特大桥深水基础双壁钢围堰拼装及下沉施工技术

2018年第01/02/03期（1月)

特大桥深水基础双壁钢围堰拼装及下沉

施工技术

储兵

(中铁四局集团市政工程有限公司，安徽合肥230022 )

摘要：基于菊花湾特大桥深水基础双壁钢围堰工程实例分析，围绕钢围堰加工方法、钢围堰结构及拼装操作、钢围堰水中下

沉、钢围堰下水糾偏及表面处理，论述深水基础双壁钢围堰施工技术，为同类型工程提供一定的参考。

关键词：菊花湾特大桥；钢围堪；拼装；下沉施工技术

中围分类号：U445.55.6 文献标识码：B

〇引言

于华阳南路一环互通立交，自北向南跨越顺德水道后， 近些年，桥梁建设进入高速发展时期，我国铁路、公 经勒流稔海村和扶吕村，终点与港口路相接，工程桩号 路桥梁广泛使用双壁钢围堰，以此作为水深流急区域桥梁 为21〇)+960~2反3+088.892,路线全长2.1291{；111。该桥 复合式基础的外围结构。本次研究在分析菊花湾特大桥工 12# ~ 14#壤上部结构为（2 x 120 ) m斜拉主桥，13#壤为两 程实例的基础上，详细论述双壁钢围堰拼装及下沉施工技 个分体承台，毎个承台下采用10根2.5m钻孔粧，承台为圆

术，为我国日后桥梁深水基础施工提供参考。

端型承台，尺寸为23.25 x 17 x 5m (横桥向x纵桥向x厚 度），承台底面标高-15.4m。根据项目部提供的施工水位 1工程概况

为3.5m,最低水位取为0.1m, 5年一遇水位4.912m,计算时 在建的佛山市顺德区菊花湾大桥建设工程起点位

采用5年一遇水位，见表1。

表1主要技术参数表

墩位承台底标高河床线标高5年一遇水位施工水位封底混凝土底标高

围堰顶标高围堰底标高13#

-15.4m

-9.18m

+4.912m

+3.5m

-18.6m

+5.9m

-19.1m

设计采用双壁钢围堰进行承台施工，围堰隔舱厚 在钢结构加工场分块加工制造，运至墩位钢护筒上组拼的 度1.2m,围堰平面尺寸26.05 x 19.8m,内壁离承台边线 平台上组拼，焊接成型；围堰安装前需对墩位河床进行清 20cm,围堰内壁直接作为承台施工模板，围堰顶面标高 淤处理，用平板车配合货船运至墩位处，利用底节浮于水 5.9m,围堪底标高-19.1m,采用C30#封底混凝土，封底厚 面、接高第二节、第三节，然后围堰壁内隔仓浇筑混凝土 度3.5m。围堰采用原位分节拼装、吸泥下沉的方法进行施 和灌水下沉到位。工，围堰底节高7.9m,中节高8.0m,顶节高9.1m (其中双 2.2钢围堰结构及拼装操作

壁高6_9m,单壁高2_2m)。

本项目主桥水中13#承台封底标高为-19.1m,施工水位 围堰所在土层为致密细砂层，\"y±=17kN/m3,内摩擦角

取+4.912m,围堰顶安全超高lm,顶标高约+5.9m。

中=10°,黏聚力匚=0,7„=101^/1113,采用92.75111的钢护筒。

围堰平面外尺寸为26.05 x 19.8m,为两端弧形段加中 间直线段组合结构，最外侧弧长74.6624m,最大弧度半径 2钢围堰拼装及下沉施工

为9.9m;围堰壁厚1.2m,内壁板距承台边20cm,同时兼作 2.1钢围堰加工方法

承台浇筑的模板，围堰内外壁板均为6mm厚，竖向角钢间 从高度上分析，钢围堰需分节制作，且每一节在平 距300mm,为Z_75 x 50 x 8mm。隔舱内灌注混凝土8.7m, 面上进行分块处理，分节分块要达到等分、对称的要求， 水平角钢采用乙100x8,夹角控制在60°以内，高度方向 而分节和分块数量由起重能力、运输条件及现场环境所决 间距根据水压设计在0.5 ~ 1.2m间；内、外侧12mm水平环 定。块件加工在工厂或者岸上特殊的平台或模具上完成拼 板，用于固定水平角钢。转角采用圆弧设计，以减少围堰 装、焊接工作。进行加工过程中，应严密控制质量，尽量 结构局部集中应力，最外侧弧度半径为1.4m。围堰内设竖 采用平焊，加工完成一节就展开试拼，可有效减少钢围堰 向三道630 x 8mm钢管内支撑，支撑于围堰壁板的竖纵梁结 加工中的人为及累计误差。菊花湾大桥工程13#主墩钢围堰

构上。

收稿日期：2017-09-05

作者简介：储兵（1985_)，男，安徽潜山人，工程师，主要从事路桥施工方面工作。

146

交通世界

TRANSPOWORLD

•遇水位时SB®

i▽ M.9I2 5年-遒永付

_

b^SEEE^^isem

s_

slrtli

jjSJllStiSS

▽ -1CU .长nS舔商

g.

sl

slsdiMuiks

8卜

p^]

[~^\\ f~^

图1 13M

(费钢围J1构造团

围堰平酬

图2双壁钢围11施工工艺流程图

围堰从下往上分底节、中节、顶节三个节段安装，其 围堰构造见图U

中底节段高7.9m,中节段高为8m,顶节段高为6.9m•顶部 钢围堰采用分片制造，水上整体拼装底节，下沉到位 2.2m段由于受水压影响小，设计为单壁段，底部设计1.5m 后再进行顶节拼装的制造方案.工艺流程如图2[12].刃脚结构，起切割土层作用，便于围堰下沉至设计标高. 2.3钢围堰水中下沉

平面上共分12块，每个单元件之间设置隔舱板。采用工厂 钢围堰人水时，需合理控制其下水速度，避免钢围堰 加工单元件，运输至现场后分节焊接拼装下沉〇 13#双壁钢

下水后出现过大的移动。首节钢围堰整体起吊进人水后，

147

总451/452/453期

2018年第01/02/03期（1月）

会自动浮于水上。为延迟下沉操作，可采用向围堰壁仓中 注水或关注混凝土恰当控制钢围堰下沉高度，方便围堰拼 装，同时，要采用锚定系统控制钢围堰摆动或扭转[3_4]。13# 围堰共设置4个下放吊点，每个吊点设置1台60t千斤顶，系 统安全系数不小于2.0;每个吊点下放设置3根钢绞线，安全 系数需不小于3.0,钢围堰人水未完全自浮前钢绞线与铅垂 线的夹角需小于3°，如果倾斜过大，需对围堰实施纠偏处 理。围堰进行下放操作时，千斤顶同步进行，应确保任意2 个千斤顶之间异步差<20mm。千斤顶进行下放时，可采用 荷载与异步双向控制，并以荷载控制为主。千斤顶起吊系 统在正式下放之前应全面调试，试调验收后，方可投入使 用。在下放时，安排专人量测千斤顶行程和下放吊杆跟进 长度。底节钢围堰拼装完成后，安装悬吊系统后并对其实 施检査，判定其是否达到要求。千斤顶提高钢围堰到刃脚 并脱离拼装平台l〇em,进行lOmin的观察，查看吊带筋受力 是否处于一致状态，吊点是否发生异常。如果不存在特殊 情况，临时将钢围堰进行固定，快速拆除钢围堰拼装作业 台及下放相碰部位。下放前在护筒上做好刻度标记，随时 检查吊带筋的松紧情况，做到每根吊带筋松紧一致。待钢 围堰下放入水以后，每一个吊带筋受力程度逐渐减小，直 至钢围堰不再下沉，达到自浮平衡状态停止下放操作。当 底节钢围堰进人水中自浮后，查看钢围堰是否存在漏水的 情况，若发生漏水，必须进行补焊处理，并检验钢围堰平 面尺寸及其垂直度，方便开展下一节的拼装操作。围堰继 续浇筑刃脚混凝土下沉，浇筑时注意对称，直至底节围堰 顶标高达到+5.7m时，使下放吊杆稍微带劲，可接高围堰顶 节。为确保围堰下降的均匀和落位准确，在围堰拼装下放 前，对围堰着床区绘制水下地形图，确保河床标高满足着 床要求。此外，沿围堰外壁设置测量观测点，采用全站仪 在下放阶段同步测量，实时指导围堰下放，动态控制围堰 偏位与下放同步性。

2.4钢围堰下水纠偏及表面处理

围堰刃脚并没有着床前，利用隔仓注水的方式进行纠 偏处理。钢围堰分隔仓进行设计，并同时对两个对称隔仓 展开注水操作[5]。围堰下放到次层施工需要的高度时，对围 堰实施微调，应用单个隔仓完成注水，并合理控制注水时 间，直到围堰处在同一个高度，完成固定处理。当其下沉 至河床，认真测量河床底标高，先利用隔仓注水控制法在

148

每一个隔仓内注人相同重量的水。同步注水以后，着床点 不下沉时，利用吸泥法进行下沉。吸泥操作时，必须合理 控制吸泥头下放深度，确保围堰着床点能够均匀、缓慢下 沉。经过反复调整，直到围堪下沉至合理位置[6]。此外，在 围堰底节段设置下放导向结构，使其紧贴护筒滑移下放。 如果围堰平面位置偏差较大，可采用10t葫芦拉拽，拉拽 的支点可在护筒上焊接挂钩。需要注意的是，围堰内吸泥 时，应把围堰中大范围泥沙进行清除，钢围堰表面、钢护 筒表面所黏附的泥沙并没有完全清除，这些泥沙实施封底 前，应彻底清除干净，可采用高压射水处理，确保封底混 凝土与钢围堰、钢护筒保持良好的黏结力，避免钢围堰与 封底混凝土之间出现涌水通道。围堰吸泥完成后，全面进 行围堰内基底验收，高程需严格控制，以确保封底混凝土 厚度满足设计要求。

3结语

双壁钢围堰由于具有结构简单、制造方便、刚度大等 优点，得以在国内桥梁深水基础中广泛应用。菊花湾大桥 13#墩双壁钢围堰进行拼装、下沉施工等操作后，能达到预 期的效果。封底后并未出现渗漏现象，满足桥梁下部结构 在深水环境中的施工作业要求，为日后类似深水基础施工 提供重要借鉴和参考。

参考文献：

[1] 郑伯强.大型双壁钢围堰精确下放施工技术[J].价值工

程，2016, 35 ( 11 ) : 145-147.

[2] 乔元辉.舞水特大桥深水双壁钢围堰设计与施工技术[J].

铁道建筑技术，2015 (zl) : 78-81.

[3] 杨永伟，戴桂华，徐阳，等.张花高速酉水大桥5号主

墩深水双壁钢围堰施工技术[J].公路工程，2013, 38(5) ： 193-198.

[4] 郭成刚.深水大直径双壁钢围堰封底混凝土厚度设计与

施工技术[J].铁道建筑技术，2015 (3 ) : 63-66.

[5] 张彦强.资水特大桥深水双壁钢围堰施工阶段计算分析

[J].科技与企业，2014 (24) : 104-105.

[6] 王殿伟.洞庭湖大桥3#主墩双壁钢围堰施工技术研究

[J].铁道建筑技术，2016 (4) : 20-24.

(编辑：赵艳）