长江上游卵石覆盖层钢围堰施工技术
丁正全
（中国铁建股份有限公司，北京100855）
[摘要]白居寺长江大桥工程是重庆市规划的快速五横线的重要控制性节点工程，本桥主塔基础工程施工围堰形式采用与承台形状相同的哑铃形双壁钢围堰.针对现场复杂的地质环境和水文条件，结合白居寺长江大桥基础承 台的施工，总结了双壁钢围堰的设计、加工制作、运输、吊装下放、拼装接高、隔舱及封底混凝土等施工技术.
[关键词]桥梁工程；斜拉桥；钢围堰；拼装；锁口对接；施工技术
[中图分类号]U445.55*6[文献标识码]A[文章编号]1002-8498（2016）23-0147-04
ConstructionTechnologyofSteelCofferdaminGravelOverburden Layer in the Upper Yangtze River
Ding Zhengquan
( China Railxay Consruction Co. Izd. Beijing 100855 China)
Abstraet Baiju Temple Yangtze River Bridge is a important control node of planning line in Chongqing dumbbell-shaped double-wall steel cofferdam is used in foundation construction of the main tower of thebridge. According to plex geological environment and hydrologic condition on site bined withfoundation pile cap construction of Baiju Temple Yangtze River Bridge this paper introxduces the design manufacture transportation hoisting assembly of double-wall steel cofferdam construction of partmentand bottom concrete and so on.
Key words: bridges; cable stayed bridges; steel cofferdams;assembly; locking wellheaddocking;construction
1.2气象水文情况
1工程概况
1.1工程简介
工程所在地受三峡水库影响.每年5-9月，三重庆市快速路五横线白居寺长江大桥主桥采峡坝前水位保持较低值时，桥址处水位基本不受水水位逐渐消落；2010年三峡水库水位变化情况：170. 00m143. 32m→153. 32m
头、滨江路等边界条件限制，边跨长362m，东、西边处水位由143.59m蓄水至170.61m，至次年1-5月 用双塔钢桁梁斜拉桥，主跨660m，受到两岸地形、码库蓄水影响，为天然河道；9-12月，库区蓄水，桥址中跨之比为0.548：1，在东、西两岸分别设置辅助墩.桥跨布置为107255660255107=1384m，主桁在交接墩、辅助墩处均设置压重段平衡负反力，西引桥长167m，东引桥长238m.主桥桥 跨布置如图1所示.
1.3地质情况
P7 P8墩地形总体呈缓坡形，地表有20-30m厚的卵石层，该层主要为第四系人工填土、冲击卵 石层，局部夹漂石，卵石层呈稍密-中密状态，质硬.卵石层以下为岩层，主要为砂质泥岩夹砂岩，岩体较完整.详细地质分布如图3所示.
大桥主桥桥塔P7，P8的基础工程均为哑铃形，其中哑铃两侧为直径25.4m的圆形部分，中间连接部分为17m宽系梁.承台总长73.8m，厚6m.每个础结构布置如图2所示. 索塔承台下布置34根Φ3.0m钻孔灌注桩.主塔基
2施工方案
2.1方案概述
本桥基础施工采用“先桩后堰再桩”的施工联序.优先进行基础外围桩基施工，然后拼装钢围堰下部两节，搭设钻孔平台进行剩余桩基施工，然后
图1主桥桥跨布置（单位：cm）
Fig 1 Span layout of main bridge( unit ;cm)
图2主塔基础结构布置（单位：cm）
Fig. 2 Layout of foundation structure of main tower( unit ;cm)
图3P7，PS墩地质剖面
Fig. 3 The geological seetion of P7 P8 piers
进行承台施工，最后接高钢围堰至设计标高，以备
后续施工使用.
1）由于钢围堰较为庞大，第1节与第2节围堰总重为850t.因此，钢围堰在后场分块加工制作，通过车辆运输至施工现场，再由现场起吊设备分块吊 下.现场吊装设备为150t履带式起重机.
2）外围桩基完成后，平整施工场地，进行首节钢围堰下放.首先，根据钢围堰单元节块长度确定进行围堰辨额土浇筑，保证下放完成节块稳定. 掏槽开挖进尺，然后分块吊装下放，焊接牢固，期间
3）首节下放完成后，分块吊装次节，并进行焊接拼装，此过程中抽水配合挖掘机进行堰内土石方清理，采用吸泥机进一步清理，并预埋钢护简，搭设 钻孔平台进行剩余桩基施工，完成后抽水清基，达到封底条件后分块进行钢围堰封底混凝土浇筑，最后分块吊装剩余钢围堰接高.
2.2钢围堰施工工艺流程（见图4）
图4钢围堰施工主要流程
Fig. 4 Construction process of steel cofferdam
3 钢围堰施工
3.1钢围堰设计
东、西两岸围堰高均为25.58m，顶高程均为188.400m.围堰圆端内径为25.5m、外径为29.5m， 直线段长27m、宽17m.钢围堰沿高度分为4个节段，首节段6.00m，第2节段9.00m，第3节段6.00m，顶节段4.58m，每节围堰在平面上分为24块，分30个隔舱.钢围堰平面、立面如图5所示.
上采用角钢竖肋和环形板加强，两壁板之间采用隔舱 双壁钢围堰内、外壁板均采用6mm厚钢板，壁板
后两侧，在下放过程中帮助围堰纠偏及调整垂直度.当第1节的首块下放至设计位置后，使用2根 4820钢管端头与之焊接，钢管另一端顶靠在基坑边坡上，并在围堰隔舱内浇筑隔舱混凝土使之牢固.之后下放的围堰块都与上一块相连接，依次组成整体，焊接块与块之间水面以上的竖向焊缝与横向环板焊缝，水下部分焊缝通过下插条形钢板至围堰底 部进行封堵，然后浇筑隔舱混凝土起到固结以及止水效果.拼装示意如图7b所示.
图5钢围堰Fig.5 Steel cofferdam
板和水平环形桁架连接，以使内外井壁组合成整体.钢围堰两直段部分采用1200×12钢管支撑.
3.2钢围堰加工制作及运输
双壁钢围堰集中在工厂分块制作，通过车辆运输至施工现场进行拼装.
3.3钢围堰基坑开挖、基底整平
图7钢围堰分块吊装与拼装
施工准备完成后，测量放样确定开挖点，分级掏槽开挖.开挖长度根据相应节块单元的长度确 定，满足吊装下放条件即可（开挖过长易滑場）.施工水位较高时，可采用污水泵抽水配合施工，由于开挖面较小，抽排水效果较为明显，可降低水中施工难度.基坑开挖示意如图6所示.开挖至设计基底标高后，采用挖掘机对已开挖面进行整平处理， 由于覆盖层为卵石，可利用其特点进行基底整平，以利于钢围堰水平着陆，同时保证基底的相对密实性，防止钢围堰因自重产生不均匀偏斜.
Fig. 7 Block hoisting and assembling of steel cofferdam
的垂直控制除测量监控及临时支撑，锁口的导向作用 因首节拼装过程中部分在水下进行，钢围堰下放起到重要作用，在缩短工序时间上效果明显，锁口平面及立面如图8所示，锁口细部结构如图9所示.
图8钢围堰锁口布置
Fig. 6 Foundation excavation 图6基坑开挖示意
Fig.8 The locking wellhead layout of steel cofferdam
3.4钢围堰吊装下放
围堰安装前现场采用水泵抽水，降低水位，然后进行底节围堰的分块下放，围堰节段通过车辆运输至墩位后在现场拼装、接高，承台施工完成后再进行第3，4节的接高.吊装示意如图7a所示.
图9钢围堰锁口细部结构
3.4.1钢围堰拼装
Fig. 9 The detailed structure of the lockingwellhead of steel cofferdam
P7 P8双壁钢围堰首节高均为6.00m，采用旱地拼法.每两块钢围堰接缝处设置公母头，其作用为增加两块钢围堰的连接强度及在下放钢围堰时起到滑槽纠偏作用，围堰块件在工厂加工制作，块 件由车辆运输至现场进行组拼.组装完成后在围堰顶部焊接4处吊点，在吊装过程中随时打点测量围堰位置及警，2台挖掘机分别站在围堰块前、
3.4.2钢围堰拼装接高
之间的衍架必须保持闭合，以保证整体受力安全. 钢围堰接高采用对称逐块接高.同一节24块各节块围堰先点焊组拼成整体，然后对围堰的直径、倾斜度及围堰结构进行测量、检查，合格后方能
全面实施焊接.第2节围堰拼装完成后进行正常施工，施工完成后依次接高剩余节段.
钢围堰接高的施工顺序为：焊接临时工作平台一在前一节焊接导向一起吊块件对位一各块件水平焊缝点焊→修整及配切一各块件竖向焊缝点焊一内外水平环板对接施焊→水平焊缝施焊一内外壁板竖向焊缝施焊一其余焊缝施焊一检验.
3.4.3组拼精度控制
块件放置在钢围堰顶面的水平顶环板上，平面
1为焊接直径收缩量，取30-60mm；A2为围堰顶设计内径与实测内径的差值；为块件实测壁厚.
3.5隔舱混凝土浇筑
现场综合考虑水头差和围堰抗剪需要，壁内需充填10m高混凝土.混凝土通过输送泵泵送，导管法浇筑.浇筑时分舱、对称、等速进行.导管的提升与移动利用履带式起重机进行，在浇筑中要注意 及时、随时测量混凝土面标高，并根据设计要求控制舱内外水头差.
3.6钢护简安装及封底混凝土灌筑
考虑到汛期来之前桩基础施工不能完成的情续桩基施工. 况，采用预埋钢护筒、搭设钻孔平台的应急方法继
为增加钢护筒与桩基混凝土和封底混凝土之间的摩阻力，增大钢围堰抗浮能力，在钢护筒下放前，在底部封底混凝土范围内，外壁加焊环向环板， 竖向间距50cm，设置3道.考虑到封底混凝土与围堰内壁板和钢护筒之间的不密实造成渗漏水情况，在围堰内壁板及钢护简外侧加焊环形止水角钢.
钢围堰封底采用C30混凝土，封底厚度2.5m.封底混凝土及钢护简布点如图10所示.
图10封底混凝土及钢护筒布点
Fig. 10 Bottom concrete and layout of steel casing
4结语
钢围堰是水中桥梁基础建设的重要措施.长江上游地区具有场地获窄、地形陡、水位变化大 等特点，围堰施工方案制订极为关键.白居寺长江大桥桥塔基础工程结合现场实际施工中遇到的卵石覆盖层辱变质条件，充分利用钢围堰分块拼
上有一定的调整余地.块件定位以隔舱板为参照物.块件的顶部位置以直角三角形来控制，即以块 件内壁上对应于隔舱板边线的顶点对钢围堰顶平面的垂线为垂直边，以相应平面位置的围堰内径线为水平，通过量取以圆心为对称的块件和围堰隔舱板内顶角点的斜边长度，控制块件顶口的平面位置.该控制方法控制围堰的同心度，并由于控制块 件顶面平面位置，所以保证了块件拼装完后的顶面平整度，围堰块件安装精度控制方法如下：
式中：d为围堰设计公称内径；为块件实测高度；装的便捷性解决了施工技术难题.
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