汪 涛， 李 云 川， 陈 杨

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

云龙湾大桥位于成都市天府新区，为南北走向，基本与锦江正交，该桥全长1 119 m，一跨跨越锦江江面，主跨跨度为205 m，为成都市第一大跨度自锚式悬索桥。主桥上部结构采用先梁后缆的施工工艺，主梁施工需要在河道内施工临时桩基和临时钢支架。锦江宽160 m，水深1～2 m。

原施工方案为围堰填筑形成基坑，再对基坑抽水、清淤和修筑道路，在河底进行桩基和钢支架的施工。为确保施工进度，最终将施工方案优化为筑岛围堰，在陆地条件下进行桩基和钢支架的施工。

桩基和钢支架施工需要大型机械设备，筑岛围堰施工方案能提供很好的拼装和吊装平台，解决现场拼装场地问题。筑岛围堰施工简单灵活，能广泛地运用在浅水宽阔的河道中施工。

2 筑岛围堰方案的确定

典型围堰河底施工具有的优点：围堰土石方填筑量相对较少。缺点:①河床面以下淤泥层较厚，且河床面很不规整，河床地质情况复杂，临时桩分散且多，清淤、修筑大型机械专用道路和抽水需要花费较多工期和资金。②围堰填筑需要外购大量的防渗材料。③施工工序较多、工期长。④河道临时涨水翻堰后，基坑内施工区域的处理繁琐，恢复生产时间较长。⑤河床上施工存在施工设备和人员被水淹的风险，施工安全风险较高。

筑岛围堰陆地施工具有的优点：①筑岛陆地施工不需要考虑河床地质情况，不用清淤、修筑专用施工道路和抽水，可以节约工期和资金。②筑岛可以节约防渗材料。③工序简单，操作性强，工期短。④河道涨水翻堰后，只需进行简单处理，短时间便可投入生产。⑤现场开挖的土石方可以全部用于筑岛，可以及时解决外运问题。⑥筑岛在陆地条件下施工，施工设备和人员安全风险较低。⑦在筑岛围堰上桩基和钢支架的施工很便捷。缺点:筑岛填筑土石方量较大。

经对上述两方案的优缺点进行分析，同时对锦江河道河床情况、工期、可行性、安全性、经济性和现场实际情况进行比选后认为：筑岛围堰更适合该工程施工。

3 筑岛围堰的施工和运用

3.1 筑岛围堰的设计与施工

3.1.1 筑岛围堰的布置

筑岛分两期进行，河道北岸段为一期筑岛，河道南岸段为二期筑岛。一期筑岛围堰侵占河道宽度为120 m，过流宽度为40 m。一期筑岛上部的桩基和钢支架施工完成后，将一期筑岛拆除过流，拆除后的土石方用于二期筑岛围堰。

3.1.2 筑岛围堰高程的确定

结合该工程规模及工期，筑岛设计选择的导流标准为枯水期5 a一遇。根据水力学原理，分期导流围堰的水流状态随纵向筑岛围堰的长度l和上游水深D而不同，可分别按照宽顶堰流和明渠流处理。其流态界限划分按以下原则进行：

(1)当l/D>10时，按照明渠流处理；

(2)当l/D=2.5～10时，按照宽顶堰流处理。

经对上游水位进行估算，枯水期上游水位高度在2 m以内，流态划分暂按D=2 m考虑，分期导流计算方式界定如下：

分期导流：l/D=50/2=25>10，按明渠流计算。

(3)明渠流的计算。

不过水围堰堰顶高程H为分期设计洪水的静水位与波浪爬高、堰顶安全加高值及水位壅高值之和。即：

H=h+d+δ+Z

式中H为不过水围堰堰顶高程(m)；h为设计洪水静水位(m)。束窄河道洪水位根据下列明渠流公式近似计算：

A=(2b+m1h+m2h)h/2

式中Q为设计流量，m3/s；A为过水断面面积，m2；C为谢才系数；R为水力半径，m；X为湿周，m；i为水面比降，根据设计资料取0.000 8；n为糙率，根据河床特性取0.025；b为河道底宽，m；m1、m2为边坡系数；d为波浪爬高，波浪爬高与风速、水深、吹程等要素有关，该工程所在地枯水期风速较小，水深较浅，河道宽度不大，可不考虑波浪爬高；δ为安全超高。根据规范要求，5级不过水土石围堰堰顶安全加高下限值为0.5 m，心墙式防渗体应为0.3～0.6 m，取δ=0.6 m；Z为束窄河床水位壅高(m)。束窄河床上游水位壅高Z可按照以下公式进行计算：

Wc=bc·tcp

式中v0为 行进流速，m/s；g为重力加速度，取9.81，m/s2；φ为流速系数，矩形围堰取0.8；vc为束窄河床平均流速，m/s；Wc为收缩断面有效过水断面，m2/s；bc为束窄河段过水宽度，m；tcp为河道下游平均水深，m/s。

经对束窄河段及上游水位壅高进行计算，最终对一期导流与二期导流水位进行确定：结合滨江步道高程，两期筑岛围堰总体高度取围堰顶高程458.14 m。

3.1.3 筑岛围堰的结构设计

筑岛采用岸边主桥基坑开挖的普通土石填筑，顶部大型设备出场道路利用30 cm厚砂砾石加强，筑岛顺水流侧面利用开挖出的大块石方做防冲护面。

3.1.4 筑岛围堰的稳定性验算

采用圆弧法对筑岛围堰进行抗滑移验算。

K=∑(Wicosαitgβi+cli)/∑Wisinαi

Wi=γ×bi×hi

式中Wi为土料自重，kN/m；γ为堰体填土的容重，根据《简明施工计算手册》取压紧后的碎石土容重γ=19 kN/m3；bi为土条宽度，取1 m；hi为滑移面各土条高度，m；αi为土条地面中心的法线(过圆心)与圆心的铅直线间的夹角；βi为土石的内摩擦角，砾石土料内摩擦角参考含粘土卵石料，取25°；c为土石的粘聚力，砾石土料粘聚力参考含粘土卵石料，取10 kPa；li为土条沿滑动弧面的长度，m。

经计算，筑岛围堰抗滑安全系数K值为4.68。

根据设计规范，4～5级土石围堰K值不小于1.05，故满足要求。

3.1.5 筑岛围堰的施工

筑岛围堰填料直接利用开挖的土石料，水下部分采用装载机配合渣车直接抛填；水上部分首先清除软弱覆盖层，然后进行填筑施工，采用振动碾逐层进行碾压，对于局部无法碾压到的部位采用手扶式振动碾进行碾压。

3.1.6 筑岛围堰的拆除

水上筑岛围堰拆除时，将堰体高程降低至施工时段水位以上50 cm处，其余部分与水下围堰一同拆除。水下筑岛围堰拆除时，首先从堰脚开挖筑岛两侧的土石方，再纵向拆除。北岸筑岛围堰拆除料可作为有用料用于南岸筑岛围堰的填筑。

3.2 灌注桩桩基施工

该工程桩基采用旋挖钻机在筑岛围堰上钻

孔，桩基全部采用水下灌注混凝土施工作业。河道内淤泥较厚且筑岛围堰层无法利用旋挖钻孔工艺成孔，故最终选择钢护筒护壁。由于是陆地条件施工，桩基具体施工工艺和质量控制与常规灌注桩施工一致。

3.3 钢支架的安装与运用

钢支架比较密集，工程量较大，鉴于其本身施工面较窄，通过筑岛形成陆地给支架的拼装和安装创造了很好的施工条件。在筑岛围堰上钢支架的拼装有很大的操作空间，而且大型吊装设备在筑岛围堰上吊装局限性较小，可以通过减少吊距、选择较小的吊装设备节约造价。

4 结 语

该工程的实践证明：筑岛围堰不仅能节约造价和工期，而且还具有很好的安全性和操作性。最重要的一点是能将水中施工条件的各种困难转化为常规及简单成熟的施工工艺，可为今后类似的浅水宽阔的工程施工提供借鉴。