基础钢围堰技术经济论文

摘要：嘉绍跨江大桥跨越钱塘江，主航道桥为跨径428m的六塔斜拉桥。主塔基础设计为深埋式承台，采用无底双壁钢围堰施工，全桥实体工程完工后，拆除钢围堰。本文简要介绍了在涌潮汹涌、潮强流急恶劣自然环境下大型双壁钢围堰的拆除准备、整体分块、拆除吊装的方法，为类似桥梁的结构拆除施工提供借鉴。下面是小编精心推荐的《基础钢围堰技术经济论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

基础钢围堰技术经济论文 篇1：

大型双壁钢围堰气囊法整体下水及无导向船定位下沉关键施工技术

【摘 要】本文以重庆合川涪江四桥主桥墩水下基础施工为依托，从钢围堰气囊法整体下水和定位下沉两个方面，详细阐述了双壁钢围堰水下基础施工中的方案设计及施工关键技术，总结了大型钢围堰下水及定位下沉的施工控制要点，对类似工程具有借鉴意义。

【关键词】钢围堰；下水；定位；下沉；关键；施工技术

引言

双壁钢围堰是桥梁深水基础施工的常用方式，也是水下基础施工的重难点，大型双壁钢围堰体积和质量大，其下水作业难度较大，气囊法下水施工技术具有简便易行、经济实用的特点，很好地解决了大型钢围堰下水这一难题。涪江四桥在水下基础施工过程中，结合桥区地形、水文地质及施工实际情况，通过理论计算与实践相结合，较好地控制了气囊断缆法围堰整体下水后的漂移距离；同时充分利用了桥区地形，有针对性地设计并采用了无导向船定位系统，准确下沉了钢围堰。

1工程概况

重庆合川涪江四桥位于涪江三桥以西1.5km高校园区涪江段，是连接高校园区与小安溪生态产业园区的重要通道，为合川区重点建设工程，桥址位于涪江的合川城区段，草街电站上游。涪江四桥全长765m，桥面宽31.5m，主桥为双幅式，单幅梁体宽度14.75m，采用主跨为（84+160+84）m连续刚构拱组合体系。主桥桥型布置图如图1。

该桥主墩（12#、13#墩）采用钻孔桩基础（16根φ2.5m钻孔桩），承台平面尺寸为29.4×14.4m，承台厚5m，承台底高程为+190.694m。草街电站蓄水后，桥位常年水位为+203.0m，最高通航水位+214.08m，最低通航水位+201.06m，根据现场实测，进行主墩水下基础施工时流速为1.0m/s，水深14.3m。主桥墩河床面标高+188.0m，12#墩墩位处有5m厚砂卵石覆盖层，13#墩为裸露基岩，岩层主要为泥岩，天然抗压强度7MPa。

涪江四桥于2013年3月15日正式开工，由于6月涪江进入汛期，离汛期施工时间已不足3个月，为确保水下基础施工安全，与业主充分沟通后，业主同意暂时不直接进行水下基础水上作业，但要求我司务必做好充分的施工准备，水中墩必须在2013年9月至2014年5月这个枯水期全部出水并达到度汛要求。结合现场桥区地形、涪江水文情况、大型设备的组织进场情况（大型设备受草街电站下游水深及过坝通道限制影响），以及公司的施工能力，决定先集中力量施工12#、13#水中基础，待12#、13#主桥墩水下基础施工完成后再施工11#交界墩。

2方案设计

2.1总体方案

12#、13#主桥墩水下基础采取先爆破开挖再钢围堰着床的施工方法，即先对水下河床按照设计要求进行水下控制爆破，形成基坑，然后再进行围堰定位下沉施工。为了节约工期，水下爆破实施的同时，两个钢围堰在岸上同时一次性组拼成型，待水下基坑验收合格后，便进行围堰下水定位系统的施工，为防止河床覆盖层在水流作用下淤填基坑，待围堰定位系统施工完成后，立即进行钢围堰的整体下水、定位下沉施工。

本工程钢围堰采用气囊断缆法整体下水方式，此施工技术始创于20世纪90年代末芜湖长江大桥的建设，系借鉴和引进边缘学科、军事工业和造船工业的先进经验，并消化吸收造船厂用平底驳托起大型轮船下水的方法而发明的一项重要创新技术。围堰下水后利用水上及陆上定位系统注水、浇筑刃脚混凝土配重下沉定位，考虑到草街电站蓄水后，水流平缓，水位变化小，定位系统方案设计时，充分结合地形，避免影响通航，采用了“领水锚+前定位船+钢围堰（辅助侧锚）+后定位船+尾锚”的组合方式。

钢围堰气囊整体下水技术的运用对客观条件要求较为苛刻，其中对施工场地、河流水深、河域面积以及设备性能要求高。在涪江北岸即12#墩岸上游80m处有一开阔平坦区域，在此修建钢围堰拼装及下水场地，拼装下水场尺寸长143m，宽52m，可同时一次性完成12#、13#墩双壁钢围堰的拼装。两个钢围堰拼装成型后采用气囊断缆法整体依次下水，先将13#墩钢围堰完成下水定位，再实施12#墩钢围堰下水、定位；下水受河面条件和施工设备约束，13#墩围堰必须在水中滑行至施工区域附近，且须保证不会撞到涪江南岸，滑行距离需控制在距入水口200-266m之内，12#墩钢围堰既要保证不能碰撞13#墩钢围堰，又要能成功整体下水，滑行距离须控制在距入水口80-150m之内。其施工平面布置图如图2。

（5）第三阶段：围堰自浮漂行

此时浮力和重力平衡，围堰仅受水阻力，围堰做减速运动，由于此时速度较小，对漂行距离影响较大，因此，按每漂行10m进行一次计算，根据能量守恒：

；

经计算，钢围堰离入水口10m断缆，则围堰自浮漂行距离为234m。

2.2.3 12#墩钢堰整体下水

（1）计算参数

（2）第一阶段：围堰入水前的滑行阶段

经计算，围堰入水时的速度为。

（3）第二阶段：围堰全部入水的滑行过程

经计算，围堰全部入水后的速度。

（4）第三阶段：围堰自浮漂行

經计算，围堰自浮漂行距离为150m。

2.3钢围堰无导向船定位

通常情况下，为了准确定位、下沉钢围堰，在大江、大河中采用双壁钢围堰施工桥梁深水基础，均需要设置导向系统。导向系统通常采用两组桁架梁将两艘大型平头甲板驳联结组合而成，施工成本高，且对通航影响大。涪江四桥12#、13#主桥墩水下基础施工期为草街电站蓄水高位稳定期，水流速度相对较缓，结合地形，综合考虑如下因素：有足够的能力抵抗水流、风力等因素对钢围堰的不利作用；不影响通航；不影响施工作业；布置合理、简捷、费用节省、操作方便，通过计算，最终决定12#、13#墩均不采用导向船定位系统，13#墩结合地形，取消前定位船。

2.3.1 13#墩定位系统

根据13#墩前方地形，前端不设置定位船，定位系统改由领水锚+后定位船+重锚定位系统构成。设1艘400t平头甲板驳作为后定位船。后定位船与围堰间设置后拉缆，围堰边锚通过围堰马口转向收锚于领水锚及定位船上。

利用墩位上游的埋设6个15t砼地锚的形式，围堰侧锚设置8个（靠岸侧4个10t地锚，靠河侧4个5t霍尔锚），后定位船设置4根8t的霍尔锚作为尾锚，两侧亦分别设置2根3t的霍尔锚作为边锚。具体布置见图4。

2.3.2 12#墩定位系统

12#墩定位系统采用前、后定位船+重锚定位系统，前后均设1艘400t平头甲板驳做为前、后定位船。前、后定位船与围堰间设置前、后拉缆，围堰边锚通过围堰马口转向收锚于定位船。前定位船设置6根8t的霍尔锚做为主锚，两侧分别设置2根3t的霍尔锚作为定位船边锚；后定位船设置4根8t的霍尔锚作为尾锚，两侧亦分别设置2根3t的霍尔锚作为定位船边锚；钢围堰两侧分别设置4根5t的霍尔锚作为钢围堰边锚，具体布置见图5。

3方案实施

3.1施工工艺流程

施工准备→钢围堰拼装，地锚埋设，坡道换填土、夯实平整、坡度调整→钢围堰下气囊布置及充气→拆除钢围堰拼装支承点→调整气囊位置及数量→放松后拉缆、钢围堰起滑→后拉缆控制钢围堰前行→滑行至设计断缆位置，断缆、放滑入水→钢围堰整体入水、自浮→底托盘指定位置脱落→拖轮绑定围堰，浮运至前定位船下游→60t机驳过缆至围堰上→逐渐放缆围堰至设计位置→围堰侧锚、后定位船钢缆施工→回收底托盘→场地清理，进行下一步工作。

3.2施工准备

围堰下水工序至关重要，必须一次成功，所以，在下水前，必须对相关准备工作进行详细的检查，并书面确认。为了更好的完成围堰下水施工任务，现场成立围堰下水指挥部，总指挥一位，以统一指挥，协调各方事宜，确保步调一致。其他人员分组分别对入水河道水深、下水坡道、设备、围堰质量、后拉缆系统、气囊、海事电力单位等诸多事项分组检查确认。

3.1.1入水河道水深检查

入水河道中有原滨江路一连续挡墙，后通过水下爆破清出，运用抓泥斗进行了水下清理，清理完成后通过水下地形测量满足要求。经过河流一个月的冲刷，必须再次对水下地形进行复核，对水深是否满足围堰入水进行确认。经测量，入水口水深最浅7.5m，大于13#墩围堰最大入水深度3.8m、12#墩围堰最大入水深度4.6m，满足要求。

3.1.2围堰下水施工前检查

（1）下水坡道再次检查。检查下水坡道地基是否密实，有无湿陷，坡道平整度，有无起伏陷坑，有无尖锐硬物避免刺破气囊。围堰滑行范围及坡道以外50m有无杂物及无关人员。

（2）设备检查。派专人对后锚缆卷扬机、备用发电机、空压机、浮吊、拖轮、机驳、定位船上的卷扬机等所有可能参与施工的设备进行检查，并试运行，确保设备完好。

（3）围堰及底托盘检查。焊缝泌水性能是否满足要求，底托盘吊杆连接质量是否可靠，各种施工时的小型机具材料以及临时电缆、电线是否已经按要求搬离，围堰入水后吃水深度以内的临时梯步是否全部拆除，围堰上准备的备用抽水机是已按要求放好并能使用，围堰入水出现紧情况下备用的配电箱及电缆线是否到位。

（4）后拉缆系统检查。要检查地锚的稳固性，钢丝绳是否有断丝，13#墩下水时，拉缆是穿过12#墩围堰底部与钢围堰相连接的，要检查钢丝绳是否与12#墩钢围堰及临时钢支撑有无擦挂，断缆器与钢丝绳连接是否可靠。

（5）滚动气囊。主要检查气囊的数量、质量是否满足要求，气囊的位置是否按方案设计摆放。为气囊充气的风管是否也空压机联结好，且是否漏气，备用气囊是否已经到位。

（6）协调事宜检查。与供电部门确认在围堰下水时不能停电（准备发电机是为了防止电力部门也不能控制的突发性事件造成停电）；与海事部门提前联系，对航道发出通告，围堰下水时禁止通航，并要求海事部门执法船到现场予以配合；与气象部门取得联系，对围堰下水当天的天气有所掌握，如有大风、大雨、大雾等影响围堰下水的恶劣天气，应根据实际情况推迟围堰下水时间；施工区域50米以外的范围布置警界线，确保围观群众不能进入施工区域。

（7）下水前动员及再次交底。在围堰下水前，再次进行技术交底，涉及围堰下水的所有管理人员及操作工人均参加，对第一个人、每一个岗位均应书面明确职责及工作范围。

3.3钢围堰下水、定位施工技术

3.3.1气囊充气，围堰起滑

钢围堰全部拼装完成后，其下的气囊分两侧对称布置于钢支墩（支承点）间，间距为3m。当与支墩位置重合时，待支墩拆除后再布置。气囊在充气前，必须事先检查布置好地锚及卷扬机等装置，并将钢围堰锚固牢靠，保证其在被气囊顶起后不滚动滑脱。

气囊充气应尽量对称、分散进行，相邻的气囊分两批充气。当气囊充气至钢围堰被顶起0.3m高时，钢围堰脱离支承点约10cm，拆除并清理支撑，使地面平整，不致影响气囊滚动。当气囊完全托起钢围堰，下滑道清理完成后，慢慢放松后拉缆，并在前端不断补充气囊。

在充气的过程中，务必确保钢围堰尽量处于水平状态，即圍堰入水端尽量高，围堰尾端尽量低，以减少钢围堰自重在下滑坡道上的分力，从而减小后拉缆卷扬机滑车组的工作拉力，大大降低安全风险。围堰下滑及下水前姿态对比示意图如图6所示。

3.3.2断缆下水

待围堰下滑至预定位置后，立即停下来，并对周围情况进行确认，如：海事部门的禁航情况、水上拖运小组的准备情况、坡道及施工区域的安全警戒情况等。当钢围堰下滑至设计断缆位置时（断缆位置：13#墩离入水口10m，12#墩离入水口5m），便对钢围堰下后半部份气囊进行对称、分散充气，抬高钢围堰后端，使钢围堰整个底部与坡面平行，然后利用尾部拉缆快速断缆器断缆，让钢围堰在1：10的加速坡道上自由加速下滑，利用其惯性入水并向江中滑行一段距离。

3.3.3钢围堰漂移距离控制

在13#墩围堰下水过程中，理论计算13#钢围堰漂移247m，实际漂移了269m，超过设计22m；12#墩围堰理论计算漂移150m，而定位下沉位置仅为106m，在确保12#顺利下水的前提下必须想办法减小12#的滑行距离，即节约功效又可消除12#墩围堰撞击13#墩既有围堰的风险，经过综合考虑，采取以下三条措施减小钢围堰下滑冲量。

⑴调整前端气囊与滑行方向的垂直角度。气囊与下滑方向严格垂直，能确保最大下滑速度，调整后续围堰滑行气囊不与滑行方向严格垂直，向围堰中部设置约5°的内偏角度，加大围堰下滑阻力降低滑行速度。如图7所示。

⑵在钢围堰尾部设置φ52mm重型锚链拖拽，并在锚链尾部连接一10t重的霍尔式铁锚。锚链设置成“S”形，在下滑过程中，利用锚链与地面的摩擦力进行消能，同时为确保围堰入水后位置，锚链总长度即为围堰预定位置与锚点间距离总长。锚链消能示意图如图8所示。

⑶在钢围堰尾部设置锚固拉缆作为保险措施，拉缆的长度为精确计算后围堰的控制最大漂移距离，以控制其漂移距离不超过设计墩位。

3.4钢围堰定位下沉

当钢围堰在水中基本稳定时，拖轮及机驳船靠拢、浮运至底托盘回收位置，再将底托盘运至指定水域脱落，以便回收。底托盘脱离后将钢围堰分别浮运至13#墩上游指定位置处，连接主锚钢缆，12#墩连接前定位船上拉缆。

3.4.1定位系统施工

⑴定位船施工

定位船利用400t的工程驳船进行改装，将驳船上的所有建筑拆除掉，然后安设固定座、转向马口、卷扬机、滑车、滑车组及转向滑轮。每台定位船上安装4台8t的卷扬机，安装一台150kVA的发电机，自行发电，供卷扬机使用。围堰前、后定位船平面布置图如图9。

⑵抛锚

抛锚顺序按“先主后边，先上游后下游”的原则进行。考虑到锚抓牢时有一定的位移，抛锚时需预设一定的预偏量，分别向抛锚方向各预偏10m。

铁锚均采用机驳船进行抛锚。抛锚时铁锚与锚链及钢丝绳连接好。测量人员在岸上观测，指挥机驳船开至设计锚位处。

抛锚方法：用直径为16mm～20mm，长约20m的钢丝绳挂着铁锚，将钢丝绳一端固定在带缆桩上，然后将活头绕成∞字于带缆桩上，活头的末端用细麻绳扎住。铁锚挂好后，将连于锚上的锚链在船上摆好，盘好钢丝绳，并将锚绳的末端固定在带缆桩上。准备工作完后，将船拖至测量指定的锚位，其他人员站在安全地点，由一技术熟练的工人将活头松开，铁锚靠自重力落入河床，锚链及锚绳随之落入河中。

⑶调节系统安装

为便于调节围堰位置，所有调节系统均设计在定位船或地锚位置，围堰上仅设置转向滑轮。钢围堰与各类锚绳和拉缆之间通过马口进行连接，马口分为2种：马口A，为固定式，主要用于连接围堰的前、后拉缆，同时也用于13#钢围堰侧锚为地锚的连接；马口B，为转向活动式，主要用于侧锚，其作用是通过马口B的转向功能，可不在围堰上设置侧锚收锚平台，将侧锚转向于地锚、后定位船上收放。

⑷系统预拉

定位系统中的定位船及主、尾锚抛锚完成后，对主锚进行40%设计（即340KN）拉力的预拉。其作用主要是通过预拉，使主锚、尾锚同时持力，避免在施工过程中出现锚缆脱空滑移的现象。通过连接前后定位船固定架，将预拉力传递至主锚及尾锚，同时收主锚、尾锚，达到锚定系统预拉效果。

3.4.2围堰定位下沉

钢围堰浮运至墩位后，利用锚碇系统对钢围堰位置进行调整、定位。由于无导向船系统，围堰定位下沉控制主要依靠围堰的前后、左右拉缆调节、围堰隔仓注水下沉控制，所以在围堰定位下沉施工过程中，必须结合每个隔仓注水速度及重量，确保所有拉缆分别调整、互相配合。

⑴准备工作。钢围堰定位下沉前，检查定位系统各马口及锚绳连接，确认各工作部位符合设计要求后，即可开始进行钢围堰定位下沉施工。

⑵围堰注水。分4个点同时往围堰隔舱内注水，注水的过程随时监控围堰姿态及围堰下沉标高，一边注水，一边通过拉缆调整围堰平面位置。围堰共分为8个隔舱，分隔舱对称注水，通过调整注水量及注水隔舱来调整围堰姿态。

⑶围堰平面位置精确调整。围堰下沉至距設计标高1m左右后，停止注水。通过前后拉缆及侧锚精确调整围堰平面位置。

通过测量围堰四角特征点，计算围堰的平面偏位及倾斜度。

平面位置满足要求后，继续往围堰内缓慢注水，每下沉20cm测一次特征点三维坐标，调整平面位置，直至设计标高。围堰下沉至设计标高后，派潜水员检查刃脚处是否悬空，若出现悬空，则用沙袋及时塞垫。

⑷控制标准。根据围堰设计资料及相关规范要求：围堰着床时，平面位置偏差不得大于5cm；围堰下沉到位时，平面位置偏差不得大于10cm，倾斜度不得大于1/200。

⑸钢围堰刃脚及井壁充混凝土填。围堰着床后，立即采用水下混凝土的方式浇筑围堰刃脚及井壁填充混凝土，以增加围堰刃脚刚度，提高围堰稳定性。

4实施效果

4.1理论数据与实践成果对比

涪江四桥12#、13#主桥墩双壁钢围堰断缆法整体下水、无导向船定位下沉施工得到了顺利实施，现场实测与理论计算结果对比如表4。

总表上对比数据可以得出以下结论：

第一，13#墩钢围堰在水中漂移距离超出理论设计值25m；第二，同条件下，对12#墩钢围堰下水时采取了消能措施后，其在水中漂移滑行的距离满足了设计要求；第三，12#、13#钢围堰在无导向船定位下沉后精度均满足规范要求。

4.2效果总结

⑴在桥区地形较为开阔、不影响通航、水流速度相对较缓、水深采取措施能满足围堰吃水深度的情况下，无论从安全、质量、工期、效益等各个方面对比，钢围堰下水采用气囊法一次性整体下水均是最佳方法之一；⑵在水流速度相对较缓、施工期间水位保持相对稳定、河道较狭窄且的情况下，结合桥区地形，采用无导向船定位系统能很好地完成围堰的定位下沉；⑶在后拉缆控制围堰滑行期间，采用尽量抬高围堰前端的气囊、尽量放低围堰后面的气囊，以减小围堰在滑行坡道上的分力，取得了很好的效果；⑷在对围堰入水前，将部分续行气囊改为内八字行，增加了围堰的滑行阻力，从而达到减小围堰入水后的漂移距离，也起到了很好的效果；⑸在水流速度在1.0m/s的情况下，对围堰整体下水后的漂移距离理论计算值还是与实际有一定偏差，这说明，围堰下水的理论计算过程还需要进一步完善。

5结束语

重庆合川涪江四桥工程于2013年8月4日开始围堰底托盘拼装，13#墩围堰于9月25日完成岸上拼装，9月30日下水，10月7日下沉到位。12#墩围堰于10月5日拼装完成，10月10日下水，10月14日下沉到位。从拼装开始到下沉到位，13#、12#墩围堰分别用时64天和71天。12#、13#墩分别于2014年4月24日、4月25日出水，墩身高度完成9m，标高至204.7m（水面标高：203m），一个枯水期完成了水下基础施工，并提前35天达到度汛条件。在涪江四桥的双壁钢围堰水下施工中，无论是安全、质量、工期还是企业效益，均取得了很大的成功，得到了合川区政府、业主、监理、设计院等相关单位的高度认可，取得了很好的经济、社会效益。

参考文献：

[1]李雨洁，李多修.大跨度钢桁梁斜拉桥架设技术与经济分析[J].铁路工程造价管理，2005；

[2]文武松，李多修.坚定先进文化方向促进管理创新--南京大胜关长江大桥建设管理经验[J].铁路工程造价管理，2009；

[3]汪水清.农代培.安庆长江铁路大桥3号墩巨型圆围堰气囊下河技术[J].桥梁建设2012；

[4]李柏殿.张延河哑铃形超大钢吊箱气囊法下水施工技术[J].桥梁建设.2012；

[5]中国公路学会桥梁和结构工程分会.面向创新的中国现代桥梁[M].北京：人民交通出版社，2009。

[6]刘自明.王邦楣.陈开得.桥梁深水基础.北京：人民交通出版社，2003。

[7]殷万寿.桥梁基础工程.北京：中国铁道出版社，2003。

[8]中铁二局股份有限公司.桥梁工程.北京：中国铁道出版社，2009。

作者：冉兵

基础钢围堰技术经济论文 篇2：

嘉绍跨江大桥主航道桥钢围堰切割拆除施工介绍

摘 要： 嘉绍跨江大桥跨越钱塘江，主航道桥为跨径428m的六塔斜拉桥。主塔基础设计为深埋式承台，采用无底双壁钢围堰施工，全桥实体工程完工后，拆除钢围堰。本文简要介绍了在涌潮汹涌、潮强流急恶劣自然环境下大型双壁钢围堰的拆除准备、整体分块、拆除吊装的方法，为类似桥梁的结构拆除施工提供借鉴。

关键词： 强涌潮；无底双壁钢围堰；切割；拆除施工

一、工程概述

嘉绍跨江大桥主航道桥为70+200+5×428+200+70=2680m的六塔独柱四索面钢箱梁斜拉桥。主塔桥墩采用群桩基础。主墩承台均为深埋式圆形承台，边辅墩承台为圆端形承台，采用无底双壁钢围堰施工。

嘉绍跨江大桥桥位所处的钱塘江河口尖山河段是世界三大强潮河口之首，河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌。桥位区水域涨落潮流路分歧，河床变化剧烈。水位每日两涨两落，涨潮流明显大于落潮流，涨潮时间约3.5小时，退潮时间约8.5小时，最大潮差8.59m。

100年一遇设计涌潮高度为3.0m，5年一遇设计涌潮高度为2.5m。涌潮试验得到桥位附近涌潮流速可达9.0～10.0m/s。涌潮产生的水压力可达70KPa。钢围堰主尺寸：双壁钢围堰平面为圆形，壁厚1.5m；钢围堰双壁部分高度24m，单壁部分高度为2.5m，总高度26.5m。综合运输、安装及拆除的因素，钢围堰竖向分节高度为7.5m+12m+4.5m+2.5m，Z3-Z5墩围堰每节分成16块加工、安装，每节标准段外弧长8.56m，Z1、Z2墩围堰每节分成10块加工。全桥实体工程施工结束后，钢围堰需要拆除，拆除总高度为12.5m，分两节拆除，第一节为上部空腔段高10m左右，第二节为有隔仓混凝土段，高约2.5m；Z3-Z5墩围堰每节分成20块拆除，Z1、Z2墩围堰每节分成10块拆除。

二、工程特点与难点

⑴ 桥位区的钱塘江河口尖山河段河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌、冲刷严重、作业时间短，兼有灾害性天气影响，年降水量较大，气温随季节变化明显，冬季出现极低气温，施工条件恶劣。

⑵ 两岸在桥址附近10km范围内均无合适下海码头，受涌潮和水深条件的制约，且河势变化剧烈，大型船机设备难以为大桥施工提供有效服务，因此钢围堰拆除施工也要因地制宜，在总体方案上必须考虑利用平台上的大吨位起重设备分片、分层进行拆除。

⑶ 拆除过程中，双壁围堰结构必须能承受5年一遇的涌潮冲击、强大的土压力、至少6.65m/s的动水压力和高达18m的静水压力。

三、施工准备

1、实体结构验收

钢围堰拆除前，须确定围堰内各分项工程实体结构已完工，并经相关部门、单位检查验收，确定在后续施工工序中无围堰内无水相关施工活动，且围堰拆除后不影响后续其他施工工序。

2、围堰内杂物清理

实体结构验收后，在围堰拆除前，须对围堰内的施工边角料等杂物进行清理。

3、机具、施工平台等准备工作

围堰拆除前，需在各墩西侧堆料平台搭设一过道通向防撞设施顶面，围堰拆除施工人员可利用防撞设施作为施工平台，为确保永久设施的完好性，防撞设施顶面不得放置任何材料及机具。施工辅助材料及机具在施工辅助平台安放。

四、工藝孔施钻及导向轮固定

1、工艺孔施钻

在围堰开孔进水前，为确保水下有隔仓混凝土部分钢围堰的顺利切割，须提前在无水的钢围堰内壁上划好分块线，并按钻石切割链条锯的操作规程布置好穿插切割链条的工艺孔。工艺孔直径50mm，分布在竖向分切线下端，相邻水平向两工艺孔可同时用作横向分切线作穿插切割链条包揽切割部分。

工艺孔施钻时，从围堰内壁钻至钢围堰外壁板时停止（钻孔距离为内壁板及中间隔仓混凝土），钻好后将用橡胶塞把钻穿内壁板上的工艺孔堵住以防围堰进水后堵塞。前期全部准备工作做好，围堰内区域灌满江水后，水下有隔仓混凝土钢围堰需切割时，潜水员下水把内壁板工艺孔上的橡胶塞拔开，对应工艺孔位置的外壁板通过水下焊割开孔，穿插切割链条包揽切割部分进行水下有隔仓混凝土部分钢围堰切割。

2、导向轮固定

在围堰开孔进水前，须提前在无水的钢围堰内壁上焊接导向轮固定螺栓，方便安装导向轮做切割准备。

五、无隔仓混凝土钢围堰的拆除

1、水上无隔仓混凝土部分钢围堰拆除

水上无隔仓混凝土部分钢围堰拆除采用普通氧割拆除。

在有隔仓混凝土部分钢围堰拆除竖向分块线划分好并切割好，其他工艺孔施钻好后，对钢围堰进行开孔放入水平衡钢围堰内外侧压力。选择小潮汛时期进行水上无隔仓混凝土部分钢围堰拆除，尽可能在低平潮时间段氧割水上部分钢围堰，可在平时先氧割好竖向分块线，低平潮时再氧割横向分块线以充分利用潮汛时间提高工效。为充分发挥大吨位起重履带吊的功效，可根据其起重性能及钢围堰的起重位置适当加大钢围堰的分块尺寸，但须计算好起重重量及满足相关的起重操作规程。

2、水下无隔仓混凝土部分钢围堰拆除

水下无隔仓混凝土部分钢围堰拆除采用水下焊割拆除。

在水上无隔仓混凝土部分钢围堰拆除完毕后，选择在高平潮或低平潮时间段由潜水员进行水下无隔仓混凝土部分钢围堰水下焊割拆除。另确保履带吊的起重安全，水下无隔仓混凝土部分钢围堰拆除分块须严格按每块16吨以内分块作起重。另为减少河沙随涨退潮水进入钢围堰内对后续工序的影响及对钢围堰结构安全性的影响，先拆除西南、东北方向面的钢围堰，再拆除东南、西北方向面的钢围堰。拆除时，西南、东北方向面的第一道割缝须焊割两刀，确保围堰壁体的完全分离，起吊时，潜水员须先撤离水体，确保起重安全。

六、水下有隔仓混凝土钢围堰的拆除

1、水下有隔仓混凝土部分钢围堰分块

根据SCC1000履带吊的起重性能，履带吊的最大起重能力为18吨，故水下有隔仓混凝土部分钢围堰分块起重量须在16吨以内。据对钢围堰隔仓内混凝土标高的摸查，拆除部分有隔仓混凝土部分钢围堰隔仓内混凝土高度在2.5米左右，故水下有隔仓混凝土部分钢围堰分块尺寸为2.5×1.5×2m。

2、水下有隔仓混凝土部分钢围堰切割

切割有隔仓混凝土部分钢围堰时，链式切割主机与潜水员装备安放于施工平台上。由潜水员潜入水下，在已预先焊接好螺栓上安装导向轮，然后到钢护筒外壁使用氧焊将工艺孔的外层钢板焊割开穿入链条，再将切割链条安装在导向轮上，等待潜水员将准备工作完成并撤离水体后，在施工平台上的切割操作技术员便可以开机切割。在切割过程中须充分利用好高平潮及低平潮水流不急的时间段，具体时间根据现场具体情况而定。

切割的顺序：围堰先切笠刀等分块后，然后切水平刀，每切完水平刀就吊走一片。切割水平刀的进度需与潮水涨退时间撑控好，待潮水退后才能把水平刀完全切断以及吊装清运。

七、结语

嘉绍跨江大桥是目前国内施工难度最大的少数桥梁之一，也是唯一一座真正在钱塘江强涌潮区施工的桥梁，其无底双壁钢围堰的成功拆除施工，为航道的顺利通行清除了障碍。在参建各方的努力下，目前主航道桥钢围堰拆除完毕，完全满足施工需要，达到了预期的目的。

嘉绍跨江大桥主桥钢围堰拆除本着拆除工程“优质、快速、安全、低耗”的施工目標，科学施工组织及部署；合理安排施工工序；选用技术性、经济性和实现的可能性都较为可靠的水下切割施工方法，利用无底双壁钢围堰自身的结构特点，在实际施工中摸索出的一套水下钢围堰的拆除方法，较好地克服了海上风大、浪高、流急、冲刷大等恶劣环境的不良影响，确保了钢围堰安全顺利拆除。在施工中采取多项有效的措施，实践证明是行之有效的，而且较好地控制了施工成本，可以为类似桥梁的结构拆除施工提供借鉴。

参考文献

[1] 中交公路规划设计院有限公司，《嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥施工图设计文件》，2008年12月

[2] 广东省长大公路工程有限公司，《嘉绍跨江大桥第Ⅳ合同段承台及塔座施工组织设计》，2010年4月

[3] 韩海骞、吴 辉、郦丽娟等，《嘉兴至绍兴跨江公路通道杭州湾大桥桥墩局部冲刷模型试验研究报告》，2008年2月

[4] 人民交通出版社，《公路桥涵施工技术规范》（JTGT F50-2011）

[5] 人民交通出版社，《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

作者：文洁平

基础钢围堰技术经济论文 篇3：

桥梁裸露基岩大型双壁钢围堰施工技术

桥梁裸露基岩大型双壁钢围堰施工技术钢材运用少，结构受力好，无需内支撑，对围堰内钻孔桩、承台、墩身施工干扰小。本文主要结合实例探讨了桥梁裸露基岩大型双壁钢围堰施工技术的相关控制要点。

当前，随着桥梁事业的迅速发展，桥梁施工所面临的施工条件也越来越复杂。大型双壁钢围堰因其独特的优越性，被广泛地应用于河流、湖泊及海湾大型深水桥梁的基础施工，特别是在水深较深、河床覆盖层较薄或无覆盖层的岩层地质条件下，是一种经济科学的高性价比施工方法。

工程概况

本桥梁的总体长度为404.94m，到目前为止的铁路桥梁中，主跨长度为168m已经成为了T型钢构连续箱梁当中最大的一个跨度。承台的尺寸具体为24.8×19.6×5.5m，承台底的标高在131.749-131.928m之间，承台嵌岩的最大深度达到了1.5m。桩基的直径达到了2.5m，该直径属于大型钻孔桩，桩长达到了20m。

本桥梁位于雨水充足的地区，年降雨量多，主墩所处的位置地质条件复杂，河床都是裸露的基岩，没有覆盖层。

施工技术

1.双壁钢围堰

施工工艺流程图如下：

钢围堰制造、试拼——搭设拼装平台——钢围堰底节拼装——抛锚——钢围堰底节浮运——钢围堰底节定位——钢围堰底节灌水、下沉——钢围堰拼装、注水、下沉——搭设封底施工平台——钢护筒安装定位——灌注封底混凝土——搭钻孔平台、桩基施工。

2.双壁钢围堰加工及首节下水工艺

a、双壁钢围堰分块加工

钢围堰平面均分为l8块，为提高钢围堰加工精度及规模化流水线作业，在钢围堰加工场设置胎模，每块钢围堰均在胎模上加工。为防止焊接变形过大导致局部或整体尺寸超出设计图纸，在围堰加工前必须进行工艺性试验确定焊接工艺及施焊原则。围堰节块各构件加工流程：在胎架上铺设内围壁板——安装水平肋——安装水平桁架——安装内围壁板竖肋——安装隔舱板——铺设外围壁板——安装外围壁板竖肋——焊接内部构件。当每完成一块围堰的焊接后，就检查围堰的焊缝外观、结构尺寸，还必须进行煤油渗透试验，不合格的铲除重焊。每块围堰检查合格后，方准出场。

b、底节钢围堰拼装、入水

双壁钢围堰3m底节总重约40t，河堤边水深约4m。可以采用“滑道法”、“拼装船法”和“整体吊装法”下水。滑道法需敷设较长滑道，需要较多钢材，而且耗时较长；而拼装船法则需要较多的大型水上船只和施工设备。经综合比选后，底节钢围堰采用了“整体吊装法”下水。首先紧靠河边填筑并平整出一块50m×50m场地，作为临时码头和底节钢围堰拼装场地。然后在码头上将底节钢围堰逐块拼装成形，并设置4个吊点。最后采用两台25t浮吊和两台岸上50t汽车吊同时起吊，浮吊始终不松钩，汽车吊将底节钢围堰吊起后向水中摆动，每次摆动约6m，然后临时将底节放下，汽车吊也前移6m，再次起吊向水中移送6m，如此反复6次，即可将底节全部放入水中。这种下水方法既不必占用大量钢材，又避免了动用较多的大型水上船只设备，节约了施工成本，同时也比较方便、快捷，加快了施工进度。

3. 深水坚硬岩层水下爆破及清渣技术

围堰直径36m，爆破范围直径40m 的圆。爆破范围大，开挖深度深，总爆破开挖量6000多立方米。为减少爆破对周边影响，采用了微差毫秒爆破技术。爆破参数选择为：炮孔直径90mm，垂直钻孔孔距1.5m，排距2.0m，超深1.0m，单孔最大装药量30kg，最大单段装药量248kg。

爆破网络爆破采用单孔单响排间微差，非电力起爆网络起爆实施方案。同孔的同段雷管采用并联连接，孔与孔之间采用并联连接，然后使用微差毫秒导爆管连接在8#防水金属电雷管上进行起爆。为避免产生盲炮，每个孔设置两个导爆管。

a、水下钻孔

采用6台GY一2A型潜孔钻一字排开，固定在钻探船上同时钻孔，孔位采用GPS定位。GY一2A型潜孔钻可以克服该水域无覆盖层和岩层破碎不利于爆破成孔的缺点。在钻孔完毕时，外套管仍留在原位，待装药堵塞完毕后才取出。

b、水下装药、塞堵

水下爆破采用2号岩石乳化炸药。为方便施工，炸药加工成直径为480mm的长条圆柱形药卷，并采用特定的塑料波纹管装成柱状，每一节50cm长，节与节之间采用螺旋式拧入连接。在塑料波纹管高度方向的1/3和2/3处各开一小洞，分别将雷管插入药卷内。在药卷一端绑上引绳。用引绳把药卷顺钻孔外套管匀速放下，直至设计位置。为减少冲击波的强度，施工中采用直径70mm，长60cm砂袋装河砂，将装药后的炮孔顶部堵上。最后把外套管轻轻取出。

c、水下爆破

在钻爆船上把导爆索联线，所有导爆索尾线绑扎在漂浮的油桶上。爆破前通知海事部门2 艘警戒船并封航，连接8# 防水金属电雷管起爆，爆破完成后对爆破现场进行检查确认无盲炮和安全隐患后解除警戒进行下排孔位钻孔施工。

d、水下清渣

水下钻爆完成后，选用50T履带吊配3m3抓斗在一艘300t的驳船上进行清渣作业，驳船两侧为增加船体稳定性加设两封闭钢护筒。清渣采用横移挖宽，纵移挖长的方法进行，并用GPS进行定位测量。由于本工程爆破岩层较厚，为保证基底清渣平整度，采用分层开挖，以一抓斗的挖深为一层，逐层开挖清渣。开挖完成测量绘出基底标高图并进行验收。

4.双壁钢围堰浮运、接高及下沉技术

在选择浮运日期的时候需要跟气象部门做好联系，要求风力在3级以下，白天没有雨，浮运时需通知海事部门做好封航工作，派遣巡逻船确保浮运的安全。

在将双壁钢围堰固定在制定的位置上之后，需要利用两条导向船进行对称拼装工作，并且分别在导向船上面安装两个重量为5t的倒链，调整钢套箱所在的位置。在完成一块围堰的拼装工作之后，需要人工拉动葫芦将下一块钢围堰拉入到制定的拼装位置上，直到全部钢围堰拼装完成为止。

5. 双壁钢围堰定位技术

河床覆盖层较薄或无覆盖层，船只抛锚难度大，对钢围堰锚碇系统的设计尤为重要，本工程利用定位船锚固围堰定位。

a、锚碇系统的设计

计算钢围堰的动水压力、钢围堰风阻力、导向船组水流阻力、定位船水流阻力、导向船组风阻力、定位船风阻力，在lm/s水流流速下算得主锚承受的拉力为268.8kN。钢丝绳计算长度300m。根据计算及现场实际情况选用4个15t混凝土主锚，边锚15t混凝土锚各一个，尾锚为15t混凝土八字锚。钢丝绳选用6×19—28—1670，破断力432KN的钢丝绳。其中主锚与定位船间钢丝绳长度≮300m，定位船与钢围堰间距离≮100m，尾锚与钢围堰距离≮100m。

b、锚碇系统施工及围堰定位。

钢围堰浮运前，必须按设计要求和角度提前放样抛锚。

前定位船抛锚定位。用缆索把主锚落在抛锚船上，抛锚船把主锚运到锚定位置上游10米处后抛锚，然后用抛锚船对锚绳预拉。用另一艘托船把定位船牵引至锚定位置与主锚相连。

同样的方法抛设导向船的边锚、尾锚。

导向船组及围堰。由江边码头浮运到墩位处，锚碇好导向船组调整收紧各锚绳、拉缆，使锚碇系统处于稳定状态。

钢围堰的着床定位是施工中重要而关键的工序，直接影响到围堰最终的定位质量。通过定位船上拉揽及导向船上设置的导链系统调整，实现套箱的精确定位。围堰着床前，用全站仪观测套箱顶上顺横桥向的两个点，调整围堰的倾斜和偏位，直到两点的坐标与设计坐标基本相符为止，然后立即启动抽水机间隔向1 8个隔仓均衡同时注水，使围堰迅速下沉着床。围堰下沉到位后潜水员下水探明围堰底部着床情况，对底部刃脚与基底空隙用袋装水泥赛垫，确保围堰底部着床良好、稳固。

6. 双壁钢围堰大体积水下混凝土封底技术

a、封底平台、钢护筒安装

结合后期钻孔平台利用封底平台，在钢围堰着床稳固后，开始搭设平台。平台采用贝雷梁顶铺设22工钢，贝雷梁共l2 道，每道两片组用90型支撑架连接在一起。钢护筒直径采用2.5m，壁厚lcm，沿护筒外壁周圈贴焊加强箍，加强箍宽度30cm，厚8mm，间距2～3m一道。每根护简总重22.16t，浮吊起重能力无法满足施工需要。设置了门式吊装架，吊装架高4.5m，利用卷扬机和滑轮组实现护筒的下放就位。

为确保护筒下放精确及在混凝土浇筑过程中不发生偏移，在护筒顶口设置了3层定位架，定位架悬挂在贝雷梁上。护筒内底口抛填了5m 高的砂袋，保证底口稳固。为了让钢护筒更好的参与围堰抗浮，在底节护筒外壁贴焊了22工字钢，共2 层。每层8个，每个50cm长。

b、大体积水下封底混凝土浇筑

封底混凝土施工前需要进一步确定，围堰刃脚堵漏、钢围堰着床稳固、钢护筒安放位置的准确。双壁钢 围堰封底采用C30混凝土，封底厚度5m，设计方量3645m3，混凝土缓凝时间不小于32 h，坍落度200～220mm。本次钢围堰封底面积大，封底砼施工难度大，混凝土采用了5#拌合站2台120型拌合机拌合，现场采用一台地泵加臂长17m的布料机、一台汽车泵输送混凝土，选择了8台10m。混凝土罐车运输混凝土。现场共布设了16根导管，每根导管的作用半径按7m考虑，导管位置不动。

采用两点同时灌注砼配合一次拔球的方法。封底砼的浇筑由小里程河床面低点开始向上游及大里程方向灌注砼即总体上由低处往高处、局部下游侧往上游侧的 方向灌注。在浇灌过程中，要随时测量灌注高度共布设59个测点，终测时加密测量，以防超灌或欠灌。

7. 双壁钢围堰拆除

在第二节底端距离底口40cm 处，把10mm钢筋焊接在内、外壁板面形成水下切割导盲线。在隔舱内混凝土面以上70cm处设隔水板，在隔水板下沿切割导盲线切割后围堰整体上浮。根据设备的起吊能力，然后逐节、逐块切割、并吊装运输到指定位置。最后一节拆除利用墩身、梁部设置起吊支点吊装切割。

（作者单位：长沙理工大学土木与建筑工程学院）

作者：林炳勇