于艷輝 曹義昌 張洪偉

(中鐵一局蘭渝項(xiàng)目部，四川廣安 638003)

1 工程概況

1.1 工程概況

漁家咀渠江特大橋，起止里程為 ID1K846+883.68～I(xiàn)D1K848+392.57，孔跨布置為:[2×24+26×32+(48+4×80+48)］m預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)—連續(xù)梁+(4×32+2×24)m，全長1 508.86 m，包括正橋、北引橋和南引橋，橋高98 m。

全橋共設(shè)41個墩臺，橋梁下部結(jié)構(gòu)為:圓端形空心或?qū)嶓w橋墩、T形橋臺、基礎(chǔ)為 φ1.25 m、φ1.5 m、φ2.5 m的鉆孔樁(合計360根)和明挖基礎(chǔ)。

29號～33號主墩基礎(chǔ)位于水中，基礎(chǔ)采用16根φ2.5鉆孔灌注樁，承臺厚度5.0 m，加臺厚度2 m，承臺平面尺寸26 m×19.6 m。主墩高67～70.5 m。該橋?yàn)樘m渝鐵路重難點(diǎn)控制性工程，該橋水中主墩共5個，分別為29號、30號、31號、32號、33號，布置見圖1。

圖1 主橋孔跨布置(單位:cm)

1.2 基礎(chǔ)構(gòu)造

29號、30號、31號、32號、33號墩樁基和承臺為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，承臺為圓端形承臺，結(jié)構(gòu)尺寸為26 m×19.6 m，高5 m，承臺下設(shè)置16根φ2.5 m的鉆孔樁，樁間距5.2 m，樁長27.5 m。

吊箱為圓端形單壁結(jié)構(gòu)，尺寸為26 m×19.6 m，高13 m，吊箱側(cè)分成10塊進(jìn)行拼裝，總重310 t。

墩樁位布置如圖2所示。

圖2 墩樁位布置(單位:m)

2 主墩施工方案設(shè)計

根據(jù)橋址處地質(zhì)情況，位于水邊的29號、30號橋墩基礎(chǔ)，采用鋼板樁圍堰施工;位于河槽中的31號、32號主墩采用鋼吊箱，33號主墩采用雙壁鋼圍堰施工，材料及人員運(yùn)輸采用塔吊與船運(yùn)相結(jié)合。

2.1 實(shí)際施工制約條件分析

(1)河床地貌地質(zhì)條件影響

29號墩在北岸邊，承臺小里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:8.5 m的細(xì)沙，結(jié)構(gòu)松散;3.35 m的卵石土，級配較差，顆粒間充填砂土;0.95 m的泥巖為強(qiáng)風(fēng)化;下部為弱風(fēng)化泥巖失水易開裂。大里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:5.8 m的細(xì)沙，結(jié)構(gòu)松散;3.2 m的卵石土，級配較差，顆粒間充填砂土。0.8 m的泥巖為強(qiáng)風(fēng)化。下部為弱風(fēng)化泥巖失水易開裂。

30號墩距北岸邊75 m，水深9 m。承臺小里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:0.9 m的細(xì)沙，結(jié)構(gòu)松散;2.4 m的卵石土，級配較差，顆粒間充填砂土;1.6 m的泥巖為強(qiáng)風(fēng)化;11.3為弱風(fēng)化泥巖。大里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:0.6 m的細(xì)沙，結(jié)構(gòu)松散。2 m的卵石土，級配較差，顆粒間充填砂土。2.55 m的泥巖為強(qiáng)風(fēng)化。11.45為弱風(fēng)化泥巖，失水易開裂。

31號墩距北岸邊155 m，水深20.5 m。承臺小里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:2.7 m的卵石土，級配較差，顆粒間充填砂土;0.4 m的砂巖為強(qiáng)風(fēng)化;6.7為弱風(fēng)化砂巖;向下為弱風(fēng)化砂巖。大里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:2.5 m的卵石土，級配較差，顆粒間充填砂土。0.5 m的砂巖為強(qiáng)風(fēng)化;7.05為弱風(fēng)化砂巖。

32號墩距南岸邊105 m，水深21.5 m。承臺小里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:0.9 m的砂巖為強(qiáng)風(fēng)化;4.2為弱風(fēng)化砂巖;向下為弱風(fēng)化砂巖。大里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:1.1 m的砂巖為強(qiáng)風(fēng)化;2.4為弱風(fēng)化泥巖。向下為弱風(fēng)化泥巖和砂巖。

33號墩距南岸邊25 m，水深11.5 m。承臺小里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:1.15 m的塊石土，巖質(zhì)堅硬結(jié)構(gòu)松散，無填充物;4.5為弱風(fēng)化泥巖;向下為弱風(fēng)化砂巖泥巖。大里程側(cè)地質(zhì)自上向下分別為:1.35 m的塊石土，巖質(zhì)堅硬結(jié)構(gòu)松散，無填充物;0.9為強(qiáng)風(fēng)化砂巖;向下為弱風(fēng)化砂巖泥巖。

(2)水文及水路交通條件影響

渠江屬常年流水，洪水期為5～8月，流量隨雨洪季節(jié)及降雨量而改變。由于下游不遠(yuǎn)處有羅渡水電站，屬于庫區(qū)，河水位變化不太大。渠江屬于嘉陵江的一條支流，離橋位下游16 km處是富流灘水電站，富流灘水電站于2001年11月份建成，電站閘前正常蓄水位為213.80 m，超過213.8 m自動泄洪。枯水期船只上不來，只有在汛期水位上升時船只才能從下游上來，電站閘寬12 m，渠江入嘉陵江的地方有一段人工渠，渠寬7 m，影響嘉陵江船只的進(jìn)場。

(3)施工難點(diǎn)

渠江年平均水深23 m，主河床底為裸露基巖，沒有覆蓋層，大直徑鉆孔樁施工難點(diǎn)主要是:鋼護(hù)筒插打、定位、固定難度大;鉆孔過程易出現(xiàn)漏漿影響成孔進(jìn)度和質(zhì)量。

(4)施工方案的比選

施工方案比選如表1所示。

表1 施工方案比選

經(jīng)過方案比選，結(jié)合前期的施工調(diào)查資料，最終選擇浮式平臺施工方案，采用戰(zhàn)備小浮箱組拼;29號、30號墩采用插打鋼板樁圍堰進(jìn)行承臺施工;33號墩采用雙壁鋼圍堰進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

2.2 浮式平臺設(shè)計

(1)浮式平臺構(gòu)造

浮式平臺由可拼裝浮箱拼裝而成，單個平臺需要浮箱38個，總共需要浮箱76個。平臺縱梁用萬能桿件拼裝4 m高，在縱梁上布置龍門走道，單個平臺上橫梁布置6道，作為鉆孔施工平臺。橫梁上鋪設(shè)型鋼及鋼板。在鋪型鋼及鋼板時要把鉆孔樁位預(yù)留出(如圖3所示)。

圖3 浮式平臺布置

(2)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

平臺結(jié)構(gòu)尺寸:51.3 m×48 m(長×寬);

鉆孔平臺范圍:28 m×30 m(長×寬);

平臺承載能力:1 100 t:(含平臺自身重量);

吊重龍門:跨度為32 m;設(shè)計吊重40 t。

2.3 龍門設(shè)計

鉆孔平臺龍門結(jié)構(gòu)布置如圖4所示，龍門設(shè)計吊重40 t。龍門橫梁由兩排(每排四榀)貝雷梁組成，支腿采用萬能桿件拼裝而成。龍門總高度23.5 m，總跨度34 m，凈高18 m，凈跨度30 m。橫梁高1.5 m，寬2.5 m。

3 主墩基礎(chǔ)施工技術(shù)

3.1 筑島施工

圖4 浮式龍門構(gòu)造示意

渠江主橋29號、30號墩樁基采用筑島施工，29號、30號墩承臺采用插打鋼板樁圍堰進(jìn)行施工，33號墩承臺采用下沉雙壁鋼圍堰、封底的方式進(jìn)行施工。

29號、30號墩河床地勢平緩，河床巖層為泥巖夾砂巖，水深9 m左右，筑島尺寸比承臺設(shè)計大8 m;33號墩河床為傾斜裸巖，巖層為弱風(fēng)化泥巖夾砂巖，墩位處水11.5 m深，筑島后采用雙壁鋼圍堰施工承臺。根據(jù)河床高程及相應(yīng)的河床地質(zhì)情況很難下放到位，必須河床高程清理到199.0 m才可以下放，從河床斷面圖查看，河床裸巖高程最高為205.0 m，因此采用水下爆破6 m后，方可筑島。

(1)筑島材料選擇

29號、30號墩位于渠江北岸，此位置土源緊缺，因此在當(dāng)?shù)夭少徤皧A卵石用船運(yùn)輸?shù)?9號、30號墩進(jìn)行填筑，需要筑島材料5.7萬m3。33號墩位于渠江南岸，此墩位筑島填筑材料取自附近的一座山。此山需要爆破進(jìn)行取料，填筑方量為2.5萬m3。

(2)筑島順序

先從上游位置開始筑島，用大的塊石把需要填筑墩位處的最外圍輪廓拋填起來，再用砂夾卵石及黏土或沙土把墩位的中間部分填筑起來。為了防止筑島迎水面受到水沖刷發(fā)生垮塌，在島的上游和迎水面，拋填2 m寬的鐵絲籠片石對島體進(jìn)行防護(hù)。

(3)筑島工藝

筑島施工前，現(xiàn)場技術(shù)人員把需要筑島的墩位位置放樣出來，位置確定好后開始進(jìn)行筑島。筑島高程比施工水位高2 m，即216.0 m。墩位處筑島頂面外圍輪廓線比承臺尺寸大8 m，筑島施工便道預(yù)留寬度8 m，便于混凝土運(yùn)輸車的通過。

筑島填筑時，墩位處不要填筑大的塊石，避免給樁基施工、圍堰下沉、鋼板樁插打帶來困難，承臺外側(cè)5 m范圍內(nèi)用黏土及砂夾石進(jìn)行填筑。島的外圍范圍內(nèi)用大的塊石及砂夾石進(jìn)行填筑，施工時由迎水面向岸邊一次進(jìn)行填筑。

30號、33號墩位置水深在9～12 m，筑島坡比為1∶2至1∶1.75;施工期內(nèi)水流被壓縮。為確保島面的穩(wěn)定，坡面、坡腳不被水流沖刷，采取拋鉛絲籠片石進(jìn)行防護(hù);為防止井口坍塌，孔口周圍要填高夯實(shí)，設(shè)置2%的排水坡和排水溝，嚴(yán)禁孔口周圍有積水。

3.2 浮式平臺拼裝

先在碼頭用浮箱拼裝駁船，再把兩艘駁船拖到碼頭并排放好，并用型鋼進(jìn)行連接臨時固定成整體?？v向拼裝萬能桿件桁架，桁架上安裝龍門吊走行軌道。

在拼裝過程中，其中一艘拼裝浮船隨著拼裝節(jié)段的增加而沿拼裝方向橫移，直至桁梁拼裝長度達(dá)到設(shè)計要求。然后在桁梁上分別鋪I28的型鋼及平臺鋼板，鋪設(shè)I28型鋼及鋼板時留出樁位孔。在拼裝好的浮式平臺的縱梁上安放龍門走形軌道。

3.3 浮式龍門

龍門吊凈跨30 m，凈高16.0 m，起吊重量40 t。

龍門吊立柱用萬能桿件進(jìn)行拼裝，橫梁用貝雷類梁進(jìn)行組拼。

龍門吊在鋼平臺進(jìn)行組拼，用20 t浮吊進(jìn)行安裝。

3.4 浮式平臺的錨錠

浮式平臺主錨布置4個，單個主錨15 t;側(cè)錨單側(cè)布置2個，單個側(cè)錨12 t;尾錨布置2個，單個尾錨15 t提前在岸邊把錨錠預(yù)制好，浮式平臺拼裝完成前完成錨錠的拋設(shè)。錨繩通過浮子飄在水面上，待平臺就位后接繩錨固平臺。

3.5 鋼護(hù)筒接高及下沉

(1)第一步:鋼護(hù)筒整體就位前，人造覆蓋層，拋填改良土。在16根鋼護(hù)筒全部精確插打前，先人工做覆蓋層，拋填改良土3 m左右，便于護(hù)筒的自穩(wěn)。

(2)第二步:鋼護(hù)筒對接好后進(jìn)行下放，在下放過程中隨時觀測鋼護(hù)筒的垂直度，下放時在鋼護(hù)筒底節(jié)3～5 m上游側(cè)位置設(shè)下拉纜，一端固定一端卷揚(yáng)機(jī)拉住，以便于在下放過程中調(diào)整鋼護(hù)筒。

(3)第三步:鋼護(hù)筒下放到河床時，安裝液壓振動樁錘進(jìn)行插打鋼護(hù)筒，如果進(jìn)入巖層后鋼護(hù)筒不再下沉，則上沖擊鉆進(jìn)行沖孔配合鋼護(hù)筒插打。

(4)第四步:沖擊鉆進(jìn)行鉆孔，每鉆孔1.0 m，鋼護(hù)筒跟進(jìn)1.0 m，如此反復(fù)進(jìn)行插打護(hù)筒。鋼護(hù)筒下沉如圖5所示。

圖5 鋼護(hù)筒下沉示意

4 結(jié)束語

通過對浮式平臺系統(tǒng)的設(shè)計計算，確保浮式平臺各個部位在不同施工環(huán)境下均能滿足要求。通過對小浮箱組拼浮式龍門平臺施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)的攻關(guān)與控制，順利完成了渠江特大橋主墩的32根單重近38 t的鋼護(hù)筒的下放以及大直徑鉆孔樁施工，保證了全橋工期的正常進(jìn)度，為全橋的順利通車奠定了良好而又堅實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]《路橋交通施工計算手冊》編委會.路橋交通施工計算手冊[M］.北京:人民交通出版社，2001

[2]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算與實(shí)例》編委會.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算與實(shí)例[M］.北京:人民交通出版社，2008

[3]中鐵一局.蘭渝鐵路渠江特大橋橋梁設(shè)計圖[Z］.西安:中鐵一局，2010