黄河急流双壁钢套箱围堰的下沉控制

汤浩

摘 要

以宁夏中卫南站黄河大桥主桥工程18#墩为背景，通过黄河急流超大超深双壁钢套箱围堰施工控制关键技术的研究，深入分析急流对钢套箱下沉、着床的影响等关键技术，优化完善相关施工工艺及设计，提高钢套箱围堰的下沉精度，加快整个钢套箱工程的进度，降低施工成本，为今后解决相类似急流超大超深双壁钢套箱围堰施工提供参考经验。

关键词

钢套箱;急流;下沉;控制

中图分类号： U445.556                      文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.018

1 工程概况

中卫南站黄河大桥水中18#墩承台施工采用双壁钢套箱围堰进行围水支护，18#钢套箱平面尺寸43m×16.6m，总高度17.7m，重800吨，底节高7.6m，第二节高7m，第三节高3.1m，隔舱宽1.5m，内壁板与承台间净距0.4m，下沉要求精度高，水下封底砼厚度2.5m.钢套箱分块加工，每块平面尺寸不超过8m。套箱顶部标高暂定1225.5m，底部标高1207.8m，河床最高处1220.8m，嵌入河床深度13m。

2 施工难点

由于黄河汛期三次洪峰冲刷，造成主河道偏移，致使18#墩一侧支栈桥冲刷严重，钢套箱下沉位置河床断面落差大，形成一个斜坡，钢套箱墩位处河水流速快，流速达到2.5m/s，钢套箱入水后水流冲击力较强，容易造成吊放系统的精轧螺纹钢断裂，引发钢套箱的偏移，对钢套箱的精确定位及承台施工有极大的困难。

如公式所示，急流冲击力巨大，套箱无法下沉就位，需要采取措施，减缓流速降低水流冲击力，以保证套箱的精确下沉定位。

3 施工工艺

3.1 阻水钢管桩打设

针对现场情况，双壁钢套箱拼组完成，提升系统准备就绪，为了解决急流问题及钢套箱入水的精确定位，拟采用截流分流的方式降低墩位处流速，以确保钢套箱入水后受到水流冲击力最小。首先在钢栈桥上游打设阻水钢管桩，根据水深及流速确定钢管桩埋深深度，钢管桩布置为斜线状，利用导向架控制垂直度和距离，钢管桩间不留间隙，起到阻水和分流的作用。如图2所示。

3.2 挡水墙的布置

在钢套箱上游两米处，利用现有钻孔平台钢管桩做支撑，采用28槽钢与25工字钢垂直布置焊接，25工字钢作为竖向连接支撑及吊点，28槽钢水平布设满铺，长12m，高为4m的挡水墙，垂直下放，与钢平台钢管桩采用钢丝绳拴接，水流速度减缓，有明显的降速效果。

3.3 四角弧形限位器

18#双壁钢套箱底节高7.6m，第二节高7m，为了保证钢套箱入水后的精确定位，需设置导向装置，墩位处共27根钢护筒，在钢套箱的四角靠近刃角位置安装弧形限位器，通过精轧螺纹钢和千斤顶配合钢套箱的下沉，弧形限位器也随着下沉，卡住四角的钢护筒用来定位。

3.4 滚轮导向

为了控制钢套箱精准定位，在长边各设置5个限位器，上下两层，间距6m，短边各布三个，也是上下两层，限位器采用双拼25工字钢，尾部焊接在钢护筒上，顶端为弧形钢管桩切割形成，与钢套箱壁板有弧形面接触限位。因考虑水流对上游钢套箱的冲击造成摩擦力过大，上游限位器改成滚轮形式，已减少摩擦力便于定位下放，滚轮由三部分组成，中间是钢销，两端轴承限卡，外部套钢筒，以增大接触面积。

4 总结

本文对黄河急流双壁钢套箱围堰的下沉定位做了一些处理措施，经过设想和实践都取得的不错的效果，鋼套箱的精确定位对承台及下部施工都打下了良好的基础，极大缩短了工期，对以后类似施工场景提供参考。