大型双壁钢围堰精确下放施工技术

郑伯强

【摘 要】双壁钢围堰越来越广泛的应用于河流、湖泊及海湾大型深水桥梁的基础施工,根据沪昆客专湖南段沅江大桥的施工,结合桥位处的水文地质情况,研究了大型双壁钢围堰精确下放施工技术,通过工程实践,为类似施工提供借鉴.%The double wall steel cofferdam is widely used in the construction of deep water foundation in bridge over rivers, lakes and the gulves. According to the construction of Yuanjiang bridge of Hunan section in the Shanghai-Kunming railway line and combining with the hydrogeological conditions of the bridge site, this paper will describe the research on the construction technology for precise decentralization of large double wall steel

cofferdam in order to provide references for a similar construction through this engineering practice. 【期刊名称】《价值工程》 【年(卷),期】2016(035)011 【总页数】3页(P145-147)

【关键词】沅江大桥;双壁钢围堰;定位;接高;下沉着床 【作 者】郑伯强

【作者单位】中铁十七局集团第二工程有限公司,西安710043 【正文语种】中 文

【中图分类】TU473.5

双壁钢围堰作为水下承台施工常用的措施，在水流湍急、河床覆盖层较薄岩层地质条件下，钢围堰的精确下放是施工的难点。根据沪昆客专湖南段沅江大桥的施工，探索与研究在水深26m、河床无覆盖层的坚硬含砾砂岩、地质条件复杂的条件下，研究大直径圆形双壁钢围堰运输及精确下放的工艺及方法，为类似的深水桥梁基础施工提供借鉴。 1.1 桥位

位于湖南省怀化市中方县铜湾镇镜内的沪昆客专长昆湖南段沅江大桥跨越沅江，全长404.94m，跨度布置为88+168+88+40m双线预应力混凝土刚构连续箱梁，主跨168m，该跨度是当前铁路桥梁T型钢构连续箱梁最大跨度。其中1#、2#主墩为双壁钢围堰加钻孔桩深水基础，承台嵌岩最大深度1.5m，承台底标高131.749m-131.928m，承台尺寸为24.8m伊19.6m伊5.5m。桩基2.5m大直径钻孔桩，桩长20m。 1.2 水文地质

桥址位于铜湾水电站上游1.9km处，属发电蓄水区域，雨水充足，年降雨量大。常水位152.50m、水深23.5m-25.0m。施工最高水位确定为153.5m（五年一遇洪水位），下游电站控制水位及水流流速，观察结果显示，其最高水位未超过153m，洪水期水流流速未超过1m/s。

主墩墩位处地质条件复杂，河床无覆盖层，是裸露基岩。墩处岩质为白云质灰岩、含砾砂岩。岩石强度均> 1000kPa，岩面倾斜最大倾角达45毅。且由于钢围堰封底厚度5m，最大爆破深度达到了8m。桥型布置见图1所示。

对承台施工时通过综合考虑各项现场和技术因素，首先确定了先堰后桩法的施工方法，该施工方法的步骤是先施工钢围堰，再施工桩基。该方法的优势是：工序相对简单，无需修筑钢栈桥；对河床地质条件要求小，适用于水深较深、覆盖层薄或无

覆盖层等特殊地质。该方法可平行流水作业进行水下爆破施工，不仅能够有效节约施工材料，还能够有效确保平台安全稳定。

钢围堰入水方式上选择升降平台入水。采用升降平台法的原因是施工现场地势狭隘，场地小，无法满足滑道法入水的要求。根据先堰后桩的思路，开创性的提出在上游约50m靠岸边水中打设钢管桩作为承重柱，贝雷片组拼承重梁，利用精轧钢作为提吊杆，底节围堰拼装完成后，进行平台的升降围堰入水自浮。该方法由于可将钻孔平台材料充分利用，大大节约了施工用料，且施工方法简单可靠，虽然这是我国第一次在项目中采用该方法，但是取得了很大的成功。 3.1 钢围堰设计

钢围堰为双壁圆型，外径36m，内径33m，内外壁之间间距设为1.5m。根据承台高程和水文资料计算钢围堰高度取为26m，结合结构要求和现场起重设备起重能力要求，钢围堰在竖向上设置为5节，从下至上分别为第一节至第五节，其高度分别为5.4m、5.4m、5.1m、5m和5.1m，围堰分节及每节重量表见表1。依据现场水上起重工具起重能力限制在2伊10t以内的技术资料，在双壁钢套箱平面分块上，将套箱设为18块，最大块重量基本控制在15t以内，保证水上作业安全。

3.2 钢围堰的运输

①底节各块加工完成后，利用水上升降平台进行拼装，底节入水后，进行注水下沉到3m的位置（中心在水面下），保证浮运时稳定。

②入水后按图2浮运到墩位处，进行定位下沉。其他分块通过运输船运输到墩位处进行拼焊。

③浮运时间的选择：选择浮运日期时必须加强和气象部门的沟通和交流，最好在3级风以下，无雨的白天进行，同时请求海事部门协助，最大限度的避免安全事故的发生。

4.1 底节钢围堰定位下沉 ①抛锚作业。

1）上游抛三个15t混凝土锚，下游抛两个15t混凝土锚，抛锚先抛上游锚，再抛下游锚；

2）抛锚位置用全站仪测定，精度控制在依5m以内； 3）抛锚应逐一进行潜水检查，如锚着情况不良，应进行纠正；

4）锚垫预绞：锚垫受力特点是抛投时间越久，受力越牢。为了使锚垫在钢围堰就位前稳固在河床上，以缩短钢围堰定位时间，各定位船的抛锚完毕后，宜采取预绞措施。

②底节钢围堰浮运到位后，通过锚垫将导向船定位，然后通过导向船上的四台卷扬机对底节围堰精确定位。底节定位见图3。 4.2 钢围堰接高下沉

①双壁钢围堰在加工厂按设计图和制造工艺分块制造合格后，经运输墩位处，逐节逐块进行拼装。

②各块钢围堰要在加工厂进行试拼，根据试拼进行各块调整、打磨，使接缝达到最佳效果，然后进行编号标识，使拼装后的整体尺寸误差凑到最小。

③钢围堰外侧要设置标尺，标尺刻度为0.1m，钢围堰接高，标尺也随之接高。 ④每节拼装时要预留干弦高度2m，要保证两节接高完成后，上下的接缝焊缝在船弦以上1m的位置以保证焊接方便。接高下沉分析详见表2。

⑤钢围堰接高应对称进行，尤其是初始两块，固定较为困难，内外壁分别可用2根I18，长度2m，上下节之间临时固定，然后对称拼装其他分块。吊装接高时，应根据现场实际拼装情况及时作出调整，全面焊接应在全部点焊成型后进行。拼接施焊中应对称施焊，同时按照一定的顺序，即先焊环板，后焊内壁，再焊外壁。为保证内、外壁垂直焊透，以碳弧气刨使内外壁封底焊完全见白，然后内外壁焊缝再

焊两遍。施焊内外壁焊缝时，需要预先搭设吊笼扶梯分层打设脚手板，以便操作。 ⑥第二节拼装完成后，将卷扬机移至第二节外壁上的外焊平台上，上游增加至三个锚碇；然后灌注刃脚混凝土，再注水下沉；下沉过程中不断通过导向船上4台辅助卷扬机和钢围堰上锚垫系统进行调节达到精确定位。以后每节拼装完成后，都将卷扬机上移。

舆第三节、第四节按程序接高注水下沉；第五节拼装完成后，灌注除刃脚外其他部分混凝土，再注水下沉。 4.3 钢围堰下沉着床

停止灌水下沉的标准是钢围堰刃脚尖距河床面50cm左右。利用全站仪测量，通过定位船、钢围堰上设置的定位系统调整，实现钢围堰的精确定位。

钢围堰的着床定位直接关系到围堰最终的定位质量，必须重视和做好该工序。围堰着床前，用全站仪观测套箱顶上顺桥向的两个点，调整围堰的倾斜和偏位，直到两点的坐标与设计坐标基本相符为止，然后立即启动抽水机向18个隔仓内对称注水，使围堰平缓下沉着床。

刃脚下到标高后，下潜水员用2cm的钢板焊成楔形盒子支垫钢围堰刃脚，以确保钢围堰的稳定，为保证封底混凝土的可靠性，还需用袋装水泥封堵围堰内刃脚。 4.4 钢围堰拼装下沉及安全注意事项 4.4.1 定位焊和全面焊接的操作要求和规定

①凡参加该项焊接工作的电焊工，应经技术考试合格后方许参加电焊。

②定位焊和全面焊接前焊接区必须彻底清除铁锈氧化物、油污、水份等，显露出钢材金属夹渣。

③定位焊和全面焊的立焊缝应全部由下向上进行，电焊先后顺序应为：先内壁、后外壁对称进行。

④参加该项电焊工作的电焊工应编号，对自己的电焊质量要负直接责任，焊完后，

焊工应在自己的焊接范围内进行自检，写上编号，还要值班人员、专职检查人员、三级检查，并填写检查表格。

⑤所使用的电焊机应编号，并固定电焊工使用。 ⑥值班技术人员应填好“双壁钢围堰日焊工作统计表”。

舆对检查不合格的焊缝应立即进行修整，铲除重焊，并填写详细记录。 4.4.2 钢围堰下沉注意事项

①钢围堰在下沉过程中发生不正常倾斜时，应探明原因。如刃脚遇有孤石、树干、铁件等，应派潜水工下水挖除、切割，排除障碍后方可下沉。

②及时完成套箱下沉监测、纠偏，并做好工程日志、下沉记录及有关检验手续。 4.4.3 施工安全注意事项

①钢围堰在制造中，施工平台、支垫、支撑应搭牢靠；

②起吊钢围堰之前应对吊耳、吊具进行认真检查，合格后方可起吊； ③在水中对接的施工平台应稳固牢靠；

④在内、外井壁进行调整和电焊的工作人员必须带安全带和安全帽；

⑤第一节套箱下水和第二节套箱对接，均应选在天气比较好、风力不大的情况下进行；

⑥钢围堰起吊下水后应在上、下游设置防护措施，防止过往船只碰撞。

通过采用大型浮吊进行围堰运输，调整定位船上拉揽及导向船上设置的导链系统，实现套箱的精确定位的方法，与传统的墩位搭设作业平台、拼装下沉的工艺比较，能够极大的节约施工成本，通过施工比较，节约成本约200万元。通过有效的控制措施，圆满完成了钢围堰的精确下放及封底任务，且下放精度控制在10cm之内，满足设计和施工的各项要求。

大型双壁钢围堰的运输和精确下放，对钢围堰施工成败起着关键作用。本文通过以沅江大桥双壁钢围堰运输及精确下放技术研究，详细介绍了钢围堰的定位下沉、接

高、下沉着床的注意事项，且施工的安全性和施工成本得到了有效控制。对今后水下工程围堰施工提供参考和借鉴。

【相关文献】

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[2]杜伟.探讨桥梁裸露基岩大型双壁钢围堰施工技术[J].四川建材，2012（5）：94-95.

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