復雜地形條件下雙壁鋼圍堰的定位與著床技術

1、復雜地形條件下雙壁鋼圍堰的定位與著床技術    摘要：結合黔桂鐵路擴能改造工程QG3標東江大橋3#墩雙壁鋼圍堰定位與著床的工程實例，主要闡述了高低刃腳配合插板技術使雙壁鋼圍堰在河床覆蓋層薄、地形高差起伏較大等復雜條件下順利穩(wěn)固著床的問題，可為類似工程提供借鑒。關鍵詞：復雜地形,雙壁,鋼圍堰,定位,著床,技術1、工程概況黔桂鐵路擴能改造工程QG3標東江大橋位于廣西河池市東江鎮(zhèn)那陽村旁，跨越環(huán)江。東江大橋全長208.07米；上部為6×32m預應力混凝土梁；下部結構基礎為Ø1.25m鉆孔灌注樁，承臺設計為7.9m（長）×6.1m（

2、寬）×2.0m（高）矩形鋼筋混凝土結構；其中3#、4#墩位于環(huán)江中，水深平均12m，覆蓋層厚僅1020cm，河床地形復雜（高差3米以上），呈凹凸不平狀，地質(zhì)為白云質(zhì)灰?guī)r。根據(jù)測量的數(shù)據(jù)和河床地形探測儀測量的結果，3#墩處河床地形（如圖1所示）：2、方案設計由于水下爆破費用很高，且周邊環(huán)境不允許爆破，所以采用高低刃腳配合插板的方案，但沿雙壁鋼圍堰內(nèi)側的部分標高已接近承臺底面的標高（承臺底面的標高為168.05m），局部封底砼的厚度無法保證。所以在雙壁鋼圍堰內(nèi)承臺外側部分，灌注封底砼之前，安裝一塊模板并與鋼圍堰內(nèi)側相連，使模板與雙壁鋼圍堰內(nèi)壁間隔一個隔艙（如圖2所示），以保證其封底砼的厚

3、度。圖2雙壁鋼圍堰混凝土分隔艙圖根據(jù)河床地形情況采用插板配合高低刃腳方案的要求是：低刃腳設在河床地形最高段（此處河床地形標高高于設計標準刃腳底標高，故采用低刃腳）；高刃腳設在河床地形最低段（此處河床地形標低于設計標準刃腳底標高，故采用高刃腳）。根據(jù)實測河床地形，低刃腳設在3#墩下游方向河床地形最高段（見圖1）。插板高度根據(jù)河床地形標高距設計刃腳底標高進行設計，插板設豎向加勁肋，豎向加勁肋從刃腳底面延伸至插板底面。當鋼圍堰插板部分高度大于1.26米時，豎向加勁肋增設豎向桁架（如圖3所示）。插板材料為6mm鋼板，與鋼圍堰內(nèi)壁的刃腳底面焊接，搭接長度20cm。鋼圍堰的插板展開后（如圖4按平面圖的順時

4、針方向展開）。3、雙壁鋼圍堰的定位、著床3.1機具準備雙壁鋼圍堰的著床是依靠向各艙內(nèi)灌水壓重下沉的，雙壁鋼圍堰在即將著落河床前快速地補水下沉，后期刃腳著床后則采用灌水的方法使雙壁鋼圍堰穩(wěn)定，因此必須要有足夠數(shù)量的水泵向艙內(nèi)加水。采用8臺每臺30m3/h的水泵向艙內(nèi)灌水，水泵和艙室分別編號以便操作。3.2定位通過浮運龍門船四角的錨繩使雙壁鋼圍堰穩(wěn)定垂直地浮運至墩位處，然后用全站儀進行精確測量，控制方向和角度，利用龍門船的四角錨繩使雙壁鋼圍堰精確就位，并穩(wěn)定于墩位中心。3.3懸浮狀態(tài)下的接高下沉底節(jié)雙壁鋼圍堰起吊下水后、迅速在圍堰內(nèi)對稱注水使之保持垂直狀態(tài)下沉，然后按單元編號對稱拼裝接高，注水下沉

5、，拼裝接高作業(yè)交替進行施工。但圍堰拼裝注水下沉過程中，圍堰內(nèi)外水頭差、相鄰單元體水頭差、空腹鋼圍堰水頭差等必須滿足設計要求規(guī)定。隨鋼圍堰接高和圍堰內(nèi)注水壓重下沉交替作業(yè)，圍堰上層拉纜亦需隨之拆除、安裝交替倒換上移，并隨圍堰入水深度增加隨時調(diào)整拉纜受力狀態(tài)，使圍堰保持垂直。3.4精確定位及著床雙壁鋼圍堰的定位、著床是施工中重要而關鍵的工序。鋼圍堰定位與流速、水位、河床平整等因素有關，是一項細致的工作。采用高低刃腳配合插板技術，其著床的位置是固定的，但對著床精度的要求更高，根據(jù)河床的實測數(shù)據(jù)和實際情況，做出正確設計，使高低刃腳與河床面地形相吻合（如圖4、圖5所示），才能保證鋼圍堰順利地著床到設計的

6、位置。圖5雙壁鋼圍堰底節(jié)高低刃腳及插板圖雙壁鋼圍堰的著床實際是鋼圍堰由懸浮狀態(tài)變?yōu)橄鄬Φ姆€(wěn)定狀態(tài)，是通過向圍堰雙壁內(nèi)快速大量的灌水壓重的辦法來實現(xiàn)的。首先灌水調(diào)平雙壁鋼圍堰，使雙壁鋼圍堰處于設計位置上；其次向各艙內(nèi)均勻注水，使圍堰逐漸下沉，并且不斷地測量雙壁鋼圍堰中心位置和高差，測刃腳插板標高，待刃腳插板距河床最小距離為0.30.5m時，停止灌水，再用水頭整平圍堰，調(diào)整圍堰的中心位置；當符合規(guī)范的要求后，在鋼圍堰雙壁間隔艙內(nèi)同時注水使其迅速下沉，同時測量，以確定雙壁鋼圍堰的著床位置，注水時應向先著床部位進行偏注水，調(diào)平后再整體注水，注水時應特別注意使鋼圍堰各艙內(nèi)水頭差及艙內(nèi)外水頭差不能超過設計

7、允許值。雙壁鋼圍堰下沉完畢后，由潛水員用砂袋封堵雙壁鋼圍堰刃腳插板下的縫隙以免封底混凝土流出。雙壁鋼圍堰刃腳插板與河床巖面的縫隙最大11cm，雙壁鋼圍堰與河床接觸面全環(huán)內(nèi)外均采用砂袋堵塞，使雙壁鋼圍堰內(nèi)部密封，河床面基本無覆蓋層，無須進行吸泥清基。定位完成后，對雙壁鋼圍堰平面位置精度用全站儀進行檢查，橫向偏差9cm，縱向偏差7cm，垂直度偏差4cm，施工精度符合要求。4、施工注意事項4.1圍堰下沉前對墩位處的河床再次進行全面的測量，根據(jù)測量情況，再一次確認巖面處的河床標高；4.2圍堰入水定位時，應不斷測量測圍堰平面位置和圍堰各點的標高，以防圍堰傾斜；4.3圍堰刃腳接近河床面附近時，必須加強對墩位處河床面的測量，及時掌握墩位河床面的沖刷及水位情況，以便選擇圍堰落河床的時機；4.4圍堰著床工作盡量安排在水位低、流速小的時間段進行；4.5圍堰到達巖面，經(jīng)測量確認位置偏差在規(guī)范允許范圍之內(nèi)后，由潛水員下水對鋼圍堰刃腳四周