2011年8月上施工技术45 第40卷第346期CONSTRUCTION TECHNOLOGY
逆作式围堰在大粒径漂卵石河滩桥基施工中的应用 张中厚，张宝栋 （中铁二局由莆铁路指挥部，福建福州350700） 【摘要】以向莆铁路大棒溪台口特大桥3个处于分选非常好的大粒径漂卵石覆盖层的水中为例，根据城市地铁 施工原理及隧道的止水椎幕原理，将在该地质情况下原设计难以实施的插打销板桩图堰，改或施工工艺简单、投资 节约、安全性高、渗透水流量小的逆作式围骤。
依据实际的河床基岩面的情况，对3种类型的水力渗透模型进行了 渗透率理论计算，并据武指导施工，从而实现了3个水中墩基础高效、安全、简约地完成。
同时从逆作式围堰原理 出发，探讨了针对这种大粒径票卵石地质情况采用夯管技术、道作式筑岛、遵作式围堰与钢板桩组合的可行法。
[关键词]图堰；漂卵石：析基：逆作式 [中图分类号]U445：TU753.62[文献标识码】A[文章编号]1002-8498（2011)15-0045-03 Application ofReverse Cofferdam in Construction ofBridgeFoundation inFloodlandwith GreatParticleSizeofFloatPebbles Buopoeg Bueuz‘noybuouz Bueuz (Chins Railay Erju Co. , Ld. , Xiangtang-Patian Railwy Heodquares, Fuzhou, Faujian 350700, China) Abstract:Taking three in-water piers in the floal pebbles covering layer of particle size with good sorting for example, according to the urban subway construetion principle and tunnel water stopping curtain prineiple, the authors adopt the reverse coffedam of simple construetion craf, investment saving, high security and low permeability instead of steel sheet piles cofferdam of original desigs under the geological condition, which is diffcut for construetion.Acording to the actual situation of bedrock of riverbed, the authors caleulate theoretical permeability of three types of hydraulic permeability model, and provide the guidance to the construction so as to plete three in-water piers foundation effciently, safely and briefly. And also , from the principle of reverse cofferdam, pointing to the float pebles of great particle size geological condition, they diseuss the feasibility that it assembled ramming tube, building island by reverse method, reverse cofferdam and steel sheet piles. Key words:coflerdam; float pebbles; bridge foundation; reverse method 1工程概况大樟溪水流流向由左至右，与线路夹角86°。
大樟溪台口特大桥位于福建省水泰县葛岭镇台设计流量Q.=14000m²/s，设计水位H=28.73m， 口村风理尾，水泰洪山大桥下游1.5km、台口溪汇人设计流速V，=3.4m/s。
大樟溪台口特大桥15-17 溪面设。
桥址范围内地势较陡，以农田和树林为主。
11.5m，粒径约15-50em。
大桥斜穿葛岭镇台口村。
大樟溪岸边杂草稀少，有设计水中钻孔灌注桩采用钢护筒施工，水中承 岩石裸露。
桥梁起讫里程为FDK499+881.850一台大体积开挖采用钢板桩围堰施工。
通过对河床的 FDK500+614.655，全桥孔跨类型：2×24m简支T踏勘，发现桥位处经过地方筛砂石料后，覆盖粒径 梁+12×32m简支T梁+（48m+80m×2+48m）连15~50cm漂卵石，厚度约4~11.5m，分选性太高， 续梁+1×24m简支T梁，全长732.805m。
透水性强，钢板桩插打困难，施工难度大。
大樟溪台口特大桥平面、纵断面如图1所示。
[收稿日期]2011-02-042方案比选 [作者简介】张中厚，中铁二局向莆铁路指挥都总工程师，高级工程师，福建省丽州市水杂县基泉实馆350700，电话：（0591），水中墩承台基坑开挖考虑4种方案，进行比选。
E-mail;zhbou1965@ 163. 1)方案1插打钢板桩围堰（设计方案）。
由于
万方数据
46施工技术第40卷
管夯人至基岩面，再进行周边幕注浆，形成止水 幕，再进行基坑开挖。
此法最理想，属专业队伍自行 研发，设备自行制造，自主知识产权。
但专业队伍距 离工地跨几个省区，市场细分太窄，工地工作量又 小，规模不够，要价太高，成本上不经济。
平面经过以上安全性、经济性、工艺可靠性对比分 0析，决定选择逆作式围堰方案进行施工。
德外石层秒土、强风化层 银化水位线3渗流量计算分析
建立逆作式围堰的渗流量计算模型：将逆作式 b 剖面围堰简化为矩形心墙，并认为靠河水侧河床水位没 图1大樟溪台口特大桥15~17号墩地质示意有下降，与河面水位一致，逆作围堰穿过河床透水 Fig.1 Geological of the No.15 ~17 piers层。
查水力计算手册，卵石层渗水率远远大于黏性 施工区域漂卵石堆积厚度和粒径过大，钢板桩的插土，因此其渗流坡降可忽略不计，计算中不予考虑。
打很难打进，而且钢板桩施工造价高，插打时损耗很根据地质资料以及桩基施工中人岩情况，判断河床 大，况且不能保证成功，因此施工中不选择该方案。
基岩面高低不平，卵石层厚度不一，因此根据现场钻 2）方案2挖沉井抽排水。
漂卵石层粒径超孔灌注桩施作时探测基岩面的高差实际情况，建立 大，沉井下沉及平面位置难以保障，且漂卵石层分选3种逆作式围堰的渗流量计算模型进行渗流量的计 性太好，渗漏水量大，需要的抽排设备功率过大，且算，以验算围堰的可行性以及抽排设备能力的确定。
难以保证基坑不积水。
同时大量的抽排水会引起内1）模型1心墙底部穿过漂卵石层填筑至基岩 外水头较大压力差，形成管涌、流砂，基坑难以成型，（见图2a），主要分布在上游侧和福州端。
进面沉井周边压力不均衡，对沉井造成破坏，带来较心墙单宽渗水量计算： 大的安全隐患。
且下卧基岩面极不平整，高差太大，9=kH²-（H+a）²
28 沉井难以着床。
H+a 3）方案3逆作式围堰。
其原理取自于城市地9=ka1+2.3lg 铁施工原理及隧道的止水幕原理，传统围堰是从式中：k=0.05m/d，8=2m，H=8m,H=1m；两方程 河床面向上作，逆作式围堰是从河床面向下作。
目联立，解得：a=5.27m，9;=0.308m²/d。
前长臂挖掘机最大挖深可达18m，近年来城市地铁2）模型2心墙底部穿过漂卵石层填筑至砂土 热和房地产热，极大地刺激了长臂挖掘机的市场保层，砂土层厚约1m，透水性较好（见图2b），主要分 有量，同时将工艺复杂的插打钢板桩围堰方案简化布在福州端。
其中有心墙的部分渗水量9与“模型 为工艺简单的逆作式围堰。
此法简单可行，材料造1"情况相同，q=0.308m²/d。
心墙下的坝基为透水 价低，后续维护简单，围堰完成后防水效果好，安全层，按有压渗流考虑，其单宽渗流量： 性能高，渗水量小，节约抽排设备，不受基岩面平整q’=k T(H,-H) 度制约。
nl 4）方案4小型夯管法。
沿基坑周边使用小型n=1+0.87T/l 夯管机，利用漂卵石之间的缝隙将带注浆孔的小钢式中：k,=100m/d,7=1m，H,=8m，H,=1m,1=8= 蔡土心墙河床线草士心墙早季水位线河床线草土心墙 早季水位线河床线师石早季水位线卵石期石
水位线 水位 基岩面基岩面 a模型1 b模型2 c模型3
图2计算模型 Fig.2Numerical model
万方数据
2011 No.346张中厚等：逆作式围堰在大粒径源卵石河滩桥基施工中的应用47 2m。
解得：q=243.9m²/d。
该模型的单宽渗流量 9=9+q,=244.2m²/d。
3）模型3心墙底部穿过漂卵石层和砂土层填 筑至基床（见图2c），主要分布在下游侧。
该模型计算类似于模型1，下层砂土层渗流量 小于卵石层，其渗流量相对于模型1更趋于减小，因 此单宽渗流量4的计算可参考模型1（趋于保守）。
4400-河水流向 9=k-（H+T）²-（H+a+7）²下游a平面上
2813.12.00-床1335线2330 H+a+水位线 9= ka1+2.3lga,
_2.200基岩面2200隔水层 式中：k=0.05m/d，8=2m，H,=8m，H=1m，7=bAA 1m。
解得：9=0.357m²/d。
福州向塘 4）围堰靠近河岸侧部分河床为不透水层，渗水床13.35线
水位绒河编织土袋9.361 率很小，做好心境后渗流量可以忽略不计。
4/基岩面 5）由以上各模型单宽渗流量，结合各形式在实2.000 际中占的长度，计算得出围堰内总渗水量：cB-B Q=Q，+Q+Q,=g，×L,+9xL+图3逆作式围堰施工平面布置示意 9×L, = 3 452.3m²/dFig.3 Plan layout of reverse cofferdam 式中：L=64m，L=14m，L,=38m，其余部分围堰建待逆作式围堰完成之后，在其顶部填筑土围堰， 在不透水层，渗流量忽略不计。
进行加高加固，土围堰高度1.5m，顶宽5m。
在围堰内设置集水坑，通过排水沟将渗流水引3）基坑开挖 至集水坑，集水坑中配备2台大功率抽水机，1台抽在围堰内部，以1：1的坡度开挖基坑，基坑开挖 水，另1台备用，即可满足基坑中承台施工。
分层进行，采用编织土袋进行边坡支挡防护，并预埋 4施工方法注浆管，必要时进行围堰注浆。
基坑底部周边挖好 水中墩承台充分利用旱季河水流量、流速小的排水沟，挖小型集水坑，配备低扬程大流量抽水机， 有利时机，采用在承台四周一定范围内挖槽换填黏将基坑内积水抽排至围堰外。
土并筑土围堰作为止水幕进行承台施工。
4）承台施工 1)逆作式围堰开挖换填开挖至承台底设计标高后，进行桩头凿除，浇筑 采用普通挖掘机先开挖上层，到一定深度再使垫层混凝土，然后绑扎承台钢筋，安装冷却管，立模 用长臂挖掘机沿距承台边缘约10m远的四周分段浇筑承台混凝土。
挖槽，边挖边回填配比好的草筋黏土。
挖槽换填深5总结与推广应用 度以抵达基岩面为宜（约为6.5-8m），局部开挖特1）经济效益明显原设计3个水中墩插打钢 别困难地段无法达到，可以不挖至基岩，底部用挖掘板桩479.5t，封底混凝土745m”。
开挖道作式围堰 机夯实以降...
