李 建 国

(中铁十四局集团第四工程有限公司，山东 济南 250002)

1 概述

随着我国交通基础设施建设事业的快速发展，跨河、跨江大桥工程不断涌现，水下施工平台搭建技术逐渐得到推广，常用的有围堰施工法和栈桥施工法，其中围堰筑岛施工操作相对简便，成本较低，且有利于避免因水下施工造成水质污染，因而近年来得到广泛关注。随着围堰筑岛在桥梁工程中的广泛应用，其施工中的优越性成为桥梁工程施工进度与施工安全的重要影响因素。本文结合工程实例，对围堰筑岛施工流程及相关技术要点进行了详细阐述，期望能为同类工程提供借鉴。

2 各比选方案总体介绍

根据本单位的同类工程施工经验，拟采用以下两种方案进行三和特大桥76号～87号水中墩段下部结构的施工。

2.1 方案一：“钢栈桥+钢平台”方案

从小里程浚河河岸开始，在左幅桥边线外1.0 m处开始搭设钢栈桥至线路大里程左侧河岸(部分地段需考虑借地)做材料运输用，然后在墩位处搭设钢平台，墩位附近拓宽栈桥形成机械作业平台，按照水中墩施工方案进行下部结构施工；接桩头采用预下沉钢护筒法施工。

水中钢平台的搭设分为两个部分。钢栈桥和钢平台基础均采用φ630钢柱做基础柱，钢管柱顶上用双拼WH350型钢做承重梁，承重梁上采用工字梁或贝雷片做纵梁，横向用[30槽钢做分配梁，其面上加铺1 cm厚钢板，供车辆、设备行走及施工用。钢栈桥和钢平台需满足运输车辆行走及钻孔，下笼及灌注水下混凝土施工作业，考虑到水中桩直径和钻机重量作业面尺寸要求，所有钢平台净宽度为6.0 m，长需根据接入钢栈桥实际距离定。台面标高高出浚河洪水位0.5 m。

2.2 方案二：“全断面填砂筑路及填砂筑岛+钢板桩围堰”方案

结合现场浚河实际情况及水务部门要求，以及三和特大桥水中墩施工的需求和相关设计标高的制约因素，项目部经综合考虑，三和特大桥水中墩拟采用普通填砂筑岛围堰施工方法，平台外侧可根据需要适当施打25号槽钢加固。

3 各比选方案的优劣性

3.1 “全断面填砂筑路及填砂筑岛+钢板桩围堰”方案

参考《桥梁施工工程师手册》，三和特大桥76号～87号水中墩采用全断面围堰填砂法施工的优点在于快捷、方便、经济，场地也大，施工也好操作。同时考虑通过预埋过水圆管涵来解决上述浚河的排水进出问题，确保了浚河洪涝时的泄洪、排洪需求。

此方案又充分考虑了浚河排洪需求，属既全面又安全的三和特大桥梁跨浚河施工方法，对比“钢栈桥+钢平台”施工方案会更安全、可靠，同时考虑第一方案的施工难度及成本估算，故此方案为现场最优方案。

3.2 方案比选结论

本着安全，经济、方便的施工原则，经综合考虑，项目部决定采用“全断面填砂筑路及填砂筑岛+钢板桩围堰”方案作为三和特大桥下部结构跨浚河实施第一方案；“钢栈桥+钢平台”施工方案作为三和特大桥跨浚河实施第二方案。

4 三和特大桥筑岛围堰钢板桩支护施工方案

4.1 工程概况

1)三和特大桥桥址主要位于临沂市费县境内，起止里程为：DK157+228.397～DK168+706.692，全长11.48 km。桥址区海拔高程120 m～370 m，沟梁相对高差100 m～150 m，地势起伏较大，大部分地段覆盖层较薄，局部基岩出露，多分布有村庄、农田、林地，既有乡村道路通达，交通便利。主要跨越人工渠、浚河、预留104国道、塔城公路等河道和公路，分别采用(32+48+32)m连续梁、48 m简支梁、(60+100+60)m连续梁、(32+48+32)m连续梁跨越。

2)三和特大桥76号～87号墩(DK159+686.806～DK160+79.398)设计采用直径1.25 m的桩基础、2.5 m厚的矩形承台；75号～87号墩均采用32 m跨径的预制箱梁通过。

4.2 桥墩(76号～87号)地质情况

1)地层岩性。

上覆(3-7-3)中砂,地基基本承载力σ0=200 kPa,下伏(13-1-W2)灰岩,地基基本承载力σ0=800 kPa。

2)水文地质条件。

75号～87号位于浚河,地表水丰富,水深随季度不同,一般有水,水深0 m～4 m;地表水无侵蚀性；地下水具有侵蚀性。

4.2.1桥墩(75号～87号)承台基础尺寸、水面、河底、承台底标高

水中墩承台尺寸、水面、河底、承台底标高统计见表1。

表1 承台基础尺寸、水面、河底、承台底标高统计表 m

4.2.2桥墩(76号～87号)地质情况

水中墩地质情况见表2。

表2 三和特大桥76号～87号墩地质情况统计表

4.3 施工方案

4.3.1总体施工方案

三和特大桥76号～87号墩位于浚河,地表水丰富,水位随季度不同,一般有水,经现场实际调查，目前最大水深墩位为82号墩，水深3.67 m，原设计76号～87号墩基础施工采用单壁钢围堰方案。

经我方现场实际考查和比较，结合同类铁路工程项目施工经验，现采用填土(砂)筑岛围堰、钢护筒跟进、钢板桩支护施工方案。

4.3.2施工工艺流程

施工工艺流程如下：便道及平台筑岛、抽水→桩基施工→钢板桩插打围堰→基坑开挖、承台施工→墩身施工→便道及施工平台筑岛挖除。

4.3.3具体施工方案

1)在线路左侧填方修筑一条施工便道74号墩到87号墩，长425.31 m，顶宽10 m，边坡1∶1.5。

74号墩侧便道顶标高92.3 m，87号墩侧便道顶标高92.9 m。

2)各墩位沿便道右侧垂直线中方向筑岛，顶宽(长)等于基础宽(长)+10 m，边坡边坡1∶1.5。各墩筑岛几何尺寸见表3，表4。

表3 三和特大桥75号～87号墩筑岛几何尺寸表

3)便道采用边填筑边防的形式，坡底及便道顶下3 m采用格宾网箱抛石护底(坡)，网箱采用2 m×1 m×1 m的规格，网箱材质采用镀5%铝锌合金钢丝，方格大小为12 cm×15 cm。

填充料最好使用耐风化坚固密实的石料，不准施工风化石。填充石直径不能小于40 cm，且需有80%以上大于网孔径。

网格抛石上采用沙袋堆码至便道顶，防止冲刷边坡，堆码宽度比抛石宽度略大，堆码尺寸为3 m×1.5 m。

表4 三和特大桥75号～87号墩钢护筒跟进统计表

4)围堰完成后，对围堰进行抽水处理，围堰内面积18 690 m2，平均水深2.8 m，抽水约52 332 m2，因砂层渗水，抽排水需反复进行。

5)桩基施工采用钢护筒跟进法施工，护筒跟进采用振动锤法施工，护筒采用壁厚2 cm螺旋护筒，直径比桩径大20 cm，分节焊接跟进，单节2 m；因地质为回填(砂)土及淤质层，需设置导向架，导向架采用32a工字钢焊接，长宽为护筒直径，高度为1.5 m。

6)承台基础开挖采用拉森Ⅳ型钢板桩支护，钢板桩打至灰岩顶面，高出筑岛顶面不小于0.2 m，围囹采用双拼40a工字钢，根据基坑开挖深度，每2 m设置一道，支撑顶管采用630螺旋管。

7)墩基础施工完毕后，清除便道、筑岛及钢板桩，恢复河道原貌。

4.4 施工工艺及方法

4.4.1便道施工及筑岛方法

1)施工便道填筑采用砂加粘性土，拌合均匀后，集中运输至填筑区，土砂比例1∶2。

2)施工方法采用常规路基填筑施工方法，机械运输，推土机摊铺整平，压路机碾压。

3)便道填筑从两端开始向中间进行，即由74号墩和87号墩陆地开始，向中间部分进行，填筑不能直接向水中倾倒砂土，需顺坡送入水中，避免被水冲走或发生离析。填至水面以上时，需按每层不小于30 cm分层填筑，并使用压路机碾压密实，以合龙后不下沉，不塌陷为满足施工要求。

便道顶面铺级配碎石不小于20 cm，筑成单向坡，坡面朝向无筑岛侧，坡度不小于4%，利于排水。

筑岛顶面筑成单向坡或三面坡，坡面朝向无便道侧，坡度不小于4%，利于排水。

4.4.2便道边坡防护

1)抛前测量水下的地形。

在施工前进行测量水下的地形。

2)施工区域划分。

划分20 m(顺水方向)×10 m(竖直方向)的标准网格，再将网格分为上下两个半区，施工时，可按定宽的小区进行抛布。根据提前测量的地形，计算出每个网格的抛石数量。

3)测量、放样。

因抛石位于水中，需在对应的岸上设标志，以保证施工位置的准确。使用红外线测距仪进行测量，采用极限坐标法放出桩位，桩位距离小于5 mm。

采用先前方再后方交会的方法在附近岸上测设一点，放出施工基线。根据测设的已知点设立一条平行于抛区的正基线或不平行抛区的斜基线。在基线上放出各断面桩，且垂直于抛区长度方向。

4)钢筋笼。

钢筋笼尺寸为200 cm×100 cm×100 cm，镀5%铝锌合金钢丝制作网箱。网格间距为12 cm×15 cm。

5)填充料。

a.填充料必须符合设计要求。

b.石料应分层填筑，选择块径较大的石块码砌靠近石笼边部，再回填内部石块，必须分层填筑密实。

c.石料宜适当高出网箱，需用小碎石填塞空隙处以保证密实。

d.填充石料的表面应人工或机械整平，石料间应相互搭接。

6)网箱封盖。

a.封盖必须在顶部石料砌垒平整后方可进行。

b.在笼箱边框与封盖相交线位置，每相隔25 cm绑扎一道，且必须先使用封盖夹固定每端相邻结点后，再进行绑扎。

7)抛石。

机械主要采用挖掘机，25 t的汽车吊。人工配合吊车，将钢筋石笼抛投在网格中，人工乘坐船只在水下指挥抛投位置。

抛投时应按“先深泓后近岸，先上游后下游”的原则进行，不得欠抛，超抛厚度不得超过设计坡形1.0 m。一旦抛投结束后，应分析抛投结果，以便及时调抛投计划和定位位置。靠近坡脚槽部位时，可采用挖掘机进行抛投。

8)水下地形竣工测量。

抛石工程结束后，测量抛投区域及相邻的部分水域水下地形，按每隔20 m划分1个测量断面进行控制，测定抛投成果。

9)沙袋护坡。

沙袋在网箱抛石顶开始堆码，施工前用挖机进行刷坡，刷坡完成后先铺设1层彩条布，再进行沙袋堆码，沙袋堆码范围比网箱抛石范围大50 cm，沙袋第1层垂直于线路方向堆码，第2层沿线路方向堆码，以此类推，堆码至坡顶为止。

5 结语

通过采用填砂筑岛更好的解决了大跨度水中墩基础施工的相关技术的难题，大量解决人力机械功效，更经济，更环保，更有效率，技术安全性更好。