李莹
中交一公局集团有限公司 北京 10000
摘要：在进行特大桥的钢围堰施工时，要结合施工现场制定合理的施工方案，同时，要对钢围堰施工进行监测与监控，实时掌握钢围堰的倾斜度、变形等，可以提前做好相应的判断并采取合理的施工措施缓解相关问题，确保钢围堰施工安全。本文通过以龙溪嘉陵江特大桥项目为研究对象进行深入分析，由于该项目的特殊性导致钢围堰施工具有拼装难度大，下沉较为复杂等，文中围绕钢围堰施工技术研究，以期为特大桥钢围堰施工提供一定的理论依据。
关键词:特大桥；钢围堰；施工技术研究
1工程概况
1.1 工程项目
龙溪嘉陵江特大桥是重庆三环高速公路合川至长寿段的控制性工程，位于嘉陵江合川区下游的龙洞沱河段，距嘉陵江与涪江汇合口下游约10.8km，距在建的嘉陵江草街枢纽约14.67km。合川岸（嘉陵江右岸）位于重庆市合川区盐井镇炮台村6组，长寿岸（嘉陵江左岸）位于草街镇枫木村3组。长寿岸东北侧平距200m有乡村公路(水泥路面)通过，交通较方便，合川岸有国道G212线通过，交通较方便。桥位处于库区范围内，常水位+203m。围堰顶设计高度比常水位高度高0.5m选取。若汛期水位超过围堰设防高度，洪水来临时需往围堰内及隔舱内灌水度洪[1]。
1.2工程水文、地质情况
1.2.1水文条件
桥位属于库区，水位平均保持在+202m～+203m，年最大洪峰多发生在7、8、9月，2018年3月勘察时水位202.296～202.76m。据访问调查及现场洪痕，草街枢纽设计最高洪水位222.55m。草街枢纽蓄水运行后，汛期桥位河段主流居于河心，当流量6170m3/s时，桥位河段流速缓慢，最大值0.93m/s，位于左主墩侧；当流量15000m3/s时，枢纽敞泄，流速迅速增大，最大值2.28m/s；随着流量的增大，流速也增大，当流量36500m3/s（10年一遇流量），流速增加至3m/s以上。2018年7月13日凌晨桥位处出现洪峰（嘉陵江上游涪江发生50年一遇洪水）过境，流量达到35000m3/s。洪峰经过桥位区时，根据水流量、水位高度（+208m）与河流断面计算出最大水流速为3.5m/s。
1.2.2地质情况
龙溪嘉陵江特大桥工程项目位于合川向斜南东翼，岩层呈单斜状产出，桥位区下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组。在进行施工区域地质情况监测以及调研时，未见滑坡、崩塌、泥石流等地质现象，部分钻孔中见软弱夹层。本文分析的龙溪嘉陵江特大桥9#主墩承台，按照设计位于河流区域内的岩石河床上，该区域已经裸露于外界环境中，在9#主墩承台右侧有岩石倾斜，倾斜角度为45°左右。
2施工方案及工程特点
2.1施工方案
根据现场实际情况以及设计要求，龙溪嘉陵江特大桥9#主墩承台基础项目采用双壁钢围堰方案施工。整个施工过程可以分为钢围堰加工及处理、拼装、下沉就位、抽水以及监测监控等。施工前要做好充分的准备工作，项目部做好相关的施工交底工作，整个施工过程要严把质量关。钢围堰的施工工艺流程包括：钢围堰分片制作、运输→拼装围堰底板→安装提升下方装置→拼装围堰底节侧板、内支撑及限位导向装置→注水下沉→浇筑封底混凝土→抽水、承台施工等。
3钢围堰结构设计
3.1钢围堰结构设计概况
龙溪嘉陵江特大桥9#主墩钢围堰平面尺寸（47.8×17.8）m，壁厚1.5m。根据项目的设计。在高度上分为2个部分，钢围堰整体高度为16.8m，根据现场实际情况总体分为88个钢围堰小块，拼装组成一个完成的钢围堰整体。钢围堰设防水位为+203.0m，钢围堰封底厚度为2.5m，隔舱混凝土高度为7.5m，制造时最大单元块控制重量不超过30t。钢围堰相关标高参数如下：钢围堰顶标高：+203.5m；承台顶标高：+194.2m；承台底标高：+189.2m；封底底标高：+186.7m。
3.2主要工程量
本工程项目的主要工程量如下表所示。从表中可以看出工程量主要集中在钢围堰、提升下放装置、封底混凝土以及隔舱混凝土四个方面。
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3.3主要结构要求
（1）壁板与竖肋：内、外壁板采用 6mm钢板，隔舱板处内、外壁板采用20mm 厚钢板，竖肋采用∠75×50×6mm 角钢，最大间距不超过 350mm。
（2）隔舱板：隔舱板采用16mm厚钢板，平面共设28道，其中12道为封闭隔舱板，将钢围堰侧板分成12个不透水的隔舱。
（3）水平桁架：钢围堰水平桁架共16层，（从下到上）间距为1.1m、0.8m、1.0m、1.2m，水平桁架包括内、外环板和水平角钢。环板断面尺寸均为240×20mm，环板与竖肋相交处，环板开孔，竖肋穿过，环板与隔舱板相交处，隔舱板开孔，环板穿过。水平角钢采用∠90×10mm和∠90×8mm两种。
（4）钢围堰设置竖向两层、横桥向五道内支撑。内支撑采用直径1020mm钢管，壁厚10mm。
4钢围堰主要施工工艺
4.1钢围堰加工及处理
在进行钢围堰加工及处理之前，要做好相应的准备工作，奠定钢围堰施工顺利开展的基础。相关钢围堰制作人员要熟知钢围堰设计尺寸、工艺规程及详细说明等。制作场地应按制作要求选择，其面积、环境条件和工作台的尺寸、平整度均应满足制作要求[2]。实行首件确认制，钢围堰加工及处理必须要进行试样，即先按照要求制定一块板材，地这块板材进行尺寸、稳定性、应力等相关数据的检测，待满足相关设计要求时，再进行第二件的生产与加工。两件单元产品经试拼装合格后，方可批量生产。钢围堰单元块现场正式拼装前必须进行试拼，待试拼满足相关要求以后才可进行钢围堰的拼装。
4.2钢围堰拼装
4.2.1安装龙门吊
钻孔桩施工完成后，需要进行钢围堰的拼装工作。在进行拼装之前需要安装龙门吊。通过安装龙门吊进行拆除前期施工的钻孔平台等。同时，还需要按照相关的设计要求利用龙门吊安装钢围堰拼装临时平台。
4.2.2放样
以设定的钢围堰的中心轴线为基准，在平台面上放出钢围堰底板的位置线，底板安装时要根据现场钢护筒插打的位置和垂直度确定，底板安装完成后，在底板上放出隔舱板的位置线，在底板标识出侧板各单元块的分块对接点位置，为保证上节钢围堰的接高位置，放样时按图纸尺寸放样，不考虑余量。
4.2.3底板拼装
龙骨材料全部为HW488×300型钢，在进行配料时需考虑材料的排版，保证每个相邻的对接接头错开200mm以上。在进行钢围堰底板拼装之前需要在底板相应的位置预留装钢护筒的孔洞，由于开孔位置的准确以及水平与否制定影响钢围堰下放的稳定性，所以开孔必须确保有较高的精准度。结合施工现场钢护筒实际数据以及考虑偏差数值，确定开孔位置，对底板进行开孔。
4.3钢围堰下沉就位
4.3.1拆除临时拼装平台
拆除临时拼装平台是钢围堰下沉施工工艺的基础步骤。在本项目中，通过将整个受力体系进行调整，提高钢围堰的高度，利用高度差快速拆除临时拼装平台。钢围堰向上的提升力，使之脱离临时拼装平台5cm，并静置30min，然后对钢围堰进行校平，转换整个受力体系的受力点，拆除临时拼装平台。
4.3.2钢围堰第一节下放
通过提升下放系统缓慢均匀下放钢围堰。钢围堰的下放要有专人通过采用自动化信息技术操作液压泵站。千斤顶下沉时一定要保证同步。并安排相关人员进行看护、观察，做好相应的刻度标记，每下放一定距离，通过相关专业仪器进行钢围堰标高等数据的测量，使钢围堰的中线和标高满足设计及规范要求。子啊钢围堰的下放过程中，一定要是实时调整钢围堰的水平以及垂直距离，确保满足相关设计以及规范要求。本项目钢围堰在整个下沉过程中吃水约3.7m。钢围堰第一节入水自浮后，拆除提升下放系统，以便第二节浮态接高[3]。
4.3.3第二节钢围堰浮态接高
钢围堰下放完成并将钢围堰调整好位置后，露出水面5米，利用龙门吊接高剩余钢围堰。现场拼接一块单元板时，同时在相应位置的另外一侧采用挂重物或者在平台的另一侧与驳船连接，确保对称施工保持钢围堰的稳定性。向钢围堰隔舱内注水下沉，此时吃水深度为约6.8m。在拼装内支撑之前，应对整个围堰的结构尺寸进行测量，内支撑由中间往两侧拼装，先将中间单元块就位到侧板上，观察单个内支架的中心线与侧板隔舱的中心线对齐，经测量人员定位好后，将内支撑与侧板焊接连成整体，依次拼装其他内支撑[4]。
4.4钢围堰抽水
钢围堰的抽水工作是在封底后进行的。在进行抽水前一定要确保封底混凝土已经完全烘干同时可以达到设计硬度及强度。抽水前将隔舱板内水位控制在+199.2m（水位高差±10cm）。抽水过程中，随时观察钢围堰结构变形情况。钢围堰封底混凝土顶面标高+189m，钢围堰顶标高+203.5m，抽水扬程为14.5m，承台施工水位按+203m考虑，排水方量为8501m3，钢围堰内抽水由8台100m3/h潜水泵按钢围堰壁均匀分布，其扬程30m的潜水泵进行抽水作业。
4.5钢围堰施工监测与监控
保证在钢围堰施工和使用过程中的安全，对钢围堰进行实时监测、监控，并将监测数据及时反馈，第一时间掌握钢围堰的中心偏位、倾斜度、关键部位应力、变形及施工期间的水文、流速、风力等变化状态，作出准确真实的工程预报，确定正确的施工对策和措施，确保钢围堰施工时能安全使用。钢围堰在渡汛期间应加强巡视检查。当发现变形破坏、漏水严重、底部鼓水等异常情况时，应及时处理。
5结束语
综上所述，钢围堰施工在整个桥梁建设中有着非常重要的意义。特别是在特大桥梁中，双壁钢围堰施工技术应用较为广泛。以龙溪嘉陵江特大桥钢围堰施工为例，其施工工艺流程包括：钢围堰分片制作、运输→拼装围堰底板→安装提升下方装置→拼装围堰底节侧板、内支撑及限位导向装置→注水下沉→浇筑封底混凝土→抽水、承台施工等。相关施工人员要根据设计以及方案要求，做好每一个施工工艺的质量把控，确保钢围堰施工质量，促进龙溪嘉陵江特大桥施工的顺利开展。
参考文献：
[1] 孙华清. 嘉绍大桥主墩双壁钢围堰施工技术[J]，桥梁建设，2020(22)：260-261.
[2] 马学峰. 钱江四桥主墩双壁钢围堰设计与施[J]，桥梁，2020(9)：121-122.
[3] 吕向东. 强涌潮河段大型双壁钢围堰施工技术[J]，重庆大学学报，2020(22)：260-261.
[4] 马玉飞. 钱塘江嘉绍大桥设计涨潮流速计算[J]，浙江水利科技，2020(9)：121-122.