郭信锋
中交二航局第一工程有限公司 湖北 武汉 430000
摘 要: 结合襄阳绕城高速公路南段汉江特大桥69#承台双壁钢围堰施工，本文阐述了汉江深水卵石地层双壁钢围堰下放工艺，重点介绍了双壁钢围堰拼装下放工艺。
关键词: 卵石; 双壁钢围堰; 深水
1 工程概述
汉江特大桥主桥采用双幅60+6×110+60m 预应力混凝土波形钢腹板连续箱梁，全长780.0m。全桥共设7个主墩，2个过渡墩，过渡墩为分离式承台，主墩均采用整体式承台。65#墩～67#墩位于汉江滩涂，68#墩～73#墩位于汉江中。本文以69#墩承台为例进行讲述，69承台设计顶标高为+48.56m，设计底标高为+44.56m。施工时，最高水位为+57.5 m（近5年来每年1至7月份最高水位），距离封底混凝土顶面水头差达到12.94m，故采用双壁钢套箱围堰进行挡水施工。
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2 工程特点
（1）围堰内轮廓尺寸为承台尺寸四边外扩50mm，对钢围堰精确定位及同步下放要求高；
（2）卵石颗粒多为5-15cm，围堰吸泥下沉施工难度大。
（3）双壁钢围堰分26块加工制造，现场安装结构尺寸难度大。
3 承台双壁钢围堰施工
3.1 概述
承台施工采用双壁钢围堰施工工艺，围堰主要作为承台施工时的挡水和模板结构。围堰包括壁体、内支撑、导向装置等结构。围堰内轮廓尺寸为承台尺寸四边外扩50mm，为13.3m×26.7m，外轮廓尺寸为16.3×29.7m，围堰壁体厚度1.5m，壁体总高度17.5m（不包括顶部1.5m防浪板），竖向分两节拼装（从底往上9.1m+8.4m），在围堰顺桥向设置两道钢管撑。
3.2 搭设拼装平台
69#墩钢围堰下方前，搭设围堰拼装平台，标高设置在水位上方2.2m处即+57.000 m标高处。
3.3 设备需求
考虑围堰卸船区域距拼装区域较远，为节约倒运时间，加快拼装进度，现场配置一台31m臂长80t履带吊，一台24m臂长70t履带吊和一辆9.6米平板车配合作业进行围堰拼装工作。其中70t履带吊用于围堰壁体的连续拼装工作，80t负责围堰卸船工作，平板车负责围堰壁体的倒运工作。
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进行拼装工作时，拼装A节段时吊幅最大，吊距为12.3米，A节段重9.89吨， 70t履带吊荷载表该工况下可吊重14t，满足吊装要求。
拼装B节段时吊距为7.8米，B节段重19.8t，依据参数表该工况80t履带吊可吊重33.79t，70t履带吊可吊重26.6t，可满足吊装要求。
拼装C、D节段时吊距均为4.83米，C节段重20.6t，D节段重20.7t，依据参数表该工况80t履带吊可吊重36.89t，70t履带吊可吊重40.9t，满足吊装要求。
3.4 拼装顺序
围堰壁体拼装从下游侧圆弧A节段开始拼装，两侧向上游方向对称推进拼装，拼装顺序分别为A→B→C→D→D’→C’→B’→A’,A→B’→C’→D’→D→C→B→A’。A’节段制作时提前预留拼装余量，合拢时根据实际情况对余量进行切除，保证最重拼装尺寸。
3.5拼装前准备
拼装前，需测量人员在拼装平台上放样出壁板拼装外轮廓线，及每相邻块件间的拼装接线，并在外侧轮廓边线上焊接定位码子，以此控制钢围堰下口线的平面位置。
3.6 围堰的检查
（1）焊接质量及壁体检查
焊缝质量：
壁体检测：结构尺寸检测使用钢尺沿钢吊箱长度方向进行测量，允许误差±30mm；高度偏差为±10mm；节段错台<2mm；钢吊箱内、外壁板间距误差0～15mm。
（2）水密性检查
底节段顶环板焊接后，需对各节段间的拼接焊缝，底层的拼接焊缝进行煤油渗透试验，对出现煤油渗透的地方进行补焊。
3.7 卸船顺序
船只停靠在栈桥边，履带吊中心至船中最远距离为10.63m，为保证卸船时有足够的安全吊幅，装船时将最重节段（D节段20.7t）延船中心线向卸船侧偏移1.27米，此时吊幅缩减为9.36m。
3.8 卸船及安装顺序
(1)80吨履带吊将船上第2排顶层A节段吊转至栈桥摆放，由70吨履带吊进行该片A节壁体的拼装。
首段安装节段为下游侧A节段，安装A节段时70t履带吊吊幅为12.3m，根据履带吊参数吊幅13米，臂长22米工况时可吊重14t，A节壁体重9.89t，取1.1倍荷载系数，9.89*1.1=10.879t<14t可满足吊装要求。
履带吊将壁体A节段吊起至安装位置，下口通过定位码子就位后，与定位码板临时焊接加以固定，通过测量校检壁体平面位置和垂直度，校验无误后壁体上部用双拼工25型钢和护筒临时焊接（下同），检验加固稳定后方可松钩。
(2)80吨履带吊将第3排，第4排顶层的D、D’节段吊装至栈桥靠一级配电房边临时叠放成2层，摆放位置不可影响70吨履带拼装及转运壁体路线。
(3)将第3、 4排底层B、B’节段用80吨履带吊卸船，B节段由80吨履带吊拼装。B’节段由70吨履带吊拼装。
A节壁体吊装就位后，开始两侧对称安装B、B’节段，拼装B节段时吊距为7.8米，该吊距履带吊荷载为33.79t t。B节段重19.8t，取1.1倍荷载系数，19.8t*1.1=21.78t<34.8t,满足吊装要求。
B、B’节段吊装时同样需保证壁板紧靠在定位码板上以保证其平面位置，且需保证A节段和B、B’节段对接处内外壁板对接准确，不允许出现错台及过大间隙。校验无误后壁体上部用双拼工25型钢和护筒临时焊接，检验加固稳定后方可松钩。
焊接节段间竖向壁板对接缝时，在围堰壁体上焊接挂梯作为操作平台，挂梯采用φ16钢筋焊接而成，长度10米，宽度0.6m。
钢围堰壁体间拼装接缝均采用焊接，连接主要包括：a.壁板的焊接；b.水平横撑的焊接；c.水平环板的焊接；d.纵向次梁的焊接。
(4)80吨履带吊将第6排的1个C节段和1个C’节段卸船，另一个C节段倒运至第4排位置存放，C节段由80吨履带吊进行拼装，C’节段由70吨履带吊进行拼装。C、C’节段拼装固定完成后，拼装临时摆放在栈桥上的D、D’节段，D节段由80吨履带吊进行拼装，D’节段由70吨履带吊进行拼装。
(5)依照制定安装顺序，依次吊装剩余节段，并由80吨履带吊和70吨履带吊对称拼装，其中在吊装船头第1排C’节段时，因吊幅为13.3米，C’节段重量20.6吨，吊幅过大，为保证吊装安全，将运输船转移至70#墩侧，采用85t履带吊将C’节段移至第三排位置，然后运输船开回69#墩，由80t履带吊将C’ 节段吊起。
（6）最后合拢段设置在上游侧A’节段，A’节段厂内制作时在宽度方向预留10cm余量，合拢时根据实际尺寸进行合拢段的切割，最终保证钢围堰整体的拼装尺寸。
3.9夹壁混凝土的浇筑
围堰自浮稳定后，采用天泵向围堰夹壁内均布浇筑1.4米高混凝土，混凝土总方量84m3，总重202t。浇筑后围堰总重464吨，继续下沉至刃脚入水4.58m，此时围堰顶面标高为61.12m。
3.10 安装焊接平台
接高顶层壁体前，需在底层壁体堰内、外壁安装焊接施工走道，走道使用角钢搭设焊接支架，支架上放置木跳板作为行走通道,走道采用双4m*24cm*5cm木跳板，围堰内外壁总长度158米，单套钢围堰铺设木跳板总长度为316米。
3.11围堰接高顺序
钢围堰接高采用两侧对称安装，如图以G节段作为首节拼装围堰，两侧对称推进拼装，最后以2个H节段作为两侧的合拢段。
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3.12围堰接高准备
围堰接高采用80t履带吊，臂长选用31m臂长组合，第二节围堰高度8.4m，最重节段重量为19.6t。栈桥标高+63.500m，可满足履带吊吊高要求。
在接高前，需定出测量基准面，确定围堰中心点，拼装围堰时，围堰的上下口均以此为中心点进行放样和校核。为了方便控制顶层接高时的平面位置，以首层钢围堰顶部的顺桥向和横桥向轴线为基准定位线，以围堰中心为基准点在基准定位线上定出四个点，由此四个点来控制围堰的水平位置。
3.13围堰接高
步骤一：首节G节段拼装；
在首层围堰上放样出顶节围堰的定位轮廓线，在首层钢围堰顶面壁板上焊接限位挡板，以方便顶层节段顺利对位。
安装G节段时履带吊吊幅为4.83m，根据履带吊参数吊幅4.83米，臂长31米工况时可吊重36.84t，G节壁体重19.08t，取1.1倍荷载系数，19.08*1.1=20.99t<36.84t，可满足吊装要求。
步骤二：其他节段依次对称拼装；
G节壁体吊装就位后，开始两侧对称安装F节段，拼装F节段时吊距为7.8米，该吊距履带吊荷载为34.84t。F节段重16.2t，取1.1倍荷载系数，16.2t*1.1=17.82t<34.8t,满足吊装要求。
拼装E节段时吊幅最大，吊距为12.3米，依据履带吊荷载表该工况下可吊重19t，E节段重7.54吨，取1.1倍荷载系数，7.54t*1.1=8.294t<19t,满足吊装要求。
拼装时两侧对称同时拼接，避免出现单边倾斜角度过大。
步骤三：合拢段H节段的拼装；
安装H节段时履带吊吊幅为4.83m，根据履带吊参数吊幅4.83米，臂长22米工况时可吊重51t，H节壁体重19.6t，取1.1倍荷载系数，19.6*1.1=21.56t<51t，可满足吊装要求。
H节段厂内制作时宽度方向预留10cm余量，现场拼装时根据实际情况进行切割以保证拼装整体尺寸。
内支撑安装完毕后围堰整体入水6.37m。
3.14 内支撑安装
(1)内支撑钢管分段
内支撑钢管分层散装，高度方向分2层，水平方向分2列。
(2)内支撑钢管拼装
拼装前，先在壁体上对各层内支撑钢管中心线进行放样，拼装时，以该中心线为基准定位。
吊装时第一层支撑钢管时，先吊装第一段，一端依照基准线与围堰壁体对接，另一端置于临时平台上，采用垫板抄平，以同样的方式吊装第二段，在临时平台中间调整好对接点的高度，使两段钢管同轴。各对接点焊接牢固后，开始吊装竖向支撑钢管，依照如此步骤依次完成第二层内支撑钢管的安装。
内支撑安装完毕后围堰整体入水6.37m。
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3.16 钢围堰整体下放
（1）第二层壁体全部拼装完成后，焊接相关钢管撑，焊接下层导向装置。全部完成后，围堰继续下沉1.6m，刃脚预计入水6.99m，并保持自浮。
（2）当前汉江水位54.8m，围堰内采用两台水泵（7.5kw）对称注水3m深后，围堰下沉3m，此时围堰刃脚底标高为44.8m，距河床底约30cm，由潜水员对围堰刃脚对应河床区域进行水下探摸，排除较大孤石或遗落在河床上型钢等障碍物。
（3）根据测量数据，采用4个3t手拉葫芦将围堰平面位置进行微调至设计位置，允许偏差+3cm、-1cm。并用钢围堰上导向焊接工25a限位装置，一端焊接在钢管上，另外一端撑在围堰壁体上，焊接顶标高为57.5m，确保围堰着床位置准确。
（4）继续往围堰夹壁内对注水（约5.8m）下沉，围堰刃脚着床，至围堰夹壁水位标高为+55.0m，围堰下放过程中，连通器一直保持打开状态。
（5）现场采用履带吊配合人工对称往围堰内进行灌砂施工。
（6）在围堰内侧采用2台吸泥泵吸泥，吸泥泵由履带吊配合移动，布置在两侧支栈桥上，吸泥施工按照先中间后四边的原则，先将围堰内侧清理至+41.56m，然后将吸泥泵移至壁体边，沿壁体边按围堰的注水顺序对称进行吸泥作业，围堰刃脚下沉至设计底标高+40.56m。
围堰吸泥下放过程中，由潜水员对围堰刃脚处大块石头进行清检。
采用测绳测量围堰下放过程中围堰外侧河床标高，每天测量1次，与开挖前数据进行比较，如河床测量数据变化较大，现场组织办公会进行解决。
围堰内吸泥装置结合气举吸泥和高压射水共同设计。
吸泥时，在吸泥装置竖管上用油漆做好长度刻度记号，便于观察吸泥装置入水深度。
可对围堰夹壁内继续注水至围堰顶；
将吸泥管移至围堰壁体外侧进行吸泥施工。
（7）采用两台吸泥泵开挖围堰内侧泥面，清理整平至+41.560m。
（8）围堰下放到位后由潜水员检查围内外壁是否贯通，若存在贯通需采用袋装沙回填的方式进行填堵。确认围堰刃脚检查无遗漏后方可进行下一步施工。
（9）夹壁混凝土在封底混凝土浇筑后进行浇筑，由陆上搅拌站集中供料，利用水上钢栈桥、罐车运输至施工墩位处。罐车放料然后经天泵进行混凝土浇筑，采用“拔塞法”完成首封，同时天泵连续不断供料，进行浇筑工作。浇筑方量及浇筑顺序详见下表。现场需配置17m长导管一套，1.5m3小料斗一个。
4结语
双壁围堰拼装下放期间，投入大量的电焊机、氧气割刀、施工人员，24小时不间断施工，双壁钢围堰拼装下放施工期间，经过精心组织管理、合理利用设备、优化施工方案，克服各种困难，成功完成了承台双壁钢围堰施工的艰巨任务，为现场施工从水下转入到水上打下良好基础。
本桥成功的双壁钢围堰施工经验，在国内外类似桥梁基础工程中可以得到很好的推广和应用。
参考文献
[1]中交第一公路勘察设计研究院有限公司襄阳绕城高速南段汉江特大桥设计图纸.
[2]GB50017-2003，钢结构设计规范.
[3]汉江特大桥主桥双壁钢围堰设计施工图.