陈翔

【摘 要】在近几年来，我国的经济文化水平得到了飞速的发展，在交通道路建设方面取得了实质性的进展和突破，为了打造水陆相交的通道，进行架桥建设已经成为了大部分建设者考虑的主要方案之一。桥梁进行双壁钢围堰施工是目前该领域研究比较热门的话题，本文通过对八步至昭平二级公路昭平县绕城公路工程马滩大桥深水低桩承台双壁钢围堰制作、下沉、封底施工工艺的介绍，总结了在深水条件下采取先桩后围堰法进行双壁钢围堰施工的技术要点，对于采用双壁钢围堰施工深水低桩承台基础的类似工程具有一定的借鉴意义。

【关键词】桥梁；水下承台；双璧钢围堰；施工技术

中图分类号： U445.556 文献标识码： A 文章编号：2095-2457（2018）06-0268-003

【Abstract】In recent years， Chinas economic and cultural level has been developing rapidly. Substantial progress and breakthroughs have been made in the construction of traffic roads. To build a land-water intersection， bridging has become a major part of construction. One of the main programs considered by the people. The construction of double-walled steel cofferdams for bridges is currently a hot topic in this field. This article has produced and developed a double-walled steel cofferdam for deep-water low-stake piles of the Matan Bridge of Zhaoping County Ring Road Highway from 8 to Zhaoping. The introduction of the construction techniques of the sink and back cover summarizes the technical points for the construction of the double-wall steel cofferdams by adopting the first pile and the rear cofferdam method under deep water conditions， and it is similar for the similar projects that use the double-wall steel cofferdams to construct the deep water low pile foundations. Certain reference significance.

【Key words】Bridge； Submerged bearing platform； Double concrete steel cofferdam； Construction technology

0 前言

由于我國东南部及沿海地区的水资源丰富、江湖河流较多河，在进行交通道路建设时首要考虑进行水上桥梁的建设，鉴于目前在水上桥梁工程建设所吸取的经验和实际工作考量，桥梁工程桩基、承台在深水区作业，我们更多的采用双壁钢围堰施工技术，可以更好的避免工程发生事故和增强它的稳定性。本文结合了八步至昭平二级公路昭平县绕城公路工程马滩大桥主桥承台的施工建设从桥梁双壁钢围堰施工技术谈一些粗浅的认识。

1 桥梁工程概况及双壁钢围堰施工方案概述

1.1 工程概况

该项目“马滩大桥位于八步至昭平二级公路昭平县绕城公路工程路线的起点路段，桥梁起终点桩号尾K0+044.8～K0+503.35，中心桩号为K0+274，角度90°，桥长458.55m，全桥平面大部分位于直线段，只有东岸有一部分位于缓和曲线内，桥面行车道宽9m，两侧设1.75m人行道，全桥全宽12.5m。。桥梁跨径布置为2×16m（西岸引桥）+60m+2×100m+60m（主通航孔桥）+4×25m（东岸引桥），其中主桥为预应力混凝土连续箱梁，西岸为现浇钢筋混凝土板梁，东岸为预应力砼T梁。桥桩基础为冲孔灌注桩，共计47根，累计长度1493米。桥位位于昭平县城桂江的马峡峡口、马滩摊尾，桥梁跨越桂江。”桥位于通航的河道上，在施工中既要满足通航宽度，又要保证通行交通安全，根据广西壮族自治区水利工程管理局发《关于马滩大桥防洪评价报告预审意见的函》（水管函[2012]46号）文要求马滩大桥主桥“承台宜埋设入河床面以下”，见桥型布置图（图1）我们结合具体的设计方案和详细的细则进行深入的分析和探讨。

1.2 双璧钢围堰施工方案概述

根据图纸及施工现场情况，主桥的4个主墩承台均为置于水下3.3m～8.4m处，1#、4#墩桩基采用填土围堰方案施工，承台采用沉井方案施工，2#、3#墩位于主河道，水深较深，采用先桩基后双壁钢围堰方案进行施工。先桩基后围堰施工方案是一种平行施工组织模式，桩基施工和围堰制作可平行作业，施工周期相对较短。

马滩大桥的2#、3#墩桩基通过搭设水上钻孔工作平台进行钻孔桩施工。水中桩基施工结束后，拆除水上钻孔平台，利用6根桩基钢护筒及原钻孔平台4根钢管桩作为基础，搭设钢围堰的拼装及悬吊下放平台，对钢围堰进行的拼装和下放。

2 双壁钢围堰的设计与制作

2.1 双壁钢围堰的设计

马滩大桥2#、3#墩承台设计为六边形，设计尺寸为14.6m长×7.0m宽×3.5m厚。双壁钢围堰设计为2个半圆加1个矩形，两端对称的半圆内壁半径3.6m，内腔长15.9m，内腔宽7.2m（内部尺寸比设计承台平面大20cm，以防止钢围堰下沉偏位所造成的影响），壁厚1.0m，钢板为Q235B厚10mm。桥区施工期常水位为53.9m，承台底标高45.5m，围堰封底厚度为2.0m，封底砼底标高为43.5m，即钢围堰底标高确定为43.5m，则钢围堰顶标高为55.5m，比施工常水位高出1.6m。双壁钢围堰平面图见（图2）。

钢围堰的结构型式为双壁空腹式，由内外壁板、水平环板、水平横撑、壁板竖肋、隔舱板等组成，钢围堰的底部设置成刃脚形状。刃脚高2.0m，刃脚内灌注C25水泥混凝土。所有壁板及刃脚壁板和焊接段采用10mm厚钢板，竖肋采用L100×100×10mm的角钢；水平环板采用厚16mm，宽200mm的钢板；水平环横撑采用L75×75×8mm的角钢。钢围堰内共设置2层内支撑，采用φ630×8mm的钢管作支撑，内支撑主要考虑不影响后续承台施工。

双壁钢围堰是深水基础施工一种重要的临时挡水结构，承受主要荷载包括静水压力、动水压力、波浪力等。根据基施工过程中荷载变化特点，按照最不利工况计算，该钢围堰的抗浮稳定性、面板受力、竖肋受力、斜杆受力、隔舱板受力、抗滑移、抗倾覆、面板变形等计算均满足要求。

2.2 钢围堰的制作加工

为减少现场块件拼装工程量，加快块件拼装进度，在满足现场起重设备起吊要求情况下，将钢围堰竖向分成2节（首节高度7.0m和尾节高度5.0m），水平方向分成4块（直线块和半圆块），分块单元最重为28t。钢围堰的制作步骤：放样——下料加工——水平框架制作——内壁板焊接——外壁板焊接——安装吊耳。

分块钢围堰制作时要求：水平横撑角钢和水平环板与内外壁板间应密贴焊牢。应避开隔舱板一定距离的位置切分，隔舱板与壁板、角钢间焊接要密实，防止舱间漏水。加工制作完成后要做煤油浸透试验：先用水将白石灰调成石灰浆，均匀涂刷在焊缝一侧，等石灰浆变干后再用煤油涂刷焊缝另一侧，观察石灰浆是否被浸透变色来检查焊缝是否有穿透性小孔，以保证钢围堰的水密性。

钢围堰分块制作加工完成后，对其进行试拼，检查其块与块之间吻合情况，合格之后用平板驳船运至马滩大桥2#、3#墩位现场进入下一步工序的施工。

2.3 钢围堰的拼装及下放

2.3.1 河床找平

为便于双壁钢围堰平稳着床，水上钻孔工作平台拆除后，在围堰范围内进行找平。用测绳在2#、3#墩的围堰位置进行水深测量。根据河床标高情况，对3#墩采用水上抛填砂砾的方法，抛填范围可比钢围堰外缘大2m左右，用安置在平板驳船上的长臂挖掘机对砂砾面进行整平；2#墩围堰位置部分河床标高超过围堰底标高，采用安置在平板驳船上长臂挖掘机对超高部分河床进行挖掘，对低于围堰底标高的河床进行水上抛填砂砾。

2.3.2 钢围堰拼装及悬吊下放平台搭设

拼装平台：在外围的钢护筒及钢管桩外侧焊接钢围堰拼接支架，支架采用25b型号的工字钢，采用上斜撑型式。支架顶面标高设为54.5m。在拼装支架上放样出钢围堰的平面外侧轮廓线，并在线上焊制定位码子，以此控制首节钢围堰底端的平面位置。同时在61.5m标高位置的钢管外侧焊接限位架，用以控制拼装首节钢围堰的垂直度、圆顺度。

悬吊下放平台：在加高搭设的钢管顶上焊接双拼36b型号的工字钢作为下放支架，其两端设置钢围堰下放系统，系统由千斤顶、扁担梁、吊杆（φ32mm精轧螺纹钢）、螺帽组成。同时在平台上铺设木板以便作业人员操作。

2.3.3 首节钢围堰拼装及下沉

用履带吊把每块钢围堰吊装至指定位置，采用手拉葫芦牵引校正，最后逐块对称合拢，及时焊接内外壁板缝、水平环板、水平横撑、竖肋。首节钢围堰共设4处下放吊点，吊点设置在直线节块钢围堰的内壁上端。

正式下放钢围堰前，现场统一指挥，用悬吊系统首先将首节钢围堰提起3～5cm，然后对钢围堰上的吊点，吊杆上的螺帽，钢围堰的结构进行检查，查看是否正常。检查无误后把阻挡钢围堰下沉的部分拼装支架割去（剩余部分的支架作为限位架起竖向导向作用），通过千斤顶与吊杆上的2个螺帽相互交替把首节钢围堰下放入水。首节钢围堰入水自浮后，对称灌注刃脚混凝土，钢围堰下放水下约5m处将其临时固定，以便进行第2节鋼围堰的接高焊接作业。

2.3.4 钢围堰的接高和下放

将首节钢围堰锁定后，开始吊装尾节钢围堰，拼装完成后通过悬吊下放系统继续沉放钢围堰，沉放过程中，应注意向钢围堰的隔水仓内对称地灌入河水，直至钢围堰着床。为了解着床后的钢围堰底与砂砾垫层间的接触情况，用测绳沿着钢围堰外缘进行水深测量，根据测量结果对钢围堰外缘进行抛填砂砾以封堵围堰底部的空隙，防止封底时混凝土泄漏，抛填砂砾的高度约1m左右。

2.3.5 双壁钢围堰封底

封底混凝土采用一次性浇注，其浇注步骤：搭设浇注平台——安装储料斗及导管——混凝土生产及运输——封底砼浇注。

封底浇注施工平台在钢围堰上临时搭设，平台材料采用之前拆除的水上钻孔施工平台材料。导管按照纵桥向4排，每排3个点布设，共配置12根导管。故在钢围堰上纵向安装4道平台梁，每道平台梁由2根25b工字钢组成，工字钢之间用钢筋分3道焊牢，在平台梁上面铺设胶竹板以作人行通道。

平台梁安装完毕后，按照导管位置安装夹具梁、导管、储料斗，导管采用外径Φ273×9mm的无缝钢管制作。导管底口距离封底混凝土底面25cm左右。

围堰混凝土封底系大体积、大方量水下混凝土浇注，单个钢围堰的封底混凝土方量大约180m3，施工现场的混凝土拌和机生产能力为60m3/h，能满足混凝土连续浇注要求。考虑到封底混凝土，连续浇注时间长，需在混凝土中掺加适量的缓凝外加剂和粉煤灰以延长混凝土的初凝时间（混凝土初凝时间>12小时），增加混凝土的和易性、流动性及稳定性。封底混凝土运输用平板驳船装运罐料车至施工现场，再用吊车吊运混凝土进行浇注。

封底混凝土的设计厚度为2.0m，在浇注混凝土时按1.8m控制厚度，剩余0.2m作为抽水后承台底面的调平层。封底顺序为上下游同步对称进行，导管封口完成后，按规定时间进行及时补料，同一导管两次灌入混凝土的时间间隔控制在60分钟以内。

混凝土浇注过程中，安排技术人员随时对封底砼浇筑的厚度进行测量，以指挥工人下料。混凝土浇注临结束时，用测绳对围堰内侧周边、护筒周边及导管作用半径相交处等部位进行测量，发现标高偏低的部位可在其附近的导管上增加混凝土浇注量，力求封底混凝土顶面平整。

封底混凝土达到设计强度后，边抽水边完成剩余支撑。清理封底顶面时先在6根桩基钢护筒底部割一小口，让钢护筒内的泥浆排出后连同封底面的泥浆一同冲洗干净。然后对桩基钢护筒进行切割，割除到设计标高处。接着对封底顶面进行网点测量，根据测量数据补砼或凿除，随后可进入下一道工序承台的施工。

3 桥梁双璧钢围堰施工中的注意事项

制造钢围堰的钢料、焊条、焊丝、焊剂等主要材料均应符合设计文件和现行标准的要求并附有出厂合格证，必要时应作力学、化学及可焊性试验。

对焊接的要求、焊缝的检查等技术要求应满足规范有关的要求，焊缝尺寸除满足设计要求外，还应在焊缝处涂煤油作水密检查，若煤油渗到反面，则应将该处焊缝铲除，重新按规定复焊后，仍需作水密试验，合格后方可使用。

钢壳在水中靠灌水压重下沉，而在覆盖层中靠填充混凝土压重和堰内抽水取土下沉。

下沉到位的钢围堰，其钢壳的刃脚应全部稳妥地支立于基岩上，以保证清基和顺利钻孔。

4 结论

桥梁双壁钢围堰作为深水低桩承台施工的一种围水结构，具有结构稳定、安全可靠、经济实用、施工简便等优点，有利于加强桥梁系统的稳固性和实现高效率的建设。

【参考文献】

[1]陈光福.双壁钢围堰的施工技术[J].中国港湾建设，2002（6）：12-16.

[2]吴波.道路桥梁设计与施工[J].道路桥梁设计与施工，2012（03）：108-109.

[3]刘自明.桥梁深水基础[M].北京：人民交通出版社，2003.