特大型砂袋圍堰在大橋基礎施工中的應用

呂志峰

摘 要：本文介紹了在馬鞍山長江公路大橋南邊塔基礎施工中，用砂做砂袋圍堰及吹砂筑島平臺的成功經(jīng)驗，討論了砂袋圍堰及吹砂筑島的設計、砂枕制作、砂袋圍堰及吹砂筑島平臺的施工工藝。

關鍵詞：特大型；砂袋圍堰；大橋基礎施工；應用

中圖分類號：U448 文獻標識碼：A

基樁水上施工平臺有多種形式，如填土筑島平臺、砂袋圍堰及吹砂筑島平臺、型鋼平臺等，相對而言，前兩種平臺形式成本低、工期短。砂袋圍堰及吹砂筑島平臺是在土袋圍堰平臺基礎上的一種深化和發(fā)展，它適用于較大水深和流速情況下的河床，其具有就地取材、施工工藝簡單、工期短、投資小、拆除方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點。馬鞍山長江公路大橋施工工期短、任務重、總體安排較為緊迫，加之南邊塔基礎位置施工環(huán)境較為特別，為了保證正常施工工期、加快施工進度，基礎施工平臺選用特大型砂袋圍堰及吹砂筑島平臺。

一、工程簡介

馬鞍山長江公路大橋左汊主橋南邊塔位于橋址區(qū)長江主航道東側，中心樁位為K9+080m，距江心洲長江西岸大堤110m，南邊塔位于江灘上，地面高程6.4～7.2m，墩位處向江中心呈漸變泥灘，由于采砂局部形成小型陡坎。根據(jù)水文資料顯示，該流域洪水期為5～8月，枯水期為每年9月至來年4月，墩位處江灘每年有8個月以上時間處于無水狀態(tài)，利于陸地施工。

二、砂袋圍堰及吹砂筑島平臺設計

1 圍堰平面尺寸選擇

圍堰寬為60m，包括承臺寬32.1m、龍門軌道的寬度2×2m、龍門軌道至圍堰邊緣的施工安全距離2×2.4m以及2×9.5m寬的施工便道。圍堰長99.6m，包括承臺長69.6m和2×15m寬的施工便道。在鋼棧橋與砂袋圍堰相接處，設置11.4m長的加寬段，寬度由8m加寬至42m，以保證施工機械有足夠的轉(zhuǎn)彎半徑。

2 圍堰頂標高的確定

本橋位處于長江下游區(qū)域，根據(jù)歷年的水文資料，1954年到1991年最大月平均水位為+6.48m。自2004以來，由于三峽大壩截流工程的不斷擴大，引起的削峰、錯降作用也不斷增強。自2006年開始試樁施工以來，我部監(jiān)測到橋位處長江洪水期最高水位在+8m左右。江心洲長江西岸大堤頂標高在+10.5m～+10.8m；鑒于此，確定砂袋圍堰及吹砂筑島平臺頂標高為+10.0m，滿足鉆孔期間內(nèi)外水頭差2m的需要。

3 圍堰邊坡確定

根據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范》JTJ041-2000，為了保證圍堰在施工期處于穩(wěn)定狀態(tài)，砂袋圍堰坡度分兩種：圍堰在上下游、靠江側的外側坡度為1：2；圍堰靠大堤側的外側及所有內(nèi)側坡度為1：1。

4 砂袋的選用

沖砂砂袋采用編織袋，圍堰外側用土工布覆蓋。根據(jù)本工程圍堰所處位置的重要性，砂袋保證在施工期內(nèi)能夠不因沖砂、水流和其他干擾的影響而損壞，其具有隔離、反濾及排水的功能。其優(yōu)點：重量輕、整體性好、連續(xù)性好、滲透性好，且質(zhì)地柔軟能與砂土很好結合，砂袋的幾何尺寸為4.5m×0.5m×45m、6m×0.5m×45m、8m×0.5m×45m，做工精細，經(jīng)實地試驗，能滿足要求。

5 砂的選用

砂子采用本地河砂，滿足濾水要求。

三、砂袋圍堰及吹砂筑島平臺施工

1 總體施工工藝流程

砂袋圍堰及吹砂筑島平臺施工流程為：施工準備→砂袋位置整平→鋼管支護→砂袋鋪設及吹砂→圍堰內(nèi)吹砂→施工完成。

2 主要施工機械

1000t駁船1艘、4臺100LWB-10泥漿泵（施工時負責吸砂，另備2臺），砂水混合物輸送膠皮管和高壓水槍配套使用。

3 砂袋吹砂及圍堰內(nèi)吹砂

運砂船舶定位后，安裝好泥漿泵，利用水泵抽水沖砂。開啟泥漿泵將砂水混合物抽至已安放好的砂袋中并封口，砂漿在砂袋（編織袋）中濾水，邊濾水邊沖進砂漿，排水固結形成砂枕。鑒于砂袋長45m，難以一次形成砂枕，我部根據(jù)以往類似工程施工經(jīng)驗，整條砂袋按4至5段逐段抽砂成枕，由于砂袋吹砂排水固結的不均勻性，需對砂袋內(nèi)凹部進行回沖砂，以確保砂枕的整體均勻性。每兩層砂袋吹砂施工前預埋好尼龍繩，用于勒緊竹竿壓實土工布，從而增強圍堰的抗風浪、沖刷能力，確保圍堰的耐久性。砂袋圍堰的砂袋及兩列砂袋之間同步吹砂。吹砂過程中，需要進行測量放樣并監(jiān)控標高。砂袋圍堰的施工順序為靠江側→上下游側→大堤側。砂袋圍堰內(nèi)吹砂筑島施工方法同砂袋圍堰。

結語

特大型砂袋圍堰在馬鞍山長江公路大橋施工中的成功應用體現(xiàn)出其具有如下優(yōu)點：①砂料廣泛，土工編織物易購買，能就地取材，從而減少砂料的運輸量。②節(jié)省資金，總投資僅138萬元。經(jīng)測算，同等規(guī)模的鋼管樁平臺需要各類鋼材2500t，臨時材料及施工費用近625萬，投標時報價僅為220萬。③砂袋圍堰把挖、裝、運、卸過程集于一體，故能節(jié)約勞力，且施工速度快（施工期間為枯水期，有利于施工，整個施工僅用20天），質(zhì)量高。④施工期間，吹砂砂袋堰體比人工砂袋圍堰具有更好的抗風浪、沖刷的能力。⑤圍堰形成過后易于維護、相對成本低。

筆者認為特大型砂袋圍堰在橋梁建設特別是特大型橋梁建設施工中具有經(jīng)濟性、適用性、可行性的優(yōu)點。在砂質(zhì)河床上采用砂袋圍堰是一條有效途徑。

參考文獻

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