888_重庆长寿长江特大桥双壁吊箱钢围堰施工技术_重庆长寿长江特大桥双壁吊箱钢围堰施工技术 146735374

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重庆长寿长江特大桥双壁吊箱钢围堰施工技术盛焰华　中铁大桥局集团五公司摘　要　介绍了长寿长江特大桥主桥6墩双壁吊箱钢围堰施工方法，施工过程和施工特点。关键词　桥梁施工，深水基础，双壁吊箱钢围堰　　1、工程概况　　长寿长江特大桥为新建渝怀铁路十大控制性工程之一。位于重庆市长寿县境内。桥跨布置为2×24m+3×32m预应力混凝土简支梁+(144+2×192+144)m下承式连续钢梁+2×32m预应力混凝土简支梁。桥梁全长898.36m，全桥位于曲线及直线平坡上，桥高95m。按复线要求一次建成。主墩为圆端形空心墩，墩身高度为49.3m。水上主墩6、7墩采用桩基础高桩承台，每墩10根直径φ3.0m钻孔灌注桩。承台尺寸为25.2m×17.4m×6m，属于大体积混凝土施工。　　桥位范围内水深流急，水运繁忙，属国家I级主航道。6墩枯水期水深32m，洪水期最大水深65m，水流2.5～3m/s。6主墩位于主航道靠北侧，墩位下游为回水旋涡。　　地质情况：河床覆盖层为卵(漂)石，河床底部有12～14m卵石土。其中漂石含量约为50～75%，粒径200～450m，个别大于500mm，甚至有粒径超过1000mm的。卵石含量约20%，粒径一般50～200mm，下伏岩为泥岩，极限抗压强度分别为13MPa。　　2、施工方案　　为满足总工期要求，必须将两个水中墩在一个枯水期同时开工，要求在洪汛来临时承台出水，安全度洪。在研究了双壁吊箱钢围堰和双壁钢围堰的优缺点后，从航道、总工期、施工难度、经济指标等各方面进行综合比较，最终决定采用打破常规的双壁吊箱钢围堰进行施工。　　3、关键工序施工　　3.1　导向船浮运、定位及钢围堰浮运、精确定位　　3.1.1　导向船由两艘800t铁驳组成，并在导向船前后分别用万能杆件桁梁联接而成。两导向船净距21.3m。两联接梁内桁间距35m，并在导向船上分别布置5Ot和2Ot吊机各一台。　　3.1.2 　导向船在岸边拼装到位后，拖轮将其浮运到上游定位船后方。导向船用6根φ43钢丝绳作拉缆，系在定位船上。系好拉缆后，使导向船顺长江水流下放，进行导向船墩位处初定位，然后通过抛边锚和尾锚加上测量组配合进行定位。　　3.1.3　双壁吊箱钢围堰平面尺寸33.2m×20m×12.5m，高12.5m，自重55Ot。用两艘5000匹马力的拖轮夹持着这个庞然大物从桥址下游10公里处浮运到墩位处，在长江上游如此大型浮远尚属首次。围堰拖运到导向船尾部后，此时，将围堰、定位船、导向船用兜揽连接，并设置拉缆从两边将钢围堰喂入导向船内设计位置处。围堰喂入后，随即安装牛腿将围堰与导向船连接成一刚性整体(水平方向)，在垂直方向设置4个导向架以便围堰能在水流浮力作用下上下自由浮动。并通过调节边锚和尾锚及定位船拉缆与测量组配合进行围堰精确定位。　　3.2　钢护筒插打　　3.2.1　由于长江上游水流速度大，水位不稳定，加上是深水基础。必须设置6根定位桩，护筒长度43m。每根钢护筒要求进入河床深度约13m，直至进入泥岩层。钢护筒利用自重和中-250t振拨机将其打入覆盖层。插打期间采用420m吸泥机进行高压射水吸泥，吸泥后继续用振拨机振打护筒。如此反复操作直至钢护筒下沉至基岩面。　　3.2.2　钢护筒采用厚度20mm，直径3.3m的A3钢板制作。护筒直径偏差应在±3mm以内，轴线偏差应在±5mm以下。护筒纵向焊缝在任一横截面内仅允许采用一条焊缝，组拼护筒时，相邻管节的纵缝相距约1500mm。钢护筒采用多层焊接，焊完每层焊缝后及时清除焊渣，全部焊完后用超声波探伤仪器检查焊缝内部质量，不得有裂纹、气泡、夹渣等缺陷。　　3.2.3　插打钢护筒时注意事项　　钢护筒插打前，当护筒吊入导环时，保证护筒平面位置偏差±3cm内，垂直度偏差小于5‰使其顺利穿过下导环。护筒对接时，应调整好护筒垂直度，保证对接时接缝上下两节钢护筒折角误差控制在0.5mm以内。　　3.2.4　钢护筒振动下沉时，避免下沉过快，振拨机采用点动的方式，振动效果不理想时，就辅以吸泥再振打使护筒下沉。此时应同时进行各桩位的精确定位。当定位桩插打入岩面后，割除多余的护筒，并焊接牛腿使护筒与上导环进行锁定，各定位桩与下导环用铁锲锲紧。定位桩全部插打完毕后，进行全面锁定，并解除围堰牛腿，这样整个围堰就挂在6根定位桩上。非定位桩继续插打，这样就使双壁吊箱钢围堰即做围堰由做施工平台的水上定位已完成。　　3.3　钻孔桩施工　　3.3.1　由于主航道上江水很深，整个孔深约53m。考虑采取泥浆反循环的施工方法不仅耽误工期，而且不经济。因此决定采取将钢护筒全部插打入岩面，然后采取清水反循环钻进成孔。　　3.3.2 　钢护筒如已确切全部进入岩面，则直接摆上KPG-3000型或KTY-3000型全液压旋转钻机进行钻孔；如未打入岩面，则先用φ2.96m的冲击钻开孔，后用中-250t振拨机继续振打钢护筒跟进至岩面，然后开始钻孔。钻孔过程中注意地质的变化，根据地质来调节转速和钻压。　　3.3.3　因围堰高12.5m，灌桩时钢筋笼顶与平台距离约10米左右。为防止钢筋笼上浮，在钢筋笼顶部加焊了四根10m的φ25mm吊点钢筋。同时为了使钢筋笼中心与桩位中心尽量在同一轴线上，在钢筋笼顶部箍筋骨架支撑环上设置了加密加大的保护层钢筋。　　3.4　吸泥、清基、封底　　3.4.1　因围堰底板上有一层泥浆厚约8～1Ocm。采用l2m/min的压风机，内径l5cm的钢管作为吸泥设备。各护筒周围的吸泥很重要(保证封底混凝土的粘结力)。在φ150mm吸泥管下口接一根150cm左右的软管后，潜水工在水下进行吸泥工作，吸泥后，潜水工自带钢丝刷进行各钢护筒壁除锈、除青苔(有效高度2.5m)。做好80～1OOcm长，内径6～8cm的水泥砂浆肠袋，潜水工再下水堵下导环与钢护筒之间的缝隙，大缝隙处用砂浆肠袋，小缝隙用棉纱堵死。　　3.4.2　封底混凝土厚度2.5m，共975m，混凝土级别C25。共布置9套φ325mm和φ250mm两种导管。考虑到锋镐时水流的影响，从下游到上游开始灌注。并在中间7桩位置布置容量约15m的中心出料斗带活动滑槽。为准确控制封底混凝土标高和封底混凝土的灌注情况，在平台上布设14个测深点。确保拔球成功，灌注时首批混凝土量不小于l5m，保证导管埋深不小于0.5m，为很好的控制混凝土面高差，除了严格控制混凝土坍落度,加快灌注速度外。在混凝土即将达到设计标高时，可使用振动棒对导管周围混凝土较高处进行轻微振捣，使混凝土面尽量平坦。　　3.5　承台施工　　当封底混凝土强度达到90%以上后，可进行围堰隔舱加水(与长江水位平齐)，围堰内抽水。当抽到吊杆底面节点露出后，为保证围堰的整体抗浮稳定性，要及时拆除吊杆螺栓，并进行吊杆拆除。围堰内水抽干后，凿除桩头、割除钢护筒、清淤、立模、扎钢筋进行大体积混凝土承台施工。承台施工完毕，可以解除围堰兜揽。　　3.6　墩身施工、双壁吊箱钢围堰解除　　墩身出水后，选择低水位将围堰侧板切割回收，承台以上部分钢围堰割除。　　4、双壁吊箱钢围堰施工总结　　4.1　在长江上游，水流湍急的深水基础施工中，选择双壁吊箱钢围堰是成功的。一、工程进度快，为保证总工期奠定了坚实的基础；二、经济实用，吊箱围堰适用于深水基础施工。　　4.2　双壁吊箱钢围堰施工注意事项：　　4.2.1 　在围堰牛腿解除前，特别注意因长江水位的升降，各主锚、边锚、尾锚的松紧问题。　　4.2.2　体系转换时，双壁吊箱钢围堰与钢护筒的锁定情况，此时围堰既作施工平台又作围堰的状况初步形成。　　4.2.3　钻孔桩施工期间，因冲击钻机、旋转钻机等施工机具自重原因必须注意到围堰隔舱水位问题，保证围堰的整体抗浮稳定性。　　4.2.4　为保证整个施工期间围堰的安全性，围堰兜揽要在第一次承台施工完毕后才解除。　　4.2.5　确保封底混凝土质量，主要靠围堰自重，封底混凝土自重和封底混凝土与钢护筒的粘结力来克服整个围堰的巨大浮力。　　5、结束语　　渝怀铁路长寿长江特大桥水中墩基础，双壁吊箱钢围堰施工为国内首次采用。综合了双壁钢围堰和吊箱围堰的优点，吸取了芜湖长江大桥基础施工的部分成功经验，利用围堰与主体桩钢护筒形成一体，既作平台又作围堰。仅用了三个月时间就顺利完成了水下基础施工。开创了我国川江流域长江特大桥深水、大流速、浅覆盖层基础施工的先例，为我国长江特大桥建设积累了宝贵的经验。参考文献[1]　姚玲森．桥梁工程[M]．北京：人民交通出版社，1999[2]　凌治平，易经武．基础土程[M]．北京:人民交通出版社，1999[3]　铁路桥涵施工规范[J]．北京:中国铁道出版社，1996 盛焰华（1980～　）男　助理工程师　道路与桥梁专业　中铁大桥局集团五公司重庆分公司通讯地址：重庆市长寿区扇沱乡长寿长江大桥大桥局五公司经理部邮编：401253电话：13618246134