1、淺析沅水特大橋雙壁鋼圍堰施工技術(shù)    1、 工程概況溆懷高速沅水特大橋位于湖南省溆浦縣境內(nèi)，是溆懷高速公路項(xiàng)目控制性工程，橋址水深69m，橋梁結(jié)構(gòu)型式為：2×25（C50現(xiàn)澆連續(xù)箱梁）+58+4×100+58（C55懸澆剛構(gòu)箱梁）+9×25m（C50現(xiàn)澆連續(xù)箱梁），橋梁全長798.12m，水中共有3#7#墩，共5個(gè)水中墩， 3號(hào)墩為雙壁鋼圍堰采用先堰后樁法施工，7號(hào)墩筑島施工，其余墩采用鋼吊箱圍堰施工，本文主要是對(duì)3#墩雙壁鋼圍堰施工進(jìn)行一些施工技術(shù)總結(jié)。2、 3#墩圍堰方案比選2.1、圍堰類型選擇 沅水大橋水中墩均為高樁

2、承臺(tái)，一般來說使用吊箱比較經(jīng)濟(jì)合理，在施工方案選擇過程中也傾向使用鋼吊箱圍堰，但是在綜合考慮后決定使用雙壁鋼圍堰方案最可行， 原因是1、3#墩靠近沅水河溆浦岸側(cè)，垂直高差達(dá)16米多，墩處河床幾乎無覆蓋層，下為弱風(fēng)化灰?guī)r，而且河床巖面高差大，難以在此處搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，如果采用吊箱，必須先樁后堰。2、3#墩位置處于航道位置，每天船只通行量大，而且很多是運(yùn)輸河砂船只，噸位較大，鋼吊箱剛度、強(qiáng)度要比雙壁鋼圍堰小，而且吊箱懸掛在鉆孔樁上，難以承受船只撞擊風(fēng)險(xiǎn)。3、使用雙壁鋼套箱能夠滿足上述鋼吊箱施工的缺陷，可以先下沉雙壁鋼圍堰，利用鋼圍堰強(qiáng)度大整體性好特點(diǎn)，在圍堰壁上直接搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，而且圍堰下沉后刃角嵌

3、入巖層，自重大，穩(wěn)定性大，可以抗擊船只偶然碰撞，但缺點(diǎn)是用鋼量大、鋼材回收率低、制作復(fù)雜成本相對(duì)較高。經(jīng)過方案比對(duì)采用雙壁鋼圍堰進(jìn)行施工是合理和可行的。2.2、雙壁鋼圍堰外形、尺寸選擇沅水河常年水位（枯水期）：129.00m，3#墩承臺(tái)底標(biāo)高：125.5m，水深7.5米，無覆蓋層，河床東低西高，高差約2米，承臺(tái)尺寸10.2米（水流方向）×9.6m（線性方向）六邊形結(jié)構(gòu)，雙幅墩。如圖-1圖-1雙壁鋼圍堰高度選擇：圍堰高度比常水位高出1米，定為8.4米高，露出水面約1米。套箱尺寸選擇：外圍尺寸26.85米*13米，內(nèi)壁寬1.2米，內(nèi)壁比承臺(tái)尺寸各長1米，留有模板施工空間。套箱形狀選擇：套

4、箱采用四邊形，考慮過采用圓端形受力更加合理，但加工起來比較復(fù)雜，3號(hào)墩圍堰封底后水位差就4米左右，水壓力并不是很大，圍堰采用長方形加工起來方便、簡單，受力也能滿足條件。封底選擇：承臺(tái)底比套箱底高4.5米，全部采用混凝土封底很不經(jīng)濟(jì)，可以在封底混凝土層下填碎石和土，圍堰內(nèi)填土1.5米后，再在土上拋設(shè)1米厚度碎石，再在碎石上面澆筑2米厚封底混凝土。3、雙壁鋼圍堰施工雙壁鋼圍堰施工順序?yàn)椋弘p壁鋼圍堰分塊制作下沉平臺(tái)搭設(shè)首層雙壁鋼圍堰拼組、下沉雙壁鋼圍堰接高浮運(yùn)下沉圍堰上鉆孔平臺(tái)搭設(shè)護(hù)筒埋設(shè)圍堰內(nèi)填土、填石圍堰內(nèi)澆筑封底混凝土鉆孔抽水進(jìn)行承臺(tái)、墩身施工圍堰拆除。3.1雙壁鋼圍堰制作雙壁鋼圍堰加工制作順

5、序流程圖： 雙壁鋼圍堰在岸上加工廠分塊加工，每塊大小根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制作設(shè)備、運(yùn)輸能力和水上拼組接高的起吊能力確定， 3#雙壁鋼圍堰分成2層制作（底層高4.4m，第二層4米）,每層分8塊，每塊最大重量限制在9t以內(nèi)，第一層重70噸，第二層重69噸。制作前先在加工場(chǎng)安裝好胎具，桿件集中下料，在胎具上放大樣后焊接每塊骨架，然后裝配。加工順序?yàn)椋和獗诎遑Q向加勁角鋼、水平桁架弦板、水平撐、隔艙板、內(nèi)壁加勁角鋼、內(nèi)壁板、焊接內(nèi)外壁板、檢查節(jié)間、塊間接縫及艙板是否滲水、漏水并及時(shí)處理滲水部位，確保鋼圍堰不漏水。加工完成并經(jīng)試拼檢驗(yàn)合格后，分塊裝車運(yùn)至臨時(shí)碼頭。拼組第一層圍堰時(shí)先在碼頭側(cè)打設(shè)圍堰下沉平臺(tái)，在下沉平臺(tái)

6、上拼接第一層，拼焊完畢經(jīng)過檢查不漏水，下沉第一層，再拼接第二層。拼裝時(shí)要求：上下隔艙板對(duì)齊，各相鄰水平桁架弦板對(duì)齊，上、下豎向加勁角鋼允許不對(duì)準(zhǔn)，但必須和水平桁架弦板焊牢。內(nèi)外壁鋼板拼縫不能對(duì)接焊時(shí)，允許采用搭接焊或貼板焊接，但必須滿焊，并保證全焊水密結(jié)構(gòu)的可靠性。第一層拼組準(zhǔn)備下沉見圖-2 圖-23.2河床水下爆破3號(hào)墩位置靠近西岸山崖，河床起伏較大，西邊要較東邊高2米，南北高差不是很大，為保證圍堰下沉后保持垂直，需要在套箱西側(cè)進(jìn)行爆破，找平河床。3號(hào)墩為高樁承臺(tái)，進(jìn)行大面積水下爆破找平不經(jīng)濟(jì)，爆破前測(cè)量好刃角位置，只在西側(cè)河床較高處刃角著床位置爆破，爆破一條溝槽，可減少爆破范圍和數(shù)量，但是

7、需要精確測(cè)量，確保爆破出的溝槽位置位于鋼圍堰刃角。水下爆破平臺(tái)利用沅江上常見的撈金船，2艘船拼組在一起，船之間留有50公分間隙，在平臺(tái)上放置取芯鉆機(jī)，全站儀精確測(cè)量定位浮平臺(tái)后，鉆孔，成孔后插入導(dǎo)管裝藥，鉆孔間距按照每米一個(gè)布置，每個(gè)鉆孔深度根據(jù)河床巖面標(biāo)高，裝藥后水下爆破。爆破完成后，用吸沙泵吸出部分細(xì)碎石、泥沙，較大的石塊由潛水員水下手工搬運(yùn)，清理出溝槽。注意不能超爆，防止爆破后超深，造成套箱下沉傾斜，爆破后檢查刃角位置標(biāo)高，仍然超高巖面要重新爆破，直到槽底達(dá)到刃角標(biāo)高。3.3雙壁鋼圍堰浮運(yùn)、下沉3號(hào)墩距離套箱加工地點(diǎn)有五百多米，可以使用浮運(yùn)法下沉，圍堰刃角下沉后接觸巖面受到的集中力很大，

8、而且圍堰需要增大自身重量克服抽水后的浮力，需要在圍堰刃角部位灌注混凝土， 3號(hào)墩位置澆筑混凝土不方便，在浮運(yùn)前灌注艙內(nèi)刃角混凝土，混凝土重190噸，圍堰吃水增加到4.4米，迎水面積達(dá)到118.14平方米，水阻力很大，本來浮運(yùn)方案用2艘150噸運(yùn)輸船拖運(yùn)，現(xiàn)在吃水增加很多，水阻力增大很多，下游2公里位置是滬昆線鐵路橋和公路橋，當(dāng)?shù)卮恍阅懿缓?，船?dòng)力可能不足，船只拖運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)較大，為確保安全，決定利用采用3T電動(dòng)錨機(jī)多次換錨，用錨機(jī)提供動(dòng)力。3號(hào)、4號(hào)墩之間是預(yù)留航道，在浮運(yùn)下沉?xí)r必須封航，2艘海事船只在上下游值班，阻止過往船只進(jìn)入施工區(qū)域。浮運(yùn)前在圍堰四角固定四臺(tái)3T錨機(jī)，一臺(tái)30千瓦發(fā)電機(jī)作為錨

9、機(jī)和水泵電源，在八個(gè)艙位置對(duì)稱布置4臺(tái)30m3/h水泵，用棧橋管樁作為錨錠，錨機(jī)鋼絲繩長度只有150米，錨繩收完后，要連續(xù)換錨，再換一個(gè)棧橋管樁作為錨碇點(diǎn)，再用錨機(jī)收錨繩，按此方法直到套箱到達(dá)3號(hào)墩位置。套箱浮運(yùn)到預(yù)定位置后初步定位，將4根錨繩重新錨碇好，西側(cè)2根錨繩固定在西岸巖石預(yù)埋點(diǎn)上，東邊2根錨繩直接和4號(hào)墩鉆孔平臺(tái)管樁固定，形成四角錨固定圍堰，拉動(dòng)錨機(jī)精確定位圍堰位置，保證位置偏差在30公分內(nèi)，四臺(tái)水泵開始向倉內(nèi)抽水，灌水下沉，套箱自重140噸，刃角灌注混凝土重190噸，套箱下沉到河床吃水7.5米要克服浮力495噸，在灌水下沉過程中，需要不斷測(cè)量定位，發(fā)現(xiàn)套箱偏移，使用錨機(jī)拉錨，調(diào)整位

10、置，保證套箱在下沉前保持相對(duì)精度。由于各艙灌水速度差異，各個(gè)艙重量會(huì)不相同，套箱會(huì)傾斜，需要調(diào)整水泵灌水量，低側(cè)艙停止抽水，高處艙灌水壓載，通過各個(gè)艙重量保證套箱的垂直度。當(dāng)套箱刃角快接觸河床時(shí)，再精確測(cè)量，拉動(dòng)四角錨機(jī)對(duì)套箱精確調(diào)整，保證套箱在位置。刃角接觸河床后，圍堰位置還沒有最終固定，因?yàn)楹哟搽m然爆破后，難免局部會(huì)出現(xiàn)不平整情況，溝槽和其它位置也會(huì)留有部分覆蓋物，這時(shí)需要加大艙內(nèi)灌水量調(diào)整套箱垂直度。待刃角大部分接觸到河床后繼續(xù)灌水，用套箱自重和艙內(nèi)水的重力使刃角穿過薄覆蓋層（主要是漂石），最后刃角到達(dá)持力層，等刃角大部分著床，套箱位置基本穩(wěn)定，這時(shí)繼續(xù)灌水，注意，此時(shí)灌水還要不斷測(cè)量，

11、防止套箱偏移或者傾斜。直到灌滿所有隔艙，套箱下沉作業(yè)基本結(jié)束。刃角接觸河床后，潛水員需要下水探摸刃角情況，河床不可能平整，難免部分刃角懸空，根據(jù)縫隙高度，用工字鋼焊接板凳塞在下面，防止套箱在壓載時(shí)傾斜。套箱外側(cè)需要在空隙位置拋設(shè)沙袋，防止圍堰內(nèi)封底物流出，并且可以防止外側(cè)流動(dòng)水沖刷底部。由于沅江河床覆蓋層很少，下面多為弱風(fēng)化灰?guī)r，套箱下沉后，形象來說套箱是放在河床上，刃角嵌入巖很少，沒有豎向摩阻力，圍堰抽干后基本上是靠自身重力和封底砼平衡浮力。抽水后浮力達(dá)到2600噸，套箱加上刃角混凝土自重僅330噸，所以要盡量增大套箱自重，向倉內(nèi)灌滿沙壓載。注意，八個(gè)隔艙要按順序?qū)ΨQ、分層灌沙，灌沙時(shí)要經(jīng)常

12、測(cè)量套箱位置，防止偏載過重使套箱位移或者傾斜。3.4封底圍堰下沉后在圍堰上搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，然后埋設(shè)護(hù)筒和封底施工，封底前平臺(tái)暫不鋪設(shè)鋼板。鋼護(hù)筒埋設(shè)好后。接下來進(jìn)行封底作業(yè)。3號(hào)平臺(tái)為高樁承臺(tái)，承臺(tái)底標(biāo)高125.5米，河床標(biāo)高121米，承臺(tái)底與河床有4.5米高差，如果全部采用混凝土封底厚度有4.5米，太浪費(fèi)，可從下往上依次填1.5米高黏土、1米高碎石再灌注2米高封底混凝土方法，減少混凝土使用量。填土使用20噸浮吊，,用容積為3立方的吊斗再西岸側(cè)挖機(jī)配合，按順序向圍堰內(nèi)填土，最后3公分，宜使用人工鏟土回填，特別要注意，由于黏土在水下流動(dòng)性很差，填土?xí)r切不可超高，否則會(huì)影響封底砼厚度，封底混凝土厚度

13、變薄，抽水后水壓過大易使封底面破壞，造成管涌事故。填土完成后，等3至四天待水下填土穩(wěn)定后開始向圍堰內(nèi)拋碎石，碎石最大粒徑不宜過大，填石和填土作業(yè)類似，嚴(yán)禁超量拋石影響封底厚度。封底砼宜在鉆孔結(jié)束后進(jìn)行，防止鉆錘碰撞護(hù)筒破壞護(hù)筒與封底砼的粘結(jié)力，抽水后在護(hù)筒位置漏水甚至難以抽干水。進(jìn)行封底混凝土施工，布置2個(gè)導(dǎo)管，導(dǎo)管底離圍堰內(nèi)碎石層不超過30公分，按順序灌注，一個(gè)點(diǎn)到達(dá)標(biāo)高后立刻停止灌注，移導(dǎo)管到下一個(gè)點(diǎn)，兩點(diǎn)距離一般不超過3米，在套箱拐角或有護(hù)筒擋住的位置增加布置導(dǎo)管，水下封底砼標(biāo)號(hào)不低于C30，選用流動(dòng)性良好，塌落度小的水下混凝土。4結(jié)語3#墩雙壁鋼圍堰制作、拼組、浮運(yùn)、下沉比較順利，封底也很成功，但是也有遺憾，圍堰內(nèi)填土、碎石在鉆孔過程中，泥漿鉆渣直接排放到圍堰內(nèi)，最后沉渣超過承臺(tái)底2米，花費(fèi)很多時(shí)間來處理，當(dāng)初可以采用先鉆孔最后在處理封底，待鉆孔結(jié)束，測(cè)量圍堰內(nèi)標(biāo)高，再進(jìn)行封底施工。沅水特大橋3號(hào)墩雙壁鋼圍堰工程由于當(dāng)?shù)厮幍纳俑采w層的裸巖河床地質(zhì)施工難度較大，一方面河床不平整需要爆破整平，浮運(yùn)需要精心組織，另一方面精確定位下沉難以控制，下沉到位后如何在無覆蓋層下牢固的封底也是不小的挑戰(zhàn)，最終在科學(xué)組織、合理實(shí)施下圓滿完成了3號(hào)墩承臺(tái)。   &#