洛清江特大橋水中墩鋼套箱圍堰施工工法

摘 要：文章結(jié)合洛清江特大橋工程項(xiàng)目實(shí)踐，對(duì)大橋水中墩鋼套箱圍堰施工工法做了詳細(xì)的闡述，希望通過文章的分析和論述，可以為相關(guān)施工技術(shù)人員提供理論幫助，僅供參考。

關(guān)鍵詞：墩鋼套箱；圍堰；深水墩

鋼圍堰施工項(xiàng)目是水中基礎(chǔ)施工必不可少的施工措施，特別是深水墩基礎(chǔ)施工，無法進(jìn)行圍堰筑島，因此鋼圍堰施工便成為不二的選擇。但對(duì)于不同的河床地質(zhì)條件，應(yīng)該選擇不同的鋼圍堰類型，文章就湘桂鐵路施工的親身經(jīng)歷，淺談一下鋼套箱圍堰在工程實(shí)例中的一些使用要點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

洛清江是柳江的主要支流之一，設(shè)計(jì)正常蓄水位137.7m，發(fā)電死水位135.00m。橋位處百年一遇流量為8015m3/s，百年一遇流速為4.09m/s，百年一遇水位為141.65m。洛清江為通航河流，航道等級(jí)為VII級(jí)。

湘桂鐵路擴(kuò)改工程龍溪洛清江雙線特大橋全橋長(zhǎng)1279.607m，上跨洛清江和桂柳高速公路，受立交、水文控制，本橋位于曲線上?？缈撞贾脼?（17*32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁+（48+2*80+48）m連續(xù)梁+8*32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁+（30+48+30）m連續(xù)梁+1*32+2*24m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁）。本橋設(shè)計(jì)行車速度客車200km/h及以上，預(yù)留250km/h。雙線線間距4.6m，有砟道床，跨區(qū)間無縫線路。特大橋主墩（18-20#）采用圓形承臺(tái)、直徑為15m，圓形墩，其最大墩高22m；水中墩采用鋼套箱圍堰施工，建筑材料采用便橋縱向運(yùn)輸。2010年春節(jié)前已完成主墩的樁基礎(chǔ)施工。

洛清江河床上覆卵石土，粒徑較大，大部分為30～60cm，層厚2～4m，下覆強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r夾頁(yè)巖，屬Ⅳ級(jí)軟石。根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)，水中墩圍堰采用鋼套箱圍堰進(jìn)行水下承臺(tái)、墩身施工。

采用無底鋼套箱圍堰，只需要保證無管涌發(fā)生，為保證封底混凝土的質(zhì)量，封底混凝土厚度定為1.2m，故承臺(tái)基坑開挖1.5～1.7m。文章以20#承臺(tái)為例，具體介紹無底鋼套箱圍堰施工工法。

無底鋼套箱圍堰采用16×16m矩形結(jié)構(gòu)，總重約145噸，較有底鋼圍堰少了底板的重量。鋼圍堰材料充足，側(cè)板僅需改裝即可投入使用，但有30t左右鋼材無法取出。從開挖基坑至完成圍堰抽水（具備承臺(tái)施工條件）需耗時(shí)約50d。

1 鋼套箱圍堰總體結(jié)構(gòu)

20#墩承臺(tái)直徑15m，高3.5m，承臺(tái)墊塊直徑8.4m，高1.5m，常水位為137.8m，承臺(tái)底高程130.000m，河床標(biāo)高為130.400m。

套箱圍堰由底板框架、側(cè)板、內(nèi)支撐組成，其中側(cè)板是無底鋼套箱圍堰的主要阻水結(jié)構(gòu)。在圍堰加工場(chǎng)制作好鋼套箱底板框架及側(cè)板，底板框架分為三塊，在臨時(shí)支撐上拼接成整體。各部分構(gòu)造見圖1套箱總體布置圖，以及圖2套箱底模構(gòu)造圖。

2 鋼套箱圍堰拼裝平臺(tái)

樁基礎(chǔ)施工完畢，拆除承臺(tái)位置的施工平臺(tái)面板，保證鋼套箱拼裝及下落結(jié)構(gòu)尺寸，作為鋼套箱拼裝平臺(tái)。采用長(zhǎng)臂挖機(jī)清理承臺(tái)位置處河床底的卵石土，清至承臺(tái)標(biāo)高下1.5-2.0m。在各鋼護(hù)筒頂焊接一根Ⅰ45工字鋼作為橫擔(dān)，橫擔(dān)與鋼護(hù)筒聯(lián)系處加固，確保鋼護(hù)筒承載力。并在每根橫擔(dān)的兩邊各掛一個(gè)15T手拉葫蘆，作為調(diào)平和下沉鋼套箱使用。

3 拼裝鋼套箱

河床底清理平整完畢，用Ⅰ45工字鋼搭設(shè)的臨時(shí)平臺(tái)上拼裝鋼套箱底骨架，將橫擔(dān)兩端的手拉葫蘆與底骨架聯(lián)結(jié)，通過手拉葫蘆調(diào)平鋼套箱，并固定在臨時(shí)平臺(tái)上。在底骨架上拼裝套箱四周框架，并用臨時(shí)支撐將框架固定在平臺(tái)上。

鋼套箱底骨架拼裝后，調(diào)正套箱骨架位置，用吊車協(xié)助安裝套箱側(cè)板，側(cè)板由定制標(biāo)準(zhǔn)鋼模板拼成。在拼裝鋼模板時(shí)，模板與套箱骨架及模塊之間的接縫墊等于5mm的防水膠帶或防水墊圈，上緊螺絲，以防套箱漏水。當(dāng)拼裝至水平支撐位置時(shí)，安裝水平支撐（不能影響澆注封底及承臺(tái)混凝土）。套箱側(cè)板分節(jié)拼裝下沉，第一節(jié)高7.5m，第二節(jié)高2m。

4 下沉鋼套箱

鋼套箱第一節(jié)拼裝完畢后，緩緩收緊手拉葫蘆，將鋼套箱平衡提升10cm，拆除臨時(shí)約束后，緩緩放松手拉葫蘆，平穩(wěn)地將鋼套箱下沉至頂面距離棧橋平臺(tái)上1.5m位置，設(shè)置臨時(shí)約束拼裝第二節(jié)側(cè)板。拼裝前應(yīng)對(duì)上下側(cè)板接口進(jìn)行打磨，鋪墊防水墊圈。見圖3。

側(cè)板拼裝完成后，按第一節(jié)操作下放鋼套箱至設(shè)計(jì)要求的位置，如果河床底稍有不平，則調(diào)整套箱底高程，利用平臺(tái)上各角懸吊葫蘆調(diào)整至水平；如果河床底地形變化大，則需要將套箱上吊后進(jìn)行局部清理。鋼套箱通過手拉葫蘆調(diào)準(zhǔn)位置，并固定在鋼護(hù)筒上。在水流不急的河中下沉鋼套箱，用手拉葫蘆即可將鋼套箱調(diào)在準(zhǔn)確位置。為增強(qiáng)套箱的整體受力，套箱底框架與每根樁基護(hù)筒通過抗拉桿連接固定，每根護(hù)筒固定四角（如圖4）。護(hù)筒切割之前在貼近封底砼平面進(jìn)行焊接位置轉(zhuǎn)換。

鋼套箱封底混凝土厚度根據(jù)水位深度確定，為保證封底砼的抗?jié)B防漏性能，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，同時(shí)要求砼流動(dòng)性要好，采用水下混凝土方法澆注。封底混凝土采用汽車泵泵送，漏斗及導(dǎo)管用吊車吊著移動(dòng)，從一邊腳澆注至對(duì)側(cè)邊腳。導(dǎo)管底離圍堰底板約30cm，澆注封底混凝土?xí)r，專人負(fù)責(zé)控制澆注厚度，用竹竿下安裝平板探測(cè)。竹竿上根據(jù)水面高程與承臺(tái)底高程對(duì)比，系上一條紅布以方便控制封底混凝土頂高程。為保證澆注封底混凝土的防水效果，在澆注混凝土前先在側(cè)板上開一洞口，保證箱內(nèi)外的水位壓力一致，保證箱內(nèi)外的水位一致，以免影響混凝土質(zhì)量。

封底混凝土澆注完成后5天可以抽出圍堰內(nèi)河水，抽水時(shí)應(yīng)根據(jù)水位下降情況及時(shí)施做加固支撐，保證圍堰不變形漏水。再找平封底混凝土，比承臺(tái)底標(biāo)高高出部分應(yīng)鑿除，低洼部分用砂漿填平。

6 結(jié)束語

根據(jù)本工程的施工案例，作者認(rèn)為，鋼套箱圍堰是低水位水中墩臺(tái)施工過程中有效保證隔水封閉施工施工措施，是單臂鋼圍堰中值得推廣的工藝工法，該工法基本能夠適合多種河床條件，對(duì)石質(zhì)河床及漂石類河床能夠有效起到封水作用（根據(jù)不同地質(zhì)條件確定采用有、無底鋼套）。施工中以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)借鑒：水中主墩承臺(tái)為圓形承臺(tái)，從受力角度及后期承臺(tái)施工角度講，鋼套箱圍堰，應(yīng)采用圓形結(jié)構(gòu)；在樁基施工前應(yīng)對(duì)河床覆蓋層及高程進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，與施工圖紙進(jìn)行比對(duì)，確定封底砼厚度，如需水下爆破施工應(yīng)在樁基施工前進(jìn)行；鋼圍堰封底前需要對(duì)封底處護(hù)筒及圍堰側(cè)板進(jìn)行清洗，以保證粘結(jié)力；對(duì)套箱圍堰內(nèi)河床整平，防止河床淤堆導(dǎo)致局部封底過薄，抽水穿孔。