陳翔

【摘 要】在近幾年來，我國的經濟文化水平得到了飛速的發(fā)展，在交通道路建設方面取得了實質性的進展和突破，為了打造水陸相交的通道，進行架橋建設已經成為了大部分建設者考慮的主要方案之一。橋梁進行雙壁鋼圍堰施工是目前該領域研究比較熱門的話題，本文通過對八步至昭平二級公路昭平縣繞城公路工程馬灘大橋深水低樁承臺雙壁鋼圍堰制作、下沉、封底施工工藝的介紹，總結了在深水條件下采取先樁后圍堰法進行雙壁鋼圍堰施工的技術要點，對于采用雙壁鋼圍堰施工深水低樁承臺基礎的類似工程具有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】橋梁；水下承臺；雙璧鋼圍堰；施工技術

中圖分類號： U445.556 文獻標識碼： A 文章編號：2095-2457（2018）06-0268-003

【Abstract】In recent years， Chinas economic and cultural level has been developing rapidly. Substantial progress and breakthroughs have been made in the construction of traffic roads. To build a land-water intersection， bridging has become a major part of construction. One of the main programs considered by the people. The construction of double-walled steel cofferdams for bridges is currently a hot topic in this field. This article has produced and developed a double-walled steel cofferdam for deep-water low-stake piles of the Matan Bridge of Zhaoping County Ring Road Highway from 8 to Zhaoping. The introduction of the construction techniques of the sink and back cover summarizes the technical points for the construction of the double-wall steel cofferdams by adopting the first pile and the rear cofferdam method under deep water conditions， and it is similar for the similar projects that use the double-wall steel cofferdams to construct the deep water low pile foundations. Certain reference significance.

【Key words】Bridge； Submerged bearing platform； Double concrete steel cofferdam； Construction technology

0 前言

由于我國東南部及沿海地區(qū)的水資源豐富、江湖河流較多河，在進行交通道路建設時首要考慮進行水上橋梁的建設，鑒于目前在水上橋梁工程建設所吸取的經驗和實際工作考量，橋梁工程樁基、承臺在深水區(qū)作業(yè)，我們更多的采用雙壁鋼圍堰施工技術，可以更好的避免工程發(fā)生事故和增強它的穩(wěn)定性。本文結合了八步至昭平二級公路昭平縣繞城公路工程馬灘大橋主橋承臺的施工建設從橋梁雙壁鋼圍堰施工技術談一些粗淺的認識。

1 橋梁工程概況及雙壁鋼圍堰施工方案概述

1.1 工程概況

該項目“馬灘大橋位于八步至昭平二級公路昭平縣繞城公路工程路線的起點路段，橋梁起終點樁號尾K0+044.8～K0+503.35，中心樁號為K0+274，角度90°，橋長458.55m，全橋平面大部分位于直線段，只有東岸有一部分位于緩和曲線內，橋面行車道寬9m，兩側設1.75m人行道，全橋全寬12.5m。。橋梁跨徑布置為2×16m（西岸引橋）+60m+2×100m+60m（主通航孔橋）+4×25m（東岸引橋），其中主橋為預應力混凝土連續(xù)箱梁，西岸為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板梁，東岸為預應力砼T梁。橋樁基礎為沖孔灌注樁，共計47根，累計長度1493米。橋位位于昭平縣城桂江的馬峽峽口、馬灘攤尾，橋梁跨越桂江?！睒蛭挥谕ê降暮拥郎?，在施工中既要滿足通航寬度，又要保證通行交通安全，根據(jù)廣西壯族自治區(qū)水利工程管理局發(fā)《關于馬灘大橋防洪評價報告預審意見的函》（水管函[2012]46號）文要求馬灘大橋主橋“承臺宜埋設入河床面以下”，見橋型布置圖（圖1）我們結合具體的設計方案和詳細的細則進行深入的分析和探討。

1.2 雙璧鋼圍堰施工方案概述

根據(jù)圖紙及施工現(xiàn)場情況，主橋的4個主墩承臺均為置于水下3.3m～8.4m處，1#、4#墩樁基采用填土圍堰方案施工，承臺采用沉井方案施工，2#、3#墩位于主河道，水深較深，采用先樁基后雙壁鋼圍堰方案進行施工。先樁基后圍堰施工方案是一種平行施工組織模式，樁基施工和圍堰制作可平行作業(yè)，施工周期相對較短。

馬灘大橋的2#、3#墩樁基通過搭設水上鉆孔工作平臺進行鉆孔樁施工。水中樁基施工結束后，拆除水上鉆孔平臺，利用6根樁基鋼護筒及原鉆孔平臺4根鋼管樁作為基礎，搭設鋼圍堰的拼裝及懸吊下放平臺，對鋼圍堰進行的拼裝和下放。

2 雙壁鋼圍堰的設計與制作

2.1 雙壁鋼圍堰的設計

馬灘大橋2#、3#墩承臺設計為六邊形，設計尺寸為14.6m長×7.0m寬×3.5m厚。雙壁鋼圍堰設計為2個半圓加1個矩形，兩端對稱的半圓內壁半徑3.6m，內腔長15.9m，內腔寬7.2m（內部尺寸比設計承臺平面大20cm，以防止鋼圍堰下沉偏位所造成的影響），壁厚1.0m，鋼板為Q235B厚10mm。橋區(qū)施工期常水位為53.9m，承臺底標高45.5m，圍堰封底厚度為2.0m，封底砼底標高為43.5m，即鋼圍堰底標高確定為43.5m，則鋼圍堰頂標高為55.5m，比施工常水位高出1.6m。雙壁鋼圍堰平面圖見（圖2）。

鋼圍堰的結構型式為雙壁空腹式，由內外壁板、水平環(huán)板、水平橫撐、壁板豎肋、隔艙板等組成，鋼圍堰的底部設置成刃腳形狀。刃腳高2.0m，刃腳內灌注C25水泥混凝土。所有壁板及刃腳壁板和焊接段采用10mm厚鋼板，豎肋采用L100×100×10mm的角鋼；水平環(huán)板采用厚16mm，寬200mm的鋼板；水平環(huán)橫撐采用L75×75×8mm的角鋼。鋼圍堰內共設置2層內支撐，采用φ630×8mm的鋼管作支撐，內支撐主要考慮不影響后續(xù)承臺施工。

雙壁鋼圍堰是深水基礎施工一種重要的臨時擋水結構，承受主要荷載包括靜水壓力、動水壓力、波浪力等。根據(jù)基施工過程中荷載變化特點，按照最不利工況計算，該鋼圍堰的抗浮穩(wěn)定性、面板受力、豎肋受力、斜桿受力、隔艙板受力、抗滑移、抗傾覆、面板變形等計算均滿足要求。

2.2 鋼圍堰的制作加工

為減少現(xiàn)場塊件拼裝工程量，加快塊件拼裝進度，在滿足現(xiàn)場起重設備起吊要求情況下，將鋼圍堰豎向分成2節(jié)（首節(jié)高度7.0m和尾節(jié)高度5.0m），水平方向分成4塊（直線塊和半圓塊），分塊單元最重為28t。鋼圍堰的制作步驟：放樣——下料加工——水平框架制作——內壁板焊接——外壁板焊接——安裝吊耳。

分塊鋼圍堰制作時要求：水平橫撐角鋼和水平環(huán)板與內外壁板間應密貼焊牢。應避開隔艙板一定距離的位置切分，隔艙板與壁板、角鋼間焊接要密實，防止艙間漏水。加工制作完成后要做煤油浸透試驗：先用水將白石灰調成石灰漿，均勻涂刷在焊縫一側，等石灰漿變干后再用煤油涂刷焊縫另一側，觀察石灰漿是否被浸透變色來檢查焊縫是否有穿透性小孔，以保證鋼圍堰的水密性。

鋼圍堰分塊制作加工完成后，對其進行試拼，檢查其塊與塊之間吻合情況，合格之后用平板駁船運至馬灘大橋2#、3#墩位現(xiàn)場進入下一步工序的施工。

2.3 鋼圍堰的拼裝及下放

2.3.1 河床找平

為便于雙壁鋼圍堰平穩(wěn)著床，水上鉆孔工作平臺拆除后，在圍堰范圍內進行找平。用測繩在2#、3#墩的圍堰位置進行水深測量。根據(jù)河床標高情況，對3#墩采用水上拋填砂礫的方法，拋填范圍可比鋼圍堰外緣大2m左右，用安置在平板駁船上的長臂挖掘機對砂礫面進行整平；2#墩圍堰位置部分河床標高超過圍堰底標高，采用安置在平板駁船上長臂挖掘機對超高部分河床進行挖掘，對低于圍堰底標高的河床進行水上拋填砂礫。

2.3.2 鋼圍堰拼裝及懸吊下放平臺搭設

拼裝平臺：在外圍的鋼護筒及鋼管樁外側焊接鋼圍堰拼接支架，支架采用25b型號的工字鋼，采用上斜撐型式。支架頂面標高設為54.5m。在拼裝支架上放樣出鋼圍堰的平面外側輪廓線，并在線上焊制定位碼子，以此控制首節(jié)鋼圍堰底端的平面位置。同時在61.5m標高位置的鋼管外側焊接限位架，用以控制拼裝首節(jié)鋼圍堰的垂直度、圓順度。

懸吊下放平臺：在加高搭設的鋼管頂上焊接雙拼36b型號的工字鋼作為下放支架，其兩端設置鋼圍堰下放系統(tǒng)，系統(tǒng)由千斤頂、扁擔梁、吊桿（φ32mm精軋螺紋鋼）、螺帽組成。同時在平臺上鋪設木板以便作業(yè)人員操作。

2.3.3 首節(jié)鋼圍堰拼裝及下沉

用履帶吊把每塊鋼圍堰吊裝至指定位置，采用手拉葫蘆牽引校正，最后逐塊對稱合攏，及時焊接內外壁板縫、水平環(huán)板、水平橫撐、豎肋。首節(jié)鋼圍堰共設4處下放吊點，吊點設置在直線節(jié)塊鋼圍堰的內壁上端。

正式下放鋼圍堰前，現(xiàn)場統(tǒng)一指揮，用懸吊系統(tǒng)首先將首節(jié)鋼圍堰提起3～5cm，然后對鋼圍堰上的吊點，吊桿上的螺帽，鋼圍堰的結構進行檢查，查看是否正常。檢查無誤后把阻擋鋼圍堰下沉的部分拼裝支架割去（剩余部分的支架作為限位架起豎向導向作用），通過千斤頂與吊桿上的2個螺帽相互交替把首節(jié)鋼圍堰下放入水。首節(jié)鋼圍堰入水自浮后，對稱灌注刃腳混凝土，鋼圍堰下放水下約5m處將其臨時固定，以便進行第2節(jié)鋼圍堰的接高焊接作業(yè)。

2.3.4 鋼圍堰的接高和下放

將首節(jié)鋼圍堰鎖定后，開始吊裝尾節(jié)鋼圍堰，拼裝完成后通過懸吊下放系統(tǒng)繼續(xù)沉放鋼圍堰，沉放過程中，應注意向鋼圍堰的隔水倉內對稱地灌入河水，直至鋼圍堰著床。為了解著床后的鋼圍堰底與砂礫墊層間的接觸情況，用測繩沿著鋼圍堰外緣進行水深測量，根據(jù)測量結果對鋼圍堰外緣進行拋填砂礫以封堵圍堰底部的空隙，防止封底時混凝土泄漏，拋填砂礫的高度約1m左右。

2.3.5 雙壁鋼圍堰封底

封底混凝土采用一次性澆注，其澆注步驟：搭設澆注平臺——安裝儲料斗及導管——混凝土生產及運輸——封底砼澆注。

封底澆注施工平臺在鋼圍堰上臨時搭設，平臺材料采用之前拆除的水上鉆孔施工平臺材料。導管按照縱橋向4排，每排3個點布設，共配置12根導管。故在鋼圍堰上縱向安裝4道平臺梁，每道平臺梁由2根25b工字鋼組成，工字鋼之間用鋼筋分3道焊牢，在平臺梁上面鋪設膠竹板以作人行通道。

平臺梁安裝完畢后，按照導管位置安裝夾具梁、導管、儲料斗，導管采用外徑Φ273×9mm的無縫鋼管制作。導管底口距離封底混凝土底面25cm左右。

圍堰混凝土封底系大體積、大方量水下混凝土澆注，單個鋼圍堰的封底混凝土方量大約180m3，施工現(xiàn)場的混凝土拌和機生產能力為60m3/h，能滿足混凝土連續(xù)澆注要求?？紤]到封底混凝土，連續(xù)澆注時間長，需在混凝土中摻加適量的緩凝外加劑和粉煤灰以延長混凝土的初凝時間（混凝土初凝時間>12小時），增加混凝土的和易性、流動性及穩(wěn)定性。封底混凝土運輸用平板駁船裝運罐料車至施工現(xiàn)場，再用吊車吊運混凝土進行澆注。

封底混凝土的設計厚度為2.0m，在澆注混凝土時按1.8m控制厚度，剩余0.2m作為抽水后承臺底面的調平層。封底順序為上下游同步對稱進行，導管封口完成后，按規(guī)定時間進行及時補料，同一導管兩次灌入混凝土的時間間隔控制在60分鐘以內。

混凝土澆注過程中，安排技術人員隨時對封底砼澆筑的厚度進行測量，以指揮工人下料?；炷翝沧⑴R結束時，用測繩對圍堰內側周邊、護筒周邊及導管作用半徑相交處等部位進行測量，發(fā)現(xiàn)標高偏低的部位可在其附近的導管上增加混凝土澆注量，力求封底混凝土頂面平整。

封底混凝土達到設計強度后，邊抽水邊完成剩余支撐。清理封底頂面時先在6根樁基鋼護筒底部割一小口，讓鋼護筒內的泥漿排出后連同封底面的泥漿一同沖洗干凈。然后對樁基鋼護筒進行切割，割除到設計標高處。接著對封底頂面進行網點測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)補砼或鑿除，隨后可進入下一道工序承臺的施工。

3 橋梁雙璧鋼圍堰施工中的注意事項

制造鋼圍堰的鋼料、焊條、焊絲、焊劑等主要材料均應符合設計文件和現(xiàn)行標準的要求并附有出廠合格證，必要時應作力學、化學及可焊性試驗。

對焊接的要求、焊縫的檢查等技術要求應滿足規(guī)范有關的要求，焊縫尺寸除滿足設計要求外，還應在焊縫處涂煤油作水密檢查，若煤油滲到反面，則應將該處焊縫鏟除，重新按規(guī)定復焊后，仍需作水密試驗，合格后方可使用。

鋼殼在水中靠灌水壓重下沉，而在覆蓋層中靠填充混凝土壓重和堰內抽水取土下沉。

下沉到位的鋼圍堰，其鋼殼的刃腳應全部穩(wěn)妥地支立于基巖上，以保證清基和順利鉆孔。

4 結論

橋梁雙壁鋼圍堰作為深水低樁承臺施工的一種圍水結構，具有結構穩(wěn)定、安全可靠、經濟實用、施工簡便等優(yōu)點，有利于加強橋梁系統(tǒng)的穩(wěn)固性和實現(xiàn)高效率的建設。

【參考文獻】

[1]陳光福.雙壁鋼圍堰的施工技術[J].中國港灣建設，2002（6）：12-16.

[2]吳波.道路橋梁設計與施工[J].道路橋梁設計與施工，2012（03）：108-109.

[3]劉自明.橋梁深水基礎[M].北京：人民交通出版社，2003.