PAGEPAGE潮汐環(huán)境中大型超重雙壁吊箱圍堰施工技術(shù)1.引言xx鐵路xx江特大橋跨越xx江入?？?，99#主墩位于主航道，水深24～29m，基礎(chǔ)采用12根Φ2.5m鉆孔樁，橫橋向分3排布置，每排4根。承臺尺寸為21×14.8×5m，底面高程為-9.235m，墩位處河床面高程-25m，漲潮時最高水位+4.5m，退潮時最低水位-1.5m，漲落潮時水流速度達3m/s。承臺施工采用圓形雙壁吊箱圍堰方案，圍堰外徑28.4m，內(nèi)徑26m，高18.4m。側(cè)艙為雙壁鋼結(jié)構(gòu)，寬度為1.2m，在高度上分為5節(jié)，底節(jié)高6m，其余4節(jié)每節(jié)高3m，同時每節(jié)又按450弧角分為相同的8片，拼裝時焊接成整體。為節(jié)約鋼材，圍堰底板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，板厚0.4m。為減少單次封底混凝土方量，減少鋼筋混凝土底板的自由長度，同時為圍堰懸吊及下放系統(tǒng)提供下部吊點，圍堰內(nèi)在橫橋向設(shè)置了2根鋼筋混凝土主隔梁，縱橋向設(shè)置了5根次隔梁，將整個圍堰分成10個隔艙。主隔梁高3m、寬0.5m，次隔梁高3m、寬0.3m，隔梁中埋置型鋼扁擔，用作吊點。圍堰懸吊系統(tǒng)上部由縱、橫支承分配梁及鋼護筒組成，下部通過φ32mm精軋螺紋鋼筋懸吊于主、次隔梁預埋的型鋼扁擔上，共設(shè)23個吊點?？v梁（順橋方向）長18米，共計4組，每組由6片單層貝雷梁組成，均設(shè)在鉆孔樁鋼護筒頂上。橫梁（橫橋向）共3組，設(shè)在縱梁頂上，每組由4Ⅰ56組成。吊箱圍堰自重為1290噸（縱、橫支承梁及封底混凝土重量未計）。圍堰結(jié)構(gòu)簡圖見圖1。50#墩吊箱圍堰自重及外形尺寸巨大，所處水文條件復雜，施工難度大，故能否解決好該圍堰在施工的各個環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的技術(shù)難題，是xx江特大橋主墩基礎(chǔ)施工成敗的關(guān)鍵。2.本工程吊箱圍堰施工的特點及難點2.199#主墩設(shè)計的吊箱圍堰外形尺寸大，高度高（一般吊箱圍堰高度在10m以內(nèi)），為節(jié)約成本，使圍堰自重大（如采用鋼底板，則自重僅為300余噸），故施工時圍堰懸吊及下放系統(tǒng)的規(guī)格需大幅提高，增加了圍堰下放難度。2.2墩位所在位置水深流急，且處于潮汐環(huán)境中，每天漲潮落潮各兩次，每次漲落潮的時間及水位高度各不相同，漲落潮時流速快，且水流方向隨漲落潮而變化，使圍堰所受的水流沖擊力、浮力在不同時間經(jīng)常變化。因為浮力時時變化，在圍堰下放過程中不能利用圍堰自浮這一有利因素，增加了施工及圍堰抗浮難度。2.399#主墩位于通航孔中，水上混凝土工廠及施工棧橋均不能設(shè)置，封底時混凝土運輸需通過船舶，同時為了避免鋼筋混凝土底板一次承受全部封底混凝土重量而破壞，故在進行圍堰封底時需分隔倉分次進行。3.鋼筋混凝土底板現(xiàn)澆及第一節(jié)圍堰拼裝3.1鉆孔樁施工完畢后，拆除鉆孔樁施工平臺，拔除所有平臺支撐鋼管樁。鉆孔樁護筒在高程+3.5m處順橋向開槽，以便穿入由2Ⅰ56型鋼組成的現(xiàn)澆底板支撐縱梁，縱梁共4組。縱梁下面鋼護筒壁上焊鋼板加勁肋，以防鋼護筒局部受力失穩(wěn)?？v梁上面設(shè)置6組2Ⅰ45橫梁，橫梁上鋪設(shè)Ⅰ20分配梁，分配梁間距75cm，上面鋪設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土板底模，在底模上綁扎鋼筋，并在主、次隔梁及圍堰側(cè)艙內(nèi)、外壁處預埋由鋼板焊制成的“丁”字板，同時將底板鋼筋與主、次隔梁鋼筋焊連，從而使圍堰底板同主、次隔梁及側(cè)艙連接成剛性整體。澆灌底板混凝土時，應注意先澆灌鉆孔樁周圍即圍堰中間部分，再澆灌圍堰四周圓弧部分，且應對稱澆灌。3.2在底板上拼裝第一節(jié)6m高圍堰。首先，根據(jù)設(shè)計位置在底板上準確測量放樣，并作出醒目標志。利用浮吊對第一節(jié)段的八塊雙壁鋼圍堰從上游開始兩側(cè)對稱吊放，按事先放樣位置初步調(diào)整定位后，在圍堰節(jié)段底部與側(cè)面用角鋼等設(shè)置臨時支護。所有節(jié)段安裝完成后，對拼成整體的圍堰接縫吻合狀況、整體形狀、平面位置及垂直度進行檢測、調(diào)整，驗收合格后，使用型鋼將各節(jié)段與底板預埋件或鋼護筒之間進行暫時固定、支撐。組織足夠電焊工對第一節(jié)段拼接縫進行全面、對稱施焊。在拼裝第一節(jié)圍堰的過程中，可同時接高鉆孔樁護筒至高程+9.0m處。3.3第一節(jié)圍堰拼焊完成后，在底板混凝土的主、次隔梁位置進行鑿毛處理，然后扎鋼筋、立模板澆灌混凝土主、次隔梁，隔梁高3m，采用C40混凝土。澆灌前在隔梁上預埋下放吊點及承重吊點的Ⅰ36扁擔梁。主、次隔梁同側(cè)艙連接處預埋Ⅰ36型鋼，型鋼一端埋入主、次隔梁，一端伸入側(cè)艙，并在伸入側(cè)艙部分澆灌錨固混凝土，錨固混凝土高3m。同時，將底板預埋的“丁”字板同側(cè)艙壁焊接，使底板、側(cè)艙及主、次隔梁之間形成剛性整體。4.圍堰下放4.1在接高的鉆孔樁護筒頂焊制懸吊縱梁支承專用牛腿，在護筒內(nèi)用[20焊制十字撐，以保證護筒局部穩(wěn)定性。在護筒頂安裝懸吊縱梁，縱梁共4組，由6片單層貝雷梁組成。貝雷梁在護筒頂支點及圍堰下放吊點處，均需用[10在豎向進行加強。貝雷梁連接處設(shè)特制花窗，將6片貝雷梁聯(lián)成整體。4.2在貝雷梁頂安放由4Ⅰ56組成的橫梁，橫梁共3組，可先僅安放橫橋向?qū)ΨQ中心線處的那一組。在貝雷梁頂及中心線處橫梁頂安裝下放吊點系統(tǒng)，下放吊點共13個，其中主吊點8個，主吊點上部分配梁位于貝雷梁頂面，下部扁擔梁錨固于主隔梁上，中間吊桿采用4根φ32mm精軋螺紋鋼筋；下放次吊點共5個，次吊點上部分配梁位于橫梁頂，下部扁擔梁錨固于次隔梁上，中間吊桿采用2根φ32mm精軋螺紋鋼筋。吊點結(jié)構(gòu)詳見圖2。4.3根據(jù)圍堰自重計算出每個吊點所應承受的力。根據(jù)計算，第一節(jié)圍堰下放時主吊點所承受的最大力為112噸，次吊點所承受的最大力為63噸，故確定主吊點采用200噸千斤頂起頂，次吊點采用100噸千斤頂起頂。千斤頂使用前，應經(jīng)過檢校，并確定分級起頂級數(shù)及相對應的油表讀數(shù)，制成表格貼在每臺千斤頂控制油泵上面，以方便操作。為避免千斤頂動作不同步造成單個吊點受力過大，影響圍堰下放安全，圍堰在起頂及下放時應將千斤頂串聯(lián)。如實際情況確實達不到串聯(lián)條件，則千斤頂起頂及回油時，一定要分級進行，統(tǒng)一指揮，信號清晰，操作工人操作保持協(xié)調(diào)一致。圍堰起頂前要對所有可能阻礙起吊的障礙物進行檢查、清除，準備工作完成后，13個吊點同步起頂，將圍堰整體起吊10cm后靜置1～2小時。在起吊及靜置過程中，要安排專人在圍堰的懸吊縱、橫梁處及圍堰內(nèi)主、次隔梁處觀察，發(fā)現(xiàn)異常立即停止作業(yè)，分析原因并處理好后再進行操作。將圍堰頂起后，擰緊起吊吊點下分配梁上的螺帽，浮吊配合卷揚機拆除圍堰底板下面的縱橫分配梁，并清除護筒上一切有可能阻礙圍堰下沉的障礙物。哭4.潮4衣圍堰底板下面門拆除頓的何Ⅰ鳳5異6詠縱梁，可倒用翼作上部懸吊系植統(tǒng)的橫梁。橫折梁安裝完畢后逼，在護筒上安號裝用于遮蓋混哄凝土底板同護苗筒之間空隙的針鋼環(huán)，讓鋼環(huán)嚴隨同圍堰一同確下沉。圍堰下漲沉利樂用撿1歡3酬個下放吊點進次行，首先將千煌斤頂上方扁擔癥梁上的精軋螺習紋鋼的螺帽松胡開，千斤頂油漸缸伸邀出序12c著m峰，再將上扁擔受梁上的螺帽擰舌緊，千斤頂統(tǒng)諷一分級起頂，搭在起頂過程中縣注意觀察，當丟吊點下分配梁宅的螺帽松動后燦，即保持千斤偏頂油壓，擰松握下分配梁的螺眉帽，在螺帽與筆分配梁中間插裁入魂5騰塊麥由尿2c翅m恢厚鋼板制成著的站“霞U托”例形板（其作用蔥是保證每個吊慨點每次下沉的性量相等），然旱后將第一罵塊申“斑U直”港形板抽掉，千柔斤頂統(tǒng)一回油瘦，使圍堰整體嶺下惱放姥2c傍m拌，如此循環(huán)，享將圍堰下族放繪3拉m麗。估4.乳5蹈第一節(jié)圍堰在儉入水前，為防盼止水流沖擊對街圍堰平面位置局的影響，應在排承臺四角的四禁根鉆孔樁上設(shè)狠置圍堰下沉限尸位及導向裝置知。限位及導向洗裝置由型鋼及守鋼管樁焊制而蟲成，一端同鉆鹽孔樁鋼護筒焊據(jù)連，一端同圍奏堰側(cè)艙保持照約扯2c鄙m謀的間隙，以抵賀抗圍堰受水流秩的沖擊力，保兵持圍堰平面位欠置及垂直度準見確無誤?；?.恥6搶因墩位處每天改受潮汐影響，沙使圍堰所受的押浮力經(jīng)常處于侵變化之中，最獲高潮同最低潮醬之間圍堰所受瘡的浮力相巾差抄50該0用余噸，故圍堰森下沉時無法利誓用自浮下沉。霧為了保持圍堰暈內(nèi)外及側(cè)艙內(nèi)耽的水位時刻保戚持一致，確保筍圍堰下沉時的剃安全，我們在錢圍堰底節(jié)設(shè)置孔了餐6束個由教φ行30c際m征鋼管制成的連潛通管。計4.原7遣第一節(jié)圍堰下仇放央3仔m急后，在其上拼喪裝、焊接第二瓦節(jié)圍堰，依照桶前述方法使圍由堰繼續(xù)下沉，送并用精軋螺紋糟鋼筋連接套接援長吊桿，直至歷圍堰下放到位窗。應注意在高屑程蔬-2.0購m扇處設(shè)置第二排盤連通管，以確骨保在進行封底革混凝土澆灌時吧內(nèi)外水位一致兆。為承受圍堰頑下放到位后自沫重及封底混凝蘿土重量，縫除終1申3閑個下放吊點外答，在上部懸吊刻系統(tǒng)的另外兩慌組橫梁上，還鼻增設(shè)臣了旬1柜0才個承重吊點，鄰增設(shè)的吊點同捉下放次吊點結(jié)滋構(gòu)形式一樣，殿圍堰下放過程段中，增加吊點危的吊桿需同步頌接長。5.圍堰封底水5.職1決封底方案詠圍堰下放到位提后，根據(jù)計算哪的各吊點的力烘，用千斤頂隆將頸1爽3部個下放吊點納及頌1純0弊個增加吊點的黨吊桿緊固。根齡據(jù)計算，圍堰蜂總的封底厚度蓮設(shè)計化為嶄3淋m覽。由于圍堰底循板是鋼筋混凝慌土板，且底板放下無懸吊分配揪梁，為防止封鞭底混凝土將底營板壓壞，我們速決定采用分次室分隔倉封底方戚案。第一次封胡底厚度碧為拜1掀m堅，封底順序為寒先中帝間貌4襯個矩形隔倉，至后四周剃的賠6混個扇形隔倉，其對隔倉封底時膨應對稱進行，憲此部分封底連線續(xù)進行。等第鵲一次封底混凝憑土達到設(shè)計強共度后，再進行響第二驢次莊2捕m育厚封底，第二膚次封底同樣是婦先封中沉間波4擊個矩形隔倉，源但周懷圍泉6脹個扇形隔倉內(nèi)疾的混凝土需等罷待中間隔倉緣內(nèi)非2枯m呆高混凝土達到下設(shè)計強度后再予封，否則會造具成第一次封底躲混凝土在承臺紛四個角樁處的雹拉應力過大而紀破壞。鄰5.且2第封底過程中應早注意的事項汽5.2.碼1歉封底前，應安羨排潛水員下水謝檢查底板及側(cè)訂艙情況，重點嚇要檢查鉆孔樁棄護筒同遮蓋鋼充環(huán)的密封情況斑。對護筒與鋼部環(huán)之間的空隙劈，應用麻袋內(nèi)閱裝輪水泥、砂及碎貨石混合物封堵練。對封底范圍確內(nèi)鋼護筒上的莖鐵銹及泥污等鍛，應安排潛水香員用鋼刷清除耽干凈，以保證裁封底混凝土同垮護筒壁之間有血良好的粘結(jié)力廈。同時將底節(jié)核圍堰所設(shè)置的棚連通管進行封幕閉。勿5.2.濃2罵圍堰內(nèi)因設(shè)置紹了隔倉，故局由部地方鋼護筒究同隔梁之間的噴空隙較小，在羊水下混凝土澆趙灌過程中，此諸處應勤量測，密必要時在此處預布設(shè)導管，以趴確保封底厚度狼滿足要求。賤5.2.樂3勞封底開始的時鎮(zhèn)間不能選擇在淹漲潮或落潮流豬速最大時，應犁盡量選擇在漲辮落潮之間的平漠潮時間，否則霉由于水流過快追，在鋼護筒與狗底板之間的縫圾隙中水沖擊力匠很大，有可能猶將堵縫的麻袋披沖掉，或者水融流將封底混凝購土的水泥沖洗償?shù)簦斐煞獾准?。?gòu)5.2.抬3材在封底過程中羞，如發(fā)現(xiàn)存在間混凝土面上升遠速度同澆灌方鼠量不吻合的異虜常情況，應安姨排潛水員下水諷檢查，看護筒糠同底板間的鋼圾環(huán)及麻袋是否晉被水沖開，查吵明原因，及時衛(wèi)采取處理措施撤。鳳5.2.貧4級墩位處由于潮地汐影響，水流既中攜帶大量的巧泥沙，故在第豎二次封底前，南應對第一次封越底混凝土表面喂進行吸泥處理負，并安排潛水央員下水檢查，勝確保第一次封則底混凝土表面可無泥沙及松散鈴碎石等雜物，蒜以免影響封底虹質(zhì)量。針5.2.誼5證圍堰內(nèi)封底完劍成后，在側(cè)艙裁內(nèi)澆惡灌目6枕m緩高的水下混凝