深水钢围堰下沉施工关键技术

深水钢围堰下沉施工关键技术

王志忠

广西路桥工程集团有限公司一分公司

【摘要】大桥的桩基与钢围堰施工质量的高低，将直接导致整个桥的建设工程的质量，大桥建设的各环节中，深水钢围堰下沉施工具有一定的难度，本文将分析深水钢围堰下沉施工的关键技术，并且以某建设工程为实例，提出了一套具体的解决方案，旨在加强工程的建设质量，并且为同行业在解决类似问题时提供参考。

【关键词】深水钢围堰；下沉施工；关键技术

1.前言

道路桥梁是国家经济发展、人民正常生活的基石，诚然，桥梁建设质量的高低对于保障正常的交通秩序、国民经济的健康发展具有不言而喻的重要性，高标准的桥梁建设是相关建设单位不懈的责任。深水钢围堰下沉施工是桥梁建设的关键环节，其施工质量的好坏直接导致整个桥的工程质量，相关的桥梁建设单位应结合实际的建设情况，认真研究分析深水钢围堰下沉施工所需的关键技术，加强对建设过程的控制，使得桥梁建设质量得到良好的保障。

2.工程概述

2.1工程简介

某大桥桥型的设计采用双索面双塔钢箱梁斜拉桥，总共的长度为1040M，南北向设计为引桥，引桥周边的水深约为36m，其中水深最大为约40m，其距离北岸大提约349m，水的流速平均约为1.8-2.2m/s，对于主桥的索塔应用的是双壁钢围堰大直径钻孔桩复合基础，对于双壁钢围堰，其内径30m、壁厚1.6m、外径33m、钢围堰高度约60m，对于圆形承台，其高约5.9m、直径30m、承台顶面高程约-3.23m。承台下采用18根直径为3m的钻孔灌注桩设计，相邻两桩柱之间的中心距约为6m。

2.2工程建设的地质环境状况分析

该大桥的主桥周围的河床宽度约为1650m，其中，河床最薄的地方距离主桥的北侧，厚度约为8m，主桥的地理位置位于I级阶地及II级阶地，第四系覆盖层厚度约24m，另外，基岩紫红色粉细砂岩并且里面夹杂一些疏松砂岩、杂色砾岩、粉砂质粘上岩，根据各种岩石的松软程度，其中杂色砾岩较软、紫红色粉细砂岩为软质岩、其余的岩石松软程度最高，对于这种及软的岩石，其受力的变形程度大，承载力很差；其次，在大桥的主桥建设的区域，其河床的岩石结构变形程度较小，岩石层地下很少有裂隙、没有相关的断裂层，总之，整个主桥区域的岩石结构完整性较好；在桥的建设过程中的主要的地质问题为：桥基的稳定性受到了北侧岸坡及河床冲刷的影响程度较大，其中粘上质粉砂岩以及疏松砂岩对主桥的桥基的影响程度较低，在建设过程中需要充分考虑这类影响因素。最后，在大桥的主桥建设区域内为负地形，其高程幅度范围一般在-0.3—-6m，其中，最低的高程约为-23m。在主桥的建设区域，粉细砂岩作为墩基桩端的主要承受力层，其比例在主桥区域内占大约85%。

2.3钢围堰的设计

钢围堰有10节，重量分别在110-120t范围内，低节最大重量在200t左右，首节重量为175t高度约8m，在10节的钢围堰中，其中1-7节的壁体内浇筑的是混凝土，8-10节注水，钢围堰采用的是锚锭的方式完成。在主桥的桥墩区域，在枯水期水深有约20m，施工按照深水钢围堰设计，由于在建设的过程中受到很多可控与不可控的因素的影响，同时，在建设工程的上游不远处有光缆以及在工程的建设时期还需要保证正常的通航，导致整个的施工难度颇大。

3.工程的总体施工方案

根据施工现场的具体环境，钢围堰由相关的设计制造单位负责设计制造、拼装，采用大型浮吊以及水上移动平台进行下沉施工，第1-5节钢围堰为整体吊装施工方案，相关钢围堰的设计制造、拼装单位将单节钢围堰拼焊成整体，然后浮运到相应的桥墩处用350t浮吊将整体吊装就位，注水下沉至河床面[1]，从第6节开始，采用大型空压机对施工范围内的河床吸泥施工，并且浇灌填芯混凝土的方式下沉，直到钢围堰的下沉深度达到设计标准，同时，从第6节起的施工过程中，采用散拼工艺方式进行施工。

4.深水钢围堰下沉施工的关键技术

4.1第1-5节钢围堰整体拼装施工

（1）钢围堰拼装平台设计；在施工中，采用三艘中大型的船舶拼装在一起组成一个大型的钢围堰拼装平台，为了平衡大型平台，采用注水的方式向船舱内加水将船舱调平，以期增加大型平台的稳定性，另外，将船上的甲板上面的有关的墙板进行割除，以增加平台的平整性。图1显示的是钢围堰拼装平台设计。

（2）合理选择350t浮吊的起重吊钩；采用导向船对钢围堰的下沉位置进行精确的定位后，首节钢围堰就可以采用浮吊吊方入水，本工程中，浮吊的采用的是350t的浮吊，其是由7个吊钩组成，其中1个主钩、4个副钩及2个小钩，同时，采用4个副钩同时起吊的方式来实现对整体钢围堰的起吊工作，4个吊钩均匀对称的分布在浮吊的相关的位置，并且吊钩设置了4个吊点，这样总共有16个可选择的吊点。

（3）实施整体吊装单节钢围堰；当相关单位在水上平台上对有关的钢围堰拼接成功后，采用浮运的方式将整体的钢围堰运至起吊下沉位置，将350t浮吊移动至平台旁的相应的位置处，将吊钩与整体钢围堰的相关位置相连接来起吊钢围堰，当整体钢围堰起吊到一定的高度后，将拼装平台移走，浮吊向前移动适当的位置，然后，在导向船的指引下，精确定位钢围堰的下沉位置，进行下沉准备，在钢围堰的整个起吊下沉的过程中，要有经验丰富的人员进行现场的指挥，要保持4个吊钩在起重过程中的相对平衡及同步性，防止受力不均，而导致相关事故的发生，在钢围堰的下沉过程中，每下沉一定位置，则需要检查下沉位置的偏移状况以及吊钩的受力平稳状态。

4.2钢围堰吸泥下沉

在工程的施工过程中，采用3台空气吸泥机同时配置3台空压机，采用设计在钢围堰壁上的4个大小适合的小孔进行补水，这样平衡由于吸泥而导致的钢围堰内外而产生的压力差，过程中，3台空气吸泥机吸泥分别在钢围堰内的不同的区域取土，其出土的速度一般在80m3/h-100m3/h[2]。

（1）钢围堰取土；在钢围堰内的取土，一般采用的是“先中间后周边”的原则并且保持取土的对称性，这样能够使得在钢围堰内的泥面形成中间的凹陷，然后，有中间向四周放射，进而，保持钢围堰下沉的平稳性。

（2）钢围堰纠正下沉偏差；在进行吸泥施工过程中，需要及时的了解掌握钢围堰下沉过程中的各个状态，若发现偏差应该及时采取相关的措施，予以纠正，保证整个下沉过程的平稳进行，首先，根据实际情况随时的调整钢围堰下沉的垂直度与下沉的精确位置，若要使得钢围堰在下沉的过程中向某一个方向偏移，则应在钢围堰的偏移方向相对的方向进行吸泥，使得钢围堰发生一定程度的倾斜到适当的位置，然后，在采用均匀的方式吸泥，使得钢围堰的下沉位置得以纠正。

4.3浇注钢围堰舱壁混凝土

根据钢围堰下沉的实际参数，选择适当的时间进行混凝土浇注，目前，钢围堰舱壁混凝土浇注方式主要采用的是普通导管法水下混凝上浇注施工工艺，该方法施工起来较为简便，但需要注意两个方面的问题：一，浇注的导管不采用法兰连接，应采用快速接头导管，二，在浇注顺序上，除了特殊要求外，应采用对称跳舱方式。

5.总结

深水钢围堰下沉施工质量的高低对保证桥梁建设质量至关重要，相关的建设单位应根据实际情况，认真研究相关深水区桥梁建设的关键技术，确保高标准、高质量的完成桥梁建设任务。

参考文献：

[1]刘伟.深水钢围堰下沉施工关键技术[J].石家庄铁道大学学报.2013，5

[2]吴泽生，解军，姚红梅.安庆长江公路大桥主墩特大型深水钢围堰下沉施工[J].安徽建筑.2007，3