底混凝土，抽水，进行下一步施工，见图3。

图3 钢围堰总体施工工艺流程图

2.2 施工工艺及质量控制要点

2.2.1 承台清基

桩基平台拆除后清基作业，由于相思洲大桥南主墩承台范围覆盖层为板结卵石层，在使用一般清基船舶机械未能达到理想状态的条件下，最终采用旋挖钻进行清基作业。为此项目在此基础上利用钢护筒设计专用的活动支架保障旋挖钻的全覆盖施工。

承台清基采用分层作业，每层作业厚度1～1.5m，层台作业共分为4 层进行施工，作业标高由+16m 清至+11.7m。层间作业顺序由上游至下游，由江侧到岸侧，尽量减小水流对作业的影响，部分旋挖钻未能到达区域，利用清基船舶进行清除。承台范围清基标高至+11.7m 后，使用超声波探测仪对承台范围内底部标高进行测量，对钢围堰底部区域进行整平，保证河床面高差不大于10cm，见图4。

图4 现场实施图

2.2.2 围堰制作

因为考虑运输能力，本工程的钢围堰分12节进行加工运输。在原材料进厂时，需要对原材料的相关文件进行检查，如检验报告，合格证等质量证明文件在制作过程中，为了减少焊接变形，优先采用CO2气体保护焊，采用合理的焊接顺序，进行焊接作业。焊接后，需要对钢围堰各单元块拼接时采用等强度焊缝连接，所有拼接焊缝均为连续满焊、并达到《钢结构工程施工质量验收规范》中规定的二级焊缝标准。钢围堰制作完需做渗水实验。并且对其几何尺寸进行严格的控制，总体技术指标如表1。

表1 分段尺寸质量控制标准

2.3 钢围堰在浮动平台上的拼装施工

相思洲大桥桥区两岸地形标高为+36m 以上，施工期间最大施工水位约为+24m，岸坡条件较差，附近无大型船舶制造厂。由于每年6、7 月份为桥区洪水季节为此项目钢围堰采用在浮动平台上拼装的施工工艺以期减少钢围堰施工时间，确保顺利度汛。

此过程中须进行两项重点准备工作，分别是浮动平台的固定和钢围堰的拼装。

2.3.1 拼装平台准备

钢围堰拼装采用2 条200t 级平板驳船作为浮动平台，为保证平台的稳固，项目在2 条驳船进场后，首先在岸边向驳船密封舱内注水，使两条驳船顶面调平。再调平驳船后，利用HN588X300 和HN900X300 型钢进行船舶固定，形成稳固的拼装场地。2 条驳船连接稳定后提供出28x58m 的平整施工场地。为保证钢围堰的顺利拼装，在平台上放置1 台50t 汽车吊用于施工配合，围堰拼装过程中使用1 台180t 浮吊作为主要起重设备。

2.3.2 钢围堰拼装

钢围堰拼装前，在平台上进行拼装点位放线，按照每直线段分块3 个控制点，圆弧段不少于4 个控制点的原则进行放线，并在控制点位焊接定位挡块。

首先进行端头圆弧段拼装，完成端头圆弧段拼装后由岸侧向江侧进行拼装，拼装顺序为2→8→3→7→1→9→4→6→12→10→5→11，拼装过程中使用手摇千斤顶和手拉葫芦进行节段位置调节，壁体位置调整好后为保证施工安全使用型钢将围堰壁体与平板驳相连。相邻壁体拼装完成后将壁体间匹配件进行临时连接，待首节钢围堰拼装完成，对围堰进行整体调整，保证钢围堰错台和整体结构无变形，拼缝处无应力，见图5。

图5 首节围堰拼装顺序示意图

钢围堰壁体拼装焊接完毕后，在下水之前应进行水密性试验，以确保钢围堰的水密性。水密性试验使用用煤油渗透试验，其具体步骤是：首先将调制好的石灰浆刷在内、外壁板外侧或隔舱板一侧的焊缝处；待干燥后，在内、外壁壁板的内侧隔舱板另一侧焊缝处涂上煤油，十分钟后检查涂刷的石灰处是否有油渍，油渍处则为漏点，用气刨清除后补焊，补焊处应重新做水密性试验。

2.4 钢围堰下沉及定位

2.4.1 围堰起吊

由于桥区受下游通航净高限制，且全国范围内仅1 台660t拼装式浮吊可进入桥区作业，在施工期间该船舶正处于其他工地租赁期，为此项目选用2 台400t 浮吊进行抬吊拼装。

由于两台浮吊各有2 个主钩，主钩间距为2.5m，由于钢护筒顶标高为+30m，400t 浮吊起吊高度不足以满足钢围堰两点钢丝绳共同挂在单个主钩上的条件，施工过程中选择四个吊点选用不同钢丝绳挂在不同主钩的起吊方式。由于浮吊主钩水平间距2.5m 的影响受水平分力的影响两台浮吊起吊过程存在一个较大的旋转力矩，根据左右主钩挂设吊点的不同而对浮吊产生一个不同的运动趋势，见图6。

图6 浮吊抬吊示意图

为避免该力矩对围堰的不利影响，挂钩方式仅可选用上下游对称挂钩，使上下游力矩在围堰内平衡。为防止浮吊移动，在两台浮吊中间停靠一艘抛锚艇，并将两台浮吊使用缆索锁死，最终可避免浮吊间的相对移动。

围堰挂钩后，缓慢起钩待钢丝绳处于绷直状态后检查围堰和平板驳船连接点，确保所有固定点已完全割除，同时再次检查临时锚固杆件和作业平台，对其进行拆除或固定。缓慢起钩，围堰脱离驳船后，驳船上浮约为25cm，主钩起高30cm，使围堰刚好脱离驳船，在观察半小时无异常现象后起高1.2m，平板驳船解除缆绳，平板驳船后退至下游。缓慢将钢围堰底部提升至超出护筒顶标高，浮吊前进至围堰中心大致对准承台中心，缓慢下放钢围堰，利用浮吊调整钢围堰位置，保证围堰套入护筒群内。钢围堰下放过程中缓慢放松缆绳，待钢围堰入水自浮后解除围堰吊装钢丝绳。

入水自浮后，为增强刃脚刚度，需向钢围堰舱内浇砼C25砼，浇筑高度为2m，之后利用浮吊和履带吊进行第二层围堰拼装。

2.4.2 钢围堰定位

钢围堰下放过程中利用设置在围堰壁内侧与钢护筒之间的双层导向装置进行围堰下放过程中的定位与调整。导向装置根据受力特点结构形式稍有不同。

第一层导向装置焊接在围堰壁板内侧，通过加劲板与围堰隔板相连，导向与护筒接触面为φ426×6mm 圆钢管（施工前向管内灌注混凝土），第二层导向装置焊接在钢护筒上，具体结构如图7。

图7 围堰导向装置平面布置示意图

钢围堰着床后，将钢围堰注水至设计高度，并按设计要求铺设钢平台，进行钢围堰沉降观测。当钢围堰连续2天不发生位移和沉降时，将护筒顶导向装置临时焊死进行后续施工。

2.5 封底混凝土浇筑

围堰下放完毕，使用袋装砂石混凝土进行封堵。封堵沙袋采用小袋塞缝大袋压脚的方式，以确保围堰封底混凝土浇筑过程中不发生漏浆或者出现由于混凝土侧压力将封堵沙袋挤走的情况。

封底采用“集中供料、满布导管、逐根开灌、及时补料”的施工工艺。14号墩封底厚度3.5m，单个承台封底混凝土共计2522m3。在浇筑前需要进行封底平台搭设，封底平台主要由贝雷梁、工字钢、平台木板及栏杆组成，混凝土浇筑点之间使用56a 型钢连接两相邻钢护筒，使用25a（14a）工钢制作浇筑点导管卡板，或直接在型钢中心处开孔。

封底混凝土浇筑过程中浇筑顺序由上游向下游推进，施工中首先向集料斗内打满混凝土，导管、料斗准备完毕后关闭其余方向料斗闸门，打开相应位置料斗闸门，以混凝土最大出料速度进行首封浇筑，首封浇筑须连续并严格控制放料速度。封底混凝土浇筑至设计方量时，测量人员对每个护筒四周的混凝土面和围堰壁体边的混凝土面进行密集测量，若出现混凝土表面较低时须再次进行浇筑，混凝土浇筑点高出设计标高时使用振捣棒振捣。并在下游设置泥沙泵抽取封底过程中多余的浮浆，确保封底混凝土质量。

3 结论

本文详细介绍了位于相思洲大桥位于航道内主墩钢围堰施工工艺，重点对如何实现板结卵石层清基和双浮吊抬吊钢围堰施工进行了介绍，为后续类似工程的施工提供了借鉴。