【摘要】跨海大橋基礎(chǔ)施工中，對于止水工作既是基礎(chǔ)性工作，又是項(xiàng)目的難點(diǎn)、重點(diǎn)。本文結(jié)合港珠澳大橋橋梁工程CB04標(biāo)非通航孔預(yù)制墩臺吊裝止水的實(shí)踐，又為解決海洋工程止水提供了一項(xiàng)有效措施。

【關(guān)鍵詞】海洋工程；止水

一、工程概況

港珠澳大橋是我國繼三峽工程、青藏鐵路之后又一重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，是具有國家戰(zhàn)略意義的世界級跨海通道。港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，是連接香港特別行政區(qū)、廣東省珠海市、澳門特別行政區(qū)的大型跨海通道，是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中珠江三角洲地區(qū)環(huán)線的組成部分和跨越伶仃洋海域的關(guān)鍵性工程。

橋梁工程CB04標(biāo)非通航孔橋采用110m跨鋼箱連續(xù)梁橋，以通航孔橋?yàn)榻?，東側(cè)非通航孔橋里程樁號為K22+083～K27+253，跨徑組合7×（6×110）+（5×110）=5170m；西側(cè)非通航孔橋里程樁號：K28+247～K29+237，跨徑組合：5×110+4×110=990m。非通航孔橋樁基礎(chǔ)采用鋼管復(fù)合樁，共55個墩。

墩臺安裝止水采用分離式膠囊柔性止水方案。

二、止水方案改進(jìn)與設(shè)計

為了確保工期和工程質(zhì)量，保證墩臺順利安裝及止水膠囊發(fā)揮作用，根據(jù)施工的需要，在原方案設(shè)計的基礎(chǔ)上，對墩臺止水方案進(jìn)行優(yōu)化。

1、原設(shè)計止水方案設(shè)計與簡介

原設(shè)計方案為預(yù)留孔膠囊止水方案，其具體工藝如下：

承臺墩身吊裝就位后，利用止水膠囊高壓充水膨脹止水，然后抽干套箱里面的水，焊接剪力鍵，拆除中間兩根鋼管樁替打段，安裝鋼筋，澆筑濕接縫。接著進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，拆除懸掛系統(tǒng)，拆除余下4根鋼管樁替打段，進(jìn)行濕接縫施工，最后等強(qiáng)并拆除鋼套箱，完成墩臺安裝施工。

2、分離式膠囊止水方案構(gòu)思

分離式膠囊止水結(jié)構(gòu)主要由環(huán)形托盤、內(nèi)側(cè)止水膠囊、頂面GINA止水帶及張拉收緊裝置組成。

承臺吊裝前，將（環(huán)形托盤+內(nèi)側(cè)止水膠囊+頂面GINA止水帶）下放至承臺底面以下20cm，通過張拉桿懸掛于鋼管復(fù)合樁管壁上；然后下放承臺到設(shè)計位置，安裝鋼管復(fù)合樁上牛腿，將張拉桿錨固于牛腿上，張拉到設(shè)計值；張拉吊桿使GINA止水帶壓縮，填塞環(huán)形托盤與承臺之間的縫隙；再向膠囊中充氣、膨脹，填塞環(huán)形托盤與鋼管復(fù)合樁之間的縫隙；最后將承臺內(nèi)的水抽干，實(shí)現(xiàn)承臺預(yù)留孔處止水。

3、分離式膠囊止水方案設(shè)計

3.1環(huán)形托盤設(shè)計

托盤內(nèi)徑取鋼管樁直徑D+2cm，徑向?qū)挾葹?0cm。托盤采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土方量約為4方，重量約為10t。

3.2頂面GINA橡膠止水

在托盤制作時預(yù)埋安裝固定螺栓；在托盤頂面靠外側(cè)固定一個環(huán)形GINA橡膠止水帶，通過對GINA橡膠進(jìn)行壓縮而完成止水。作用在其上的壓力荷載約為25kN/m，壓縮前的高度為76mm，壓縮后的高度約為56mm，根據(jù)計算，能滿足止水要求。先張拉托盤使GINA橡膠壓縮，后進(jìn)行止水膠囊充氣的優(yōu)點(diǎn)在于：由于總張拉力大于抽水后作用在托盤底面的浮力，因此抽水后托盤基本不會發(fā)生向上的位移，止水膠囊不會與鋼管復(fù)合樁壁產(chǎn)生相對滑移，有利于止水效果。

3.3張拉收緊裝置

張拉桿采用單根Φ15.2鋼絞線，每個環(huán)形托盤設(shè)置4根張拉桿；單根鋼絞線的張拉力為10t。

3.4內(nèi)側(cè)膠囊止水

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，對止水膠囊結(jié)構(gòu)、材料及制作工藝進(jìn)行了優(yōu)化。①止水膠囊為高340mm、寬85mm的圓端形矩形結(jié)構(gòu)，充氣后寬度為165mm，膠囊作業(yè)狀態(tài)的充水壓力為0.3MPa，可適應(yīng)在水深16m作業(yè)環(huán)境的止水要求。②止水膠囊內(nèi)側(cè)設(shè)置襟條加強(qiáng)止水效果。③相比原止水膠囊制作采用的內(nèi)胎+人工捆扎的制作工藝，現(xiàn)制作工藝采用整體硫化成型的工藝，可有效地保證膠囊的生產(chǎn)質(zhì)量。止水膠囊主體結(jié)構(gòu)部分采用高強(qiáng)度橡膠復(fù)合材料和復(fù)合簾子布整體硫化成型，橡膠材料具有高彈性，高強(qiáng)度，能滿足2MPa以上內(nèi)部壓力，復(fù)合簾子布具有一定的伸張和收縮能力。

三、分離式止水膠囊方案的實(shí)施

第一步：復(fù)合樁鋼管施工完成

第二步：安裝止水裝置

A、下放（環(huán)形托盤+內(nèi)側(cè)止水膠囊+頂面GINA止水帶）至承臺底面以下20cm；B、將止水結(jié)構(gòu)吊掛于鋼管復(fù)合樁管壁上。

第三步：承臺吊裝

承臺吊裝至設(shè)計位置，并精確調(diào)整就位。

第四步：止水

A、安裝牛腿；B、張拉精扎螺紋鋼筋，使GINA橡膠壓縮，填塞環(huán)形托盤與承臺之間的縫隙；C、止水膠囊內(nèi)充氣至0.3Mpa，填塞環(huán)形托盤與鋼管復(fù)合樁之間的縫隙；D、抽水；

第五步：承臺預(yù)留孔施工

A、承臺底板與鋼管之間填速凝砂漿；B、拆除Z3、Z4（中間兩個預(yù)留孔）鋼管替打段，焊接Z1、Z2、Z5、Z6預(yù)留孔剪力鍵；C、Z3、Z4預(yù)留孔內(nèi)綁扎鋼筋、澆筑混凝土；D、混凝土等強(qiáng)（達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%）后，拆除吊架，體系轉(zhuǎn)換；E、拆除Z1、Z2、Z5、Z6替打段；F、Z1、Z2、Z5、Z6預(yù)留孔內(nèi)綁扎鋼筋、澆筑混凝土；G、混凝土等強(qiáng)（達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%、且齡期達(dá)到14天）后，拆除鋼圍堰。

四、方案實(shí)施效果分析與結(jié)論

原設(shè)計文件中鋼管復(fù)合樁與承臺之間的止水為預(yù)留孔膠囊止水方案，為保證墩臺順利安裝及止水膠囊發(fā)揮作用，需要求承臺與鋼管復(fù)合樁外壁的間隙為6.5cm，同時要求鋼管樁的沉樁精度較高，增加了止水膠囊安裝及制作質(zhì)量控制的難度，不確定因素多，風(fēng)險較大。本方案優(yōu)化為分離式膠囊柔性止水方案，承臺預(yù)留孔不需安裝止水膠囊，可適當(dāng)加大預(yù)留孔與鋼管復(fù)合樁壁的間隙，以降低對鋼管樁沉樁精度的要求；同時相比原止水膠囊制作采用的內(nèi)胎+人工捆扎的制作工藝，現(xiàn)制作工藝采用整體硫化成型的工藝，可更有效地保證膠囊的生產(chǎn)質(zhì)量。

優(yōu)化后的分離式膠囊柔性止水方案若能保證承臺的順利安裝，鋼管樁傾斜度可降低至1/200，因此將鋼管樁沉樁精度控制在傾斜度≤1/200，平面位置偏差≤±10cm。

（1）為滿足1/200的傾斜度要求，需要預(yù)留孔的富余量（半徑）≥（5+10.76）/200×100≈8cm；（2）為滿足平面位置精度要求，需要預(yù)留孔的富余量（半徑）≥10cm；

則需要預(yù)留孔的富余量（半徑）≥8+10=18cm，考慮施工過程中其他因素的影響，預(yù)留孔的富余量（半徑）取28cm。這有利于控制風(fēng)險，降低施工難度，加快施工進(jìn)度。

本項(xiàng)目位于跨越珠江口伶仃洋海域，施工工藝復(fù)雜，施工條件惡劣，具有規(guī)模大、工期緊、難度高、風(fēng)險大的特點(diǎn)。項(xiàng)目通過實(shí)施分離式柔性膠囊止水方案，已經(jīng)成功安裝147#墩臺，各項(xiàng)控制指標(biāo)達(dá)成了預(yù)期效果。事實(shí)證明，該止水技術(shù)方案可以大大提高工程施工進(jìn)度，降低施工風(fēng)險，節(jié)約施工成本，可以適用相關(guān)跨海工程中使用。

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