深水钢板桩围堰设计及反工序施工技术研究——以沅江特大桥（34+118+240+118+34）m矮塔斜拉桥为例

付民光，李占飞

（中铁三局桥隧公司，四川 成都610083）

钢板桩围堰是深水基坑施工中常见的一种钢板桩围堰[1]，其具有强度高、接合紧密不易漏水、施工效率高、可多次重复施工等优点，是大跨径跨河桥梁深水基础施工中合理可行的临时辅助措施，近年来在桥梁施工中得到广泛应用。新建常益长铁路沅江特大桥（34+118+240+118+34）m矮塔斜拉桥作为重难点工程，522#墩深水基础施工中所用的深水钢板桩围堰设计[2]和反工序施工，有效弥补了其他围堰结构的劣势，在深水施工中发挥了其最大效果。

1 工程概况

新建常益长铁路沅江特大桥位于湖南省常德市武陵区及汉寿县境内，中心里程DK20+010.038，全桥长34 866.315 m，桥址在DK19+925.465～DK20+470.065处跨越沅江。其结构形式为（34+118+240+118+34）m矮塔斜拉桥，主桥采用预应力混凝土箱梁，单箱双室截面；桥塔采用钢筋混凝土桥塔，矩形实体截面；斜拉索采用单丝涂覆环氧涂层钢绞线，主墩为双肢薄壁墩，基础采用直径2.5 m钻孔桩。沅江主墩基础采用双壁钢围堰施工，墩、塔采用爬模施工。深水钢板桩围堰难度国内罕见，522#墩采用钢板桩围堰结构形式，围堰长21.6 m，宽14.4 m，高27 m，施工规模、技术难度、安全风险在国内排名靠前。

2 钢板桩围堰设计

522#墩位于沅江北岸河道内，现场采用先平台后围堰的施工方法进行基础施工，采用钢板桩围堰结构形式，围堰长21.6 m，宽14.4 m，高27 m，钢板桩顶标高+30.5 m，桩底标高+3.5 m，设三道内支撑，封底混凝土厚度3.6 m，承台一次性浇筑，具体如图1、图2、图3、图4所示。

图1 522#围堰立面图

图2 522#围堰1-1剖面图

图3 522#围堰2-2剖面图

图4 522#围堰3-3剖面图

围堰侧板采用27 m拉森NSP-IVw600×210钢板桩[3]，顶层内支撑圈梁采用2拼型钢HN900×300，中层及底层内支撑圈梁采用3拼型钢HN900×300，顶层及底层内支撑采用Φ1 200 mm×12 mm钢管，采用螺栓和焊接连接。封底混凝土厚度3.6 m，采用水下C30混凝土，具体如表1所示。

表1 522#墩钢板桩围堰材料汇总表

3 反工序施工方法

施工步骤一：平整河床；孔桩施工完成后，拆除图5所示虚线区域平台；接高吊放支撑钢护筒，水下割除承台中心钢护筒；拼装围堰三层内支撑及连接系。

图5 522#拼装围堰三层内支撑及连接系图

施工步骤二：安装吊挂下放装置，整体提升内支撑；拆除圈梁及内支撑范围以下的平台。具体如图6所示。

图6 522#拆除围堰圈梁及内支撑范围以下的平台图

施工步骤三：下放内支撑至设计位置；以内支撑为导向，插打钢板桩至闭合。具体如图7所示。

图7 522#下放围堰内支撑图

施工步骤四：围堰内清淤至封底混凝土底高程+9.607 m（+10.132 m），浇筑3.6 m封底混凝土。具体如图8所示。

图8 522#围堰内清淤及浇筑封底混凝土图

施工步骤五：封底混凝土达到设计强度后，围堰内抽水；安装支撑牛腿；拆除吊放及导向系统，割除钢护筒，凿除桩头，绑扎钢筋，安装模板，浇筑承台混凝土。具体如图9所示。

图9 522#拆除吊放及导向系统图

施工步骤六：承台混凝土达到设计强度后，承台与钢板桩之间填砂，浇筑0.8 m混凝土，顶部与承台齐平；拆除底层内支撑、连接系及牛腿，保留顶层及中层内支撑；进行底节3 m墩身施工。具体如图10所示。

图10 522#拆除底层内支撑、连接系及牛腿图

施工步骤七：中层内支撑进行转换，再底节墩身安装撑管；拆除中层支撑及竖向撑管，完成换撑，继续进行后续墩身施工。具体如图11所示。

图11 522#中层内支撑进行转换图

4 结语

目前，沅江特大桥522#深水承台已完成施工。在施工过程中钢板桩围堰严格按照设计方案实施，在每种工况中都为围堰的位移及变形进行观测[4]，结果显示钢板桩及支撑的位移、变形都符合设计规范要求。采用钢板桩围堰达到了成本低、进度快、回收率高、操作方便、安全可靠的预期目标，得到了建设单位及相关专家的认可，也为同类桥梁深水钢板桩围堰设计与施工提供借鉴。