桥梁深水基础双壁钢套箱围堰施工技术探究

胡 平

中铁十一局集团第五工程有限公司

1 项目概况

某大桥全长629.4m，处在水库下游的河流之上，常年水深5m～12m，最大水深13m。两岸地形陡峭，常水位水深较大，为减少水中墩、降低施工难度，同时考虑该河道内为5级通航的标准，因此本桥的主桥运用一联连续刚构，而引桥则使用预应力混凝土简支梁，其具体孔跨布置情况为3-32m+（75+2×136+75）m 连续刚构+3-32m梁桥。

2 双壁钢围堰施工技术

2.1 围堰拼装及下沉工艺

围堰施工采用运输车将钢结构加工厂加工的围堰侧板分块运输至在墩位处。利用钻孔平台钢管桩作为基础，搭建钢围堰拼装平台进行底层钢围堰拼装，并利用钢护筒架设围堰吊挂系统。底层钢围堰拼装完成后对焊缝进行检查，并进行水密性试验。利用吊挂系统将底节钢围堰提起，拆掉围堰底平台贝雷片，下放围堰入水浮在水面上；拼装第二节围堰，重复之前检查，完成后拼装第三节及顶节围堰，完成围堰拼装，利用围堰壁仓内灌水下沉。围堰下沉时配合吸泥的相关设备，开始进行围堰吸砂和吸泥的施工。当吸泥到达设计位置之后，安排潜水人员对基底加以相应的平整和清洗钢护筒的外壁，再对围堰的侧板最底部位置进行堵缝施工。待所有施工结束后开始混凝土的封底施工，封底完成等待混凝土强度达到设计要求后开始进行抽水作业，然后去除钢护筒并安装支撑，最后对桩头的混凝土予以相应的处理，再进入承台内、底节墩身开始下一步的施工。

2.2 围堰拼装

（1）搭设围堰拼装平台。钻孔平台上部结构拆除后，将钢管桩在水面上1m 标高位置切除，作为围堰拼装平台基础，钢管桩上放置I36工字钢，上设置贝雷架。围堰拼装平台材料均采用钻孔平台材料进行安装。步骤一：钻孔平台拆除，切割钢管桩；步骤二：距水面50cm施工钢管桩连接系；步骤三：利用钻孔平台材料搭设围堰拼装平台。

（2）安装吊挂系统。护筒顶上安装双拼36工字钢横梁作为吊挂系统，共设置5 道横梁，10 个吊点。60t 液压千斤顶作为提升、下放系统，采用32精轧螺纹钢起吊下放钢围堰。

（3）围堰拼装和下放。①拼装前准备。当所有的围堰加工结束之后，开始对其进行相应的编号，进而有利于施工的组拼。围堰板吊装前，先在围堰拼装平台上用全站仪对围堰位置进行精确放线，并在围堰外边线处焊接角钢进行定位与限位。利用平板运输车将加工完成后的围堰板运送至墩位处。②底节围堰拼装。利用履带吊把需要固定的围堰块起吊至安装的大致位置，然后在已经固定的围堰块边壁安装焊接临时的接口，最后将其与固定块精准的对接并焊接，完成后再继续下一块围堰块的拼接固定，直至完成。③底节围堰下放。当最底的围堰拼装结束后将其升高，然后再拆除平台围堰的下部贝雷梁组，清除对围堰下放造成阻挡的工字钢，然后将底节的围堰下放至水面中，并自浮于水面。底节围堰自重约140t，自浮状态刃脚吃水约3m。④第二、三及顶节拼装顺序。为确保对称的施工顺序，第二和第三以及顶节的围堰顺序依据围堰的长边开始进行。拼装顺序参考图1进行。

图1 拼装顺序参考图

⑤焊缝渗透检查。对每一节的围堰在拼装后开展渗透的检查：首先在焊缝的一侧涂抹石灰粉，然后在另一侧涂抹煤油，最后查看实际的渗透情况。当出现渗透时，对其进行标记，然后将焊缝予以铲除并重新复焊，需要注意不得进行堆焊。

2.3 围堰吸泥下沉

围堰位置调整到位并着床稳定后开始吸泥下沉，吸泥采用Φ426吸泥管2套，27m3/min空压机5台，各台空压机使用1个9m3储气罐合并供应到吸泥管上。利用履带吊提升和移动吸泥管作业，同时采用抽水机补水。吸泥过程中粒径较大的卵石容易造成吸泥管堵塞，施工时派潜水工进行水下清理。吸泥除土过程中，应均匀除土，控制堰内除土深度和外吸土面高差不大于0.5m，任何情况下，除土泥面不宜低于刃脚，周边的除土泥面距刃脚不得低于刃1.0m～2.0m。在钢围堰下沉过程中，以下沉0.5m一次开展一次技术指标检测，进一步有效的控制钢围堰的垂直度、偏角度。当下沉位置距离设计标准2.0m时，应当有效控制围堰内的除土量以及除土的位置，并详细检查围堰下沉的各项指标，对围堰正位、纠偏予以相应的调整。正位以及纠偏主要运用局部吸泥、加重的方法调整。即在刃脚比较高的一侧除土，然后在低的一侧弃土，由此对其加以调整。纠正位移时，可先局部除土，促使围堰偏位方向产生一定的倾斜角度，再沿倾斜的方向开始下沉，直到围堰最底部的中心位置和设计位置重合时，再在另一侧偏除土使围堰恢复水平状况，复测偏位，逐次循环进行，直至调整至使倾斜和位移达到规范允许偏差范围内，纠正位移时，可同时调整钢围堰拉缆，以辅助纠偏。

2.4 围堰内清底吸泥

（1）根据围堰的大小及其所在位置的地质情况，围堰内吸泥采用2台（套）吸泥设备。（2）在吸泥过程中经常摇荡管身和移动位置，以期吸泥效果最好。吸泥管口一般离开泥面为15cm～50cm。要随时升降吸泥机，以能经常吸出最稠的泥浆为标准。（3）吸泥后期，潜水工要配合吸泥和打捞，采用逐段清理、逐段检查的方法。按方格网坐标点采取拉网式逐点用测深仪测出基面高程，以确保封底混凝土厚度满足设计要求。

2.5 混凝土封底

在进行围堰的封底施工前，为了确保不被冲刷，所以在围堰的侧板外部利用沙袋做护脚处理。另外还需要派潜水人员对钢护筒的外壁和围堰的内壁进行有效的清理，确保表面无污物。封底的混凝土浇筑使用从上游向下游的方式予以推进，使用3套灌注导管系统，导管的作用半径为3.0m。3 套导管系统循环倒用，当第一套导管灌注时，安装第二、三套导管，做好拔球准备，第一套导管灌注混凝土至设计层标高，并确保埋住第二套导管底口后，将第二套导管进行拔球灌注，然后将第一套导管采用龙门吊提升，移至第三套导管下游，安装下放导管，待第二套导管灌注至设计层标高后，将第三套导管进行拔球灌注，如此进行循环，直至混凝土灌注完成。

3 施工注意事项

当前在水位较深的区域利用双壁钢围堰施工的桥梁较多，其能有效的承载内外水差所产生的压力，并且整体结构较为简单，无需大量的投入，但在实际的施工中应当注意以下几点：（1）在设计的最初期，应当根据现场的实际情况选择合理的结构，与承台构造应整体协调，在设计时灵活运用，进而降低工程造价。设计时，依据移运能力、吊装因素等相关情况对围堰的大小予以详细的划分，与此同时，确保围堰的承载力和刚性以及稳定性和锚定系统满足相关的标准和要坟，最后在安装完成后对其开展一系统的质量检验，以及水密性的检测。（2）再有就是对钢围堰浮云的定位，在定位前对缆绳、锚链、锚锭、导向设备等相关的设备详细的检查和调整，确保围堰在下落时一切顺利，另外，时刻注意水位的涨落会对锚锭造成一定的影响，正确定位之后应立刻向围堰内壁腔内对称均衡的灌水，使围堰落床。（3）在钢围堰完全下落着床之后，开展对冲刷与偏斜现象的检查，如果出现问题需要及时修整，在围堰浇筑封底时，一定在要浇筑之前做好清理工作，并经过潜水人员全面检查确保合格后开始浇筑，并且注意混凝土浇筑的高度，避免出现欠浇、超浇的情况。另外，在施工中一定要注意对混凝土施工后的封堵，如不及时有效的封堵，则会导致结构不稳定。

4 结论

伴随国内科技水平不断的更新与发展，在桥梁的建设中，各种不同的技术经过不断完而逐渐成熟，特别是在一些较深的区域建设特大桥时，运用双壁钢围堰进行桥梁基础的施工取得了较大的成功。本文主要分析了双壁钢套箱围堰的施工技术，并通过实际运用在特大桥中取得了较高的效果，然后将在建造过程中的施工注意事项予以简要的介绍，希望通过相应的论述可以为后续类似的工程提供一定的参考。