浅覆盖层锁口式套箱围堰施工技术

浅覆盖层锁口式套箱围堰施工技术

代冉洪

代冉洪,中铁大桥局第五工程有限公司

摘要：锁口式套箱围堰施工技术在东新赣江特大桥河床覆盖层较浅的情况下运用于水中墩施工，面临了很多技术上的难点。本文总结了这项技术的适应条件，技术特点，分析了其施工的可靠性、经济性及发展前景，提供了浅覆盖层锁口式套箱围堰施工技术的施工工艺和施工经验。

关键词：锁口式套箱围堰浅覆盖层

1.工程概况

新建向塘至莆田铁路工程是江西省规划建设的省重点工程，其中由中铁大桥局承建的南昌枢纽XPJX-2标—东新特大桥东新赣江特大桥，为全线最长的桥梁工程，其中36#~63#墩位于赣江水中。

2．浅覆盖层锁口式套箱围堰施工

2.1适应条件和构造特点

东新赣江特大桥水中墩采用浅覆盖层锁口式套箱围堰施工，此套箱形式新颖，使用方便，适用于比较松软的浅覆盖层且大部分承台低与覆盖层表面的施工地理环境。由于水上施工环境复杂，施工工艺往往会根据实际情况做适当调整，所以必须严格要求施工队伍按照设计图纸及施工工艺施工，才能确保止水的效果。

浅水锁口套箱围堰的主要特点：1、运用了以往锁口式套箱围堰的优点：避免了以前整体套箱起吊下沉的宠大施工设备，大大地简化了其内支撑结构，采用了锁口套插化整为零的施工方法。安全性能更高，材料成本投入却大幅度降低。2、对锁口围堰的模板的上端和底端进行钢板加强，方便振动锤夹着模板插入河床的覆盖层内，减少清除覆盖层的工程量。符合桥梁设计“安全，适用，经济，美观”的审美标准。

浅水使用的锁口式套箱围堰的设计参考了锁口式套箱围堰和钢板桩的特点，结合了类似于钢板桩的可插打性和锁口式套箱围堰的模板的锁口拼装形式，其主要结构如下：

1、模板模板需要保证足够的强度、刚度、稳定性和扭曲强度，模板的顶端和底端需要加强钢板方便插打。

2、锁口有足够的强度和刚度、更重要是能有效止水。在施工中可通过对模板的调节来达到对垂直度的要求；

3、内支架与整体式下沉套箱围堰的内支架相比，可以适当地简化其结构，因其不需要整体吊装。

4、模板安装的导向结构在模板下插过程中能有效控制模板的垂直度。

2.2施工流程

1、做好施工准备工作

提前在修配厂按照套箱围堰设计图纸制作导梁和全套模板。并对生产出来的全套锁口套箱围堰进行出厂验收。

2、测量放线，在钢护筒上焊牛腿。

同一平面上每个钢护筒焊接1个牛腿，牛腿平面高差要少于５mm。牛腿在施工中，考虑到钢护筒插打的偏差，所以牛腿一般会比设计长5厘米左右。测量组放线安装导梁后再割除多余部分，确保围堰内壁比承台大0.5M，方便围堰内承台立模板。

3、平台拆除

在水位稳定的情况下，拆除现有的钻孔平台，测量组复测牛腿平面及里程位置。

4、搭设上（下）导梁及内支撑

对上（下）导梁牛腿抄平，安装上导梁（测量组放线）并与牛腿焊接定位，安装内斜撑，内斜撑与钢护筒相抵触，割除多余钢护筒。导梁按设计图与内斜撑焊接成一整体。

５、第一次下插模板并合拢

在模板插放前，在导梁上先放出每块模板的位置，避免在模板安插过程中出现累积负误差，允许出现20ｍｍ以内的允许正误差，以保证合拢的精度。

模板插放顺序应根据水位及流速的具体实际情况来决定，如水流速较大，拟先下放上游的第一块角模板，在保证其水平位置及垂直度符合设计要求后，再分南北两侧交叉地从上游往下游插放，其合拢位置应设在下游模板处。

6、第二次插打模板

使用振动锤夹着围堰模板，按照先后顺序将每块模板插打到设计要求位置。由于模板比较大，需要点动使用振动锤，避免振动锤用力过大对模板造成破坏。

7、清除覆盖层、抛填粗砂和砂袋。

在套箱内使用吸砂泵或抓泥斗将围堰内的覆盖层控制到封底设计标高后，铺一层砂袋，以确保浇注水下砼的质量；围堰外侧覆盖2m左右，再抛填一层砂袋作为模板的护脚，防止冲刷。

8、布置导管，准备水下封底。

1）检查导管的接缝密封情况，共采用２套导管。

2)铺设脚手板，留出安装导管位置。

9、水下封底砼的灌注

1)每斗砼需检查质量是否良好，其主要包括如下几个方面：坍落度、和易性、泌水性。坍落度须控制在18～22.0cm之间，但应根据砼的泌水情况作适当的调整。

2)灌注顺序是根据导管的布置顺序进行，并且应对称、交错灌注。

3)整个砼灌注过程中，须避免砼的任何一个接头面出现初凝现象，以确保砼的整体性。

4)为确保砼的灌注质量，实验室应提前做好配合比试验，以便给施工提供依据。

5)砼灌注过程中，应加强测量工作，以确保整个围堰内的封底砼标高满足施工设计要求。

10、套箱止水

在模板锁口部位使用混凝土灌注在锁口部位的2[14内，为了避免“封口砼”被河水冲刷，最好先套用彩条布编成的长袋子，里面用PVC管浇注砂浆砼，这样既可以止水，又可以在拔除时节省人力和机械设备。

11、封底处理

待封底砼达到设计强度90%后，抽干围堰内的水，将高出的封底砼凿除，布置排水沟及汇水井。

12、割除设计桩头标高以上的钢护筒,安装下导梁内斜撑。见止水实际效果图：

13、进行承台及墩身施工。

14、用振动锤夹紧套箱围堰模板直接拔除，拆除套箱围堰。

2.3施工的重点和难点

1、河床覆盖层浅，锁口围堰无法抵抗施工封底砼时产生的水平推力。如利用围堰充当承台模板，增加的拉杆数量将非常之多且不方便锁口式套箱围堰的拆除。为了解决这个问题，该围堰长宽设计均比承台尺寸大1m，在围堰内部另外增设承台模板，并设计足够的拉杆来消化模板的侧压力，不让施工承台混凝土时产生的外力作用于锁口围堰模板上。避免胀开围堰模板产生裂缝渗水。而施工封底砼所产生的水平推力则由在围堰外部填砂来解决。由于封底砼的厚度并不高，产生的水平推力有限，外侧填砂的数量并不大。而且采用填砂的方式来取代拉杆的设置，不但减小了潜水员水下施工的作业量，还为水中墩施工完毕后围堰的拆除，节约了时间。开快了施工进度。

2、河床覆盖层浅，导致模板无法直接插入到设计标高位置，需要借助于振动锤的插打，在模板的底端单独加工一块可拼装的锥型模板，减小模板插入的阻力。振动锤插打的过程中，需要吊机吊着振动锤垂直向下缓慢插打，确保模板向下插入的过程中均匀受力。

3、加强封底的过程控制。封底前，必须仔细检查锁口式围堰的内壁和围堰内桩基护筒的外壁泥土是否已经清理干净，不能夹泥。在围堰内河床表面覆盖一层沙袋，并且采用多点均匀灌注的方法，避免开盘时砼对河床的冲击并把松动的覆盖层表层泥土积压到边角，形成渗水带，封底时还要不时检查砼的塌落度，看水下混凝土的流动性是否满足灌注要求。要勤测封底厚度，尽量保证封底砼的平整。

4、锁口的止水是锁口式套箱围堰的一个关键技术。锁口砼施工质量的好坏直接影响围堰的止水效果。其原理和灌注水下混凝土大同小异。一般使用PVC管插入锁口止水槽的底部，一直接到锁口止水槽的外边，并用绳子捆住最底部的PVC管，方便拔管。将拌好的混凝土灌入管内，一边灌混凝土，一边慢慢的抖动PVC管，并向上拔管，一直灌注到最高水位标高以上即可。

封锁口的过程中，需要在PVC管外套一层彩条布，避免水中混凝土离析和受到风浪的冲刷。锁口槽与锁口止水混凝土被彩条布隔绝，减小了阴阳锁口之间的摩擦力。在拆除围堰模板的过程中，可直接使用振动锤将围堰模板轻松拔除，减小拆除围堰模板的难度和缩短拆除时间。

3．小结

对浅覆盖层锁口式套箱围堰施工技术根据现场施工的实际情况作了部分调整。在施工过程中，克服了覆盖层浅的施工难点，较好的达到了止水要求。不但大大提高了生产效率，减少了水下施工作业量，而且降低了施工难度，节约了大量的人工、机械、材料费用，取得了良好的社会效益和经济效益。

锁口式套箱围堰总布置图：