论深水墩双壁钢围堰施工技术

论深水墩双壁钢围堰施工技术
发布时间：2022-08-31T07:39:46.206Z 来源：《建筑创作》2022年2期第1月作者：马小明
[导读] 双壁钢围堰是大中型桥梁深水主墩施工的大型临时设施
马小明
中铁一局集团铁路建设有限公司
陕西省咸阳市712000
摘要：双壁钢围堰是大中型桥梁深水主墩施工的大型临时设施，本文主要以桩基钢护筒为搭设平台，在平台上拼装双壁钢围堰各节段，采用精轧螺纹钢进行吊挂，运用多个吊点下放方式。

文章以新建合肥至安庆铁路HAZQ-2标杭埠河特大桥深水墩设计与施工的实例，介绍双壁钢围堰加工制作、组拼、下沉着床的技术要点为论述，具有极为重要的实践意义，为推动整个桥梁架梁工期目标实现奠定了良好的基础，本文将结合切身实际经历阐述双壁钢围堰的下放控制及问题处理等，旨在指导实践工作。

关键词：双壁钢围堰；施工技术
双壁钢围堰是解决深水桥墩施工中一项重要的技术，在我国大河、大江桥梁施工中应用非常普遍，双壁钢围堰是一个带有单斜面刃脚的刃脚加厚壁板焊接而成，内、外壁形成的空间称之为钢壳。

内、外壁板内采用内外环肋、内外竖肋等组成，钢壳上口敞开，以便施工时往钢壳内灌注混凝土或注水增加钢围堰下沉重量，双壁钢围堰作为挡水结构，承受的主要荷载为水压力。

因此双壁钢围堰的受力结构通过结构计算适用于水深较深、流速较缓慢的河流中，从而取代了传统的土石草袋围堰因其水深及流速影响已经不能适用高流速和深大江河桥梁的建设，而采用常规的钢板桩围堰因河床砂砾层钢板桩插入无法有效抑制围堰内水，不能完全进行封闭等因素。

基于以上考虑，杭埠河特大桥跨河采用双壁钢围堰进行基础施工。

本文主要对双壁钢围堰施工技术及质量控制要点进行分析与探讨，以供同仁参考。

一、工程概况
杭埠河特大桥上跨杭埠河采用40+4×72+40m预应力混凝土连续梁结构，主墩位67#、68#、69#深水墩采用双壁钢围堰进行水下承台施工，主墩桩基础采用φ1.5m钻孔灌注桩，每墩为12根钻孔桩，承台尺寸为14.3m×10.4m×3m，围堰长16.3m，宽12.4m，高15.5m。

围堰厚度1m，C30封底混凝土厚2.0m，舱内填充C15混凝土4.0m，竖向分节：A节段6m+B节段4.5m+C节段3.0m，A节段底部刃角1m，平面分节；平面分为14个单位，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型四种大类型，其余单元均与Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型为对称关系。

根据现场实际情况量测及结构受力计算设计基坑围护采用双壁钢围堰结构，施工时先拆除基坑范围内的钻孔平台，然后再进行钢围堰施工。

二、双壁钢围堰拼装施工工艺
（1）利用既有钢栈桥墩位搭设的平台，采用II20a双拼支架悬臂梁及斜杆，一头焊接在钢护筒，焊接端增设加劲板；临时拼装平台悬臂梁焊接在钢护筒上，焊角高度10mm，接触部分满焊；一头利用φ32精轧螺纹钢吊挂既有平台工字钢上。

上下游方向均采用II20a双拼工字钢斜撑固定，支架搭设完成后，在临时支架上拼装A节段单元。

（2）钢围堰临时平台搭设：利用桩基钢护筒搭设平台，在钢护筒位置采用I20a工字钢与钢护筒焊接牢固，采用I20a单拼工字钢与槽钢14进行横纵向铺设，每个搭接位置均焊接牢固，槽钢搭接长度不小于1.5m，支架搭设完成后，在临时支架上拼装主梁。

（3）双壁钢围堰吊挂系统安装：吊挂系统由吊挂主梁，横梁、吊杆、吊点组成，在桩基钢护筒上割20cm深槽口焊接吊挂主梁，吊点焊接在A节段内壁下口位置，主梁和吊点通过吊杆连接；吊挂主梁采用双拼Ⅱ40b，吊挂横梁采用Ⅱ20a，吊杆采用φ32精轧螺纹钢。

三、双壁钢围堰下放过程控制
围堰分为二阶段下沉，第一阶段利用钢护筒拼装平台拼装A节段，完成后采用吊挂系统提吊下沉，利用32T千斤顶24台，100T千斤顶8台共同起吊下放。

第二阶段钢围堰A节段着床后，拆除吊挂系统，拼装B、C节段，采用吸泥法下放钢围堰，直至下放至设计位置。

第一阶段：
（1）在围堰拼装平台测量仪器测出承台的位置，拼装围堰过程中严格控制拼装位置，每节段拼装过程均进行测量定位，防止因控制不到位造成围堰拼装尺寸不符合设计要求。

A节段拼装完成后，对围堰整体位置及标高进行测量，精确掌握围堰位置及标高。

（2）A节段拼装单元完成后，安装吊挂系统，每个吊点采用双精轧螺纹钢进行吊挂，围堰总共16个吊点长边方向每侧各8个吊点，短边方向布设吊点。

（3）围堰A节段范围设置限位板，限位板与钢护筒预留5cm调整宽度，竖向间距1m一个，限位板环向一圈设置14个，每根钢护筒对应位置均设置限位板。

（4）钢围堰A节段下沉前首先千斤顶顶起吊钢套箱，使其脱离平台5cm，便于拆除钢围堰临时悬臂梁。

采用32T千斤顶24台，100T千斤顶8台共同起吊下放。

（5）钢围堰A节段下沉过程中安排专人测量人员进行全程测量，保证下沉过程中均衡下沉，保证高差符合要求，下沉到位进行位置测量，保证位置符合设计要求。

第二阶段：
（1）拆除吊挂系统，将A节段视为安装平台，拼装B节段各单元，B节段安装完成后，安装第二道支撑。

（2）围堰吸泥下放过程中，当连通器高于实测水位时，采用水泵保持内外水位平衡，连通器低于实测水位时打开连通器，关闭水泵，利用连通器保持围堰内外水位平衡。

（3）围堰下沉使用2台φ250mm和1台φ420mm直管吸泥机吸出围堰内淤泥、泥沙及砂砾石，配备弯头吸泥机辅助吸出刃脚斜面下泥沙。

直管吸泥机的清基顺序是从围堰中部开始，逐渐向围堰内壁移动吸泥，弯头吸泥机吸泥时，注意弯头不要直接对着刃脚与岩面的接缝长时间地吸泥，以免将刃脚处的堵物吸走，引起涌水翻砂。

注意吸泥机和砂石泵要在围堰四周均匀布置，保证围堰均匀平稳下沉。

河道基床以砂砾层为主，钢围堰下沉过程中，需要跟踪测量，如发现顶面不平则应查明原因，如注水调平，如注水难以调平衡时，可能是河床不平，且有个别部位阻力较大，钢围堰无法顺利下沉，应派潜水员探明情况，以舱内混凝土配重、吸泥及配置长臂挖掘机2台28米开挖辅助下沉等综合施工方法。

（4）钢围堰从加工制作及成品出厂前均由监理站及监理工程验收完成，符合要求后进入下一道工序施工，节段拼装完成后，经监理站与项目部共同验收完成，符合设计要求后，现场签认钢围堰质量验收检查记录表。

四、双壁钢围堰下沉质量控制
钢围堰下沉过程位置偏差控制尤为重要，因此在钢围堰下沉过程中采取了相应措施，确保下沉过程中位置偏差较小，符合设计要求。

在原有设计控制偏差基础上增加围堰下沉偏位加强措施，从一定基础上加强了偏差控制质量。

（1）首节段围堰下沉如何保持同步
A节段钢围堰下沉采用人工操作32T千斤顶24台，100T千斤顶8台共同起吊下放。

为消除下沉过程中围堰失衡情况出现，配备专业指挥人员进行统一指挥，操作人员统一听令进行操作，以下沉5cm为一个行程，过程中配置2个专人进行行程测量及监控，并配备专业测量人员过程中进行围堰顶部标高测量，确保下沉过程中围堰始终处于平衡状态。

（2）增加施工过程全方位测量控制
钢围堰下沉过程中安排专人测量人员进行全程测量，设置观测点和仪器跟踪，避免围堰偏位，尤其钢围堰的偏位累积很难校正。

下沉前，应在围堰上下游一定距离和两岸陆地上设置全站仪观测点，用于控制围堰长短方向双壁钢的的下沉定位。

在钢栈桥平台设置水平位移监测、竖向位移监测控制点，与钢围堰相对应位置同样监测控制点，每次下沉一阶段进行平台及钢围堰偏位监测，存在偏位及时纠正，始终保证围堰位置符合要求。

（3）增加钢管柱增强偏位控制
钢围堰A节段下沉到位后，拆除吊挂系统，拼装B节段各单元，并在外侧设置φ630钢管柱，每个角设置2根钢管柱，每根长度20米，共设置8根，并采用槽钢进行内外连接保证稳固，确保B节段下沉过程中有效控制钢围堰偏位。

结束语：杭埠河双壁钢围堰在施工过程中经受了水压力的考验，且施工效率较高、围堰结构安全可靠，相对于同类结构而言，且回收节约成本支付，施工方法是切实可行的，实践证明，该结构具有较高的安全性和较好的经济性，可为类似工程双壁钢围堰的施工提供很好的借鉴经验。

参考文献：
[1]吴代生.深水裸岩河床条件下无封底双壁钢围堰的设计问题与施工风险控制[D].重庆交通大学.2016.
[2]李险峰深水基础双壁钢围堰水上平台下沉施工工法[J],铁道建筑，2005（12）：24-26.。