梁恩穎

（貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

雙壁鋼圍堰施工具備工藝簡單、質(zhì)量易控制的特點(diǎn)，可應(yīng)用于深水坑施工中，其適用性、安全性較高，在橋梁主墩承臺(tái)施工中應(yīng)用廣泛。雙壁鋼圍堰施工要點(diǎn)及核心工藝的相關(guān)研究，為復(fù)雜環(huán)境下橋梁施工提供了新的技術(shù)方案。

1 雙壁鋼圍堰施工技術(shù)簡介

研究發(fā)現(xiàn)，雙壁鋼圍堰施工技術(shù)類型豐富，已有多位學(xué)者進(jìn)行了研究。覃早等在對后拉纜氣囊法水下施工方案的可行性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在充氣密實(shí)狀態(tài)下通過氣囊入水操控，能夠降低操作成本。但是，該工藝采取單向后拉纜的方式操控，在水流湍急的施工條件下難以進(jìn)行，與此同時(shí)，氣囊充氣后入水速度緩慢導(dǎo)致施工速度難以控制。梁新禮等在研究中對鋼圍堰現(xiàn)場拼接后整體下放工藝要點(diǎn)進(jìn)行了分析，指出雙壁鋼圍堰施工可縮短施工時(shí)間，但水流阻力會(huì)影響施工進(jìn)度，且增加施工不安全性。黃鳳莉等在相關(guān)學(xué)者的研究基礎(chǔ)上，提出借助起重機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分段懸吊拼接的方式，將鋼圍堰轉(zhuǎn)移至施工平臺(tái)，隨后精準(zhǔn)定位以實(shí)現(xiàn)對施工的精準(zhǔn)控制，該措施能有效提高項(xiàng)目對水流沖擊能力的抵抗性。但是單獨(dú)應(yīng)用該方案，缺乏近端控制技術(shù)，過分依賴操作人員技術(shù)水平，且操作時(shí)間過長，很難實(shí)現(xiàn)施工效率、施工精度同步控制的目的。由此可見，探索一種應(yīng)用范圍廣且兼顧施工效率、精度的雙壁鋼圍堰施工技術(shù)，有重要應(yīng)用價(jià)值。

該文對某橋梁工程雙壁鋼圍堰施工案例進(jìn)行了分析。該項(xiàng)目選用懸吊拼接和導(dǎo)向滑輪結(jié)合的方案施工，并重點(diǎn)分析導(dǎo)向裝置控制、圍堰懸吊分節(jié)拼裝、分階段拼裝、內(nèi)支撐設(shè)置、首節(jié)下沉著床、封底混凝土等核心工藝及其技術(shù)要點(diǎn)。

2 工程概況

某大橋?yàn)檫B續(xù)剛構(gòu)箱梁結(jié)構(gòu)，公路等級(jí)為二級(jí)，通航等級(jí)為Ⅳ級(jí)，總長370 m，上部結(jié)構(gòu)采用（90+160+90）m剛構(gòu)箱梁+（1×30 ）mT梁，兩側(cè)為重力式橋臺(tái)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，1#、2#的主墩承臺(tái)采用整體式結(jié)構(gòu)。

該項(xiàng)目結(jié)合工程主橋承臺(tái)特點(diǎn)，充分考慮現(xiàn)場施工條件、水文特征、地質(zhì)狀況，擬定非洪水期施工，選用雙壁鋼圍堰工藝進(jìn)行1#、2#主墩承臺(tái)施工。主墩圍堰厚度為1.3 m，1#墩和2#墩最大圍堰水深分別為11 m和20 m，封底混凝土厚度分別為2 m和4 m，倉內(nèi)混凝土灌注誤差±5 m。1#墩圍堰和2#墩圍堰長度分別為（6+6+3）m=15 m和（6+6+6+6）m=24 m。橋墩圍堰的整體布置狀況如圖1所示。

圖1 橋墩圍堰總體布置圖（mm）

3 雙壁鋼圍堰關(guān)鍵技術(shù)方案及施工步驟

圖2為雙壁鋼圍堰技術(shù)的具體施工流程。

圖2 雙壁鋼圍堰的具體施工流程

3.1 圍堰工作平臺(tái)拼接及材料要求

工作平臺(tái)包括分配梁、連接桿、鋼管樁等，現(xiàn)場拼接。鋼管樁直徑12 mm，長12 m，分配梁尺寸型號(hào)2HM 588 mm×300 mm。項(xiàng)目施工嚴(yán)格執(zhí)行圖紙要求，將樁基作業(yè)平臺(tái)拆除，在中線位置借助鋼護(hù)筒設(shè)置拼裝平臺(tái)，借助工字鋼和鋼護(hù)筒完成圍堰拼裝平臺(tái)的基礎(chǔ)連接和支撐[1]。

3.2 圍堰懸吊下沉裝置及導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)置

3.2.1 懸吊下沉裝置技術(shù)要點(diǎn)

下沉裝置由千斤頂、扁擔(dān)梁、鋼絞絲等構(gòu)成，分配梁鋼板型號(hào)為800 mm×25 mm，千斤頂為穿心式液壓千斤頂。吊裝需由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員操作，嚴(yán)格遵循施工參數(shù)要求，以千斤頂將圍堰轉(zhuǎn)移至指定位置[2]。

3.2.2 圍堰下沉拼接技術(shù)要點(diǎn)

分段加工后驗(yàn)收，并將鋼圍堰轉(zhuǎn)移至施工現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場拼裝。

在鋼圍堰現(xiàn)場拼裝的過程中如發(fā)現(xiàn)水平方向或垂直方向誤差，采用切割方式確保誤差段符合設(shè)計(jì)要求，焊接時(shí)，需采用滿焊工藝進(jìn)行施工，并間隔1 m加焊加勁板[3]。

3.2.3 導(dǎo)向裝置技術(shù)要點(diǎn)

以I22b工字鋼和16#槽鋼進(jìn)行圍堰導(dǎo)向裝置的組裝，并于圍堰上游設(shè)置4個(gè)限位器，下游設(shè)置3個(gè)限位器，上游護(hù)筒方向利用滑輪設(shè)備與水流的共同作用將其下沉至固定位置。對應(yīng)的限位器上設(shè)置滑動(dòng)軌道并預(yù)留3 cm孔隙，確保導(dǎo)向施工順利完成[4]。

3.3 圍堰下沉與著床的施工關(guān)鍵技術(shù)步驟

鋼圍堰施工中下沉和著床是關(guān)鍵工序，合理控制工藝參數(shù)，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)下放指標(biāo)和內(nèi)支撐參數(shù)，提高工程安全性。

3.3.1 首節(jié)圍堰的下沉施工

完成首節(jié)圍堰安裝，驗(yàn)收懸吊系統(tǒng)。借助千斤頂將首節(jié)圍堰吊裝轉(zhuǎn)移到拼裝平臺(tái)5 cm區(qū)域，并觀察螺紋鋼的受力狀況。首節(jié)鋼圍堰與水面齊平后，檢查圍堰滲漏性情況，并復(fù)核首節(jié)鋼圍堰尺寸是否達(dá)標(biāo)，確定其定位是否準(zhǔn)確，以為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。為便于后續(xù)施工安裝，需保持鋼圍堰高出水面5 m，并在首節(jié)鋼圍堰灌注混凝土后，使其高出水面2 m。

下沉過程中，鋼圍堰達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止下沉，詳細(xì)檢查刃腳并做好記錄，留檔備案。下沉鋼圍堰至指定位置完成封底。該項(xiàng)目標(biāo)高226.1 m處設(shè)置連接孔。水位超出圍堰位置后停止施工。施工中核查有無變形，確保各項(xiàng)指標(biāo)合規(guī)[5]。

3.3.2 其余節(jié)段接高施工

安裝首節(jié)圍堰后，標(biāo)記后續(xù)節(jié)段，第二節(jié)圍堰轉(zhuǎn)移到拼接平臺(tái)進(jìn)行安裝，采用掛籃內(nèi)外壁工作平臺(tái)完成相關(guān)操作，搭建施工垂直梯。焊接需保障密實(shí)度，避免滲漏，圍堰安裝時(shí)需交錯(cuò)進(jìn)行，以保持整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。施工過程中需將底節(jié)艙水抽出，并嚴(yán)格控制艙內(nèi)水位，對圍堰水位做好標(biāo)注和記錄。

施工完畢后，繼續(xù)進(jìn)行圍堰下沉和著床，標(biāo)記好具體位置并精準(zhǔn)測繪。施工中需確保持平衡，嚴(yán)密監(jiān)測下沉作業(yè)指標(biāo)，確保作業(yè)質(zhì)量，防止出現(xiàn)偏沉。利用定位平臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)將不同節(jié)段圍堰連接，確保施工過程中兩個(gè)節(jié)段同時(shí)收緊，以維持整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并保障兩個(gè)節(jié)段同步下沉、著床[6]。

3.3.3 內(nèi)支撐設(shè)置施工

接高工序完工后需在圍堰上部1 m處進(jìn)行內(nèi)支撐的安裝。內(nèi)支撐鋼管底部位置設(shè)置30 cm工字鋼組成的牛腿，并將其與圍堰牢固焊接在一起。施工中需確保內(nèi)支撐與圍堰軸線水平相一致，避免出現(xiàn)偏壓影響整體結(jié)構(gòu)，確保施工順利進(jìn)行。

3.4 封底混凝土施工

3.4.1 材料要求

封底混凝土是雙壁鋼圍堰施工技術(shù)中的重要工藝環(huán)節(jié)。水下封底具備良好的流動(dòng)性，施工中需保持坍落度小于20 cm，并將砂率控制在45%?；炷练忾]前，需認(rèn)真核對沖刷狀況，并確保刃腳縫隙無滲漏。

3.4.2 封底前的基礎(chǔ)處理

該項(xiàng)目施工中，1#墩下沉至標(biāo)高前，須由專業(yè)潛水員下沉，進(jìn)行水下情況的詳細(xì)核查，并完成混凝土縫隙的封堵，確保施工工藝指標(biāo)合規(guī)。封堵完成之后，需清理淤泥。采用拋石法對2#墩施工并進(jìn)行底層封閉，確保其達(dá)到預(yù)計(jì)高度值，并在觀測中確保河床與圍堰底部之間密切結(jié)合無縫隙，避免影響后續(xù)混凝土澆筑環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量[7]。

3.4.3 封底混凝土的澆筑

成功搭建施工平臺(tái)后，布設(shè)水下混凝土導(dǎo)管。該項(xiàng)目共計(jì)混凝土導(dǎo)管22個(gè)，每組導(dǎo)管有5根?；静荚O(shè)原則如下：

（1）布設(shè)半徑約5 m，水下混凝土澆筑中需確保導(dǎo)管全部覆蓋。

（2）為提高防滲效果，需于鋼圍堰內(nèi)外壁均勻布設(shè)導(dǎo)管，并以混凝土嚴(yán)密澆筑。

（3）合理控制布設(shè)導(dǎo)管與鋼圍堰外壁間距，以混凝土可自由流動(dòng)為宜，確保其可充分固結(jié)。

封底混凝土澆筑采取四周向中間澆筑的方式進(jìn)行，詳情如下：

（1）完成下游導(dǎo)管的布設(shè)施工，下游導(dǎo)管共5個(gè)。

（2）連續(xù)完成混凝土封底，如在封閉施工環(huán)節(jié)存在未顧及導(dǎo)管的現(xiàn)象，可采取連續(xù)澆筑的方案進(jìn)行補(bǔ)充，需于施工中核對工程詳情，確保每根導(dǎo)管施工時(shí)間的間距小于半小時(shí)[8]。

3.5 雙壁鋼圍堰拆除

3.5.1 雙壁鋼圍堰水上切割

結(jié)合工程實(shí)踐，該項(xiàng)目未拆除承臺(tái)頂面標(biāo)高下雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)，待枯水期完成剩余部分的拆除工作。按照拼裝結(jié)構(gòu)將每層圍堰分為16個(gè)單元箱并逐個(gè)分解，每部分單元箱體重約10 t，采用逐層拆除的方案。為消除安全隱患，施工中使用氧氣乙炔切割，摒棄傳統(tǒng)吊裝方案減少施工風(fēng)險(xiǎn)[9]。

3.5.2 圍堰起吊

起吊工程中需重點(diǎn)控制參數(shù)，吊裝環(huán)節(jié)尤其注重鋼圍堰平衡，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性傾覆。吊裝需保持吊點(diǎn)位置對稱，最后單元吊裝后，潛水員及時(shí)查看水下情況并將固定螺栓取出。吊裝作業(yè)中，現(xiàn)場需由專業(yè)人員進(jìn)行觀察，確保施工順利并保障周圍人員安全。施工過程中需嚴(yán)密觀測受力點(diǎn)狀況，如果發(fā)現(xiàn)突發(fā)狀況，及時(shí)停止施工并妥善處置，調(diào)整完畢后方可繼續(xù)。起吊后，需將圍堰平緩置于平臺(tái)上并轉(zhuǎn)運(yùn)到岸邊[10]。

4 結(jié)論

綜上所述，該文以某連續(xù)鋼構(gòu)箱梁、T梁組合整體式主墩臺(tái)鋼圍堰項(xiàng)目施工為例，對導(dǎo)向裝置控制、圍堰懸吊分節(jié)拼裝、分階段拼裝、內(nèi)支撐設(shè)置、首節(jié)下沉著床、封底混凝土等核心工藝及其技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了基于優(yōu)化雙壁鋼圍堰施工的設(shè)計(jì)方案、施工要點(diǎn)。實(shí)踐結(jié)果證實(shí)：

（1）導(dǎo)向滑輪與懸吊拼接技術(shù)，相較現(xiàn)有方案，能有效減少拼接時(shí)間，提高了施工過程抵抗水流沖擊的能力，降低了對工人的依賴度，實(shí)現(xiàn)了施工精度、施工效率的雙重提升，工程穩(wěn)定性明顯改善。

（2）按照先樁后堰的順序進(jìn)行施工，鉆孔施工環(huán)節(jié)，需在施工平臺(tái)上安裝雙壁鋼圍堰，通過對施工工藝參數(shù)及核心指標(biāo)的精準(zhǔn)控制，以提高結(jié)構(gòu)整體安全性。

（3）智能化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對圍堰水下作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)掌握水下混凝土封底、圍堰分節(jié)拼裝工序詳情，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水文環(huán)境、土質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)因素并發(fā)出預(yù)警，針對不穩(wěn)定性因素加強(qiáng)處置，項(xiàng)目施工效果好，橋梁主墩承臺(tái)施工質(zhì)量突出。