涪陵石板沟长江大桥P2主塔墩双壁钢围堰下沉施工关键技术.doc

涪陵石板沟长江大桥P2主塔墩双壁钢围堰下沉施工关键技术 冉 兵 （中铁八局一公司） 摘 要：通过介绍涪陵石板沟长江大桥P2主塔墩双壁钢围堰下沉施工关键技术，为类似工程提供参考。 关键词：长江大桥 双壁钢围堰 下沉 关键 技术 概述 重庆涪陵石板沟长江大桥全长850.0米，位于乌江、长江汇合口下游1.7公里处，是涪陵区的标志性建筑，桥型布置为200m+450m+200m，垂直横跨长江，为三跨整体开口梁板式预应力砼双塔（H型）双索面全漂浮体系斜拉桥，桥面为双向四车道，全宽22.0米，设计时速60km/h。 涪陵石板沟长江大桥P2主塔墩基础为深水基础，设计采用大直径钻孔桩基础，双壁钢围堰施工。深水基础双壁钢围堰施工工艺在我司尚属首次施工，优质高效的完成这项工程将有利于我司拓宽建筑市场施工领域。本桥于2005年1月9日正式开工，由于开工时间相对常规水下基础施工晚了4个月，施工工期紧，渡汛压力大，如何确保安全渡汛成为了P2主塔墩双壁钢围堰施工的主要目标。 工程概况 P2主塔墩位于长江主航道边，枯水期水深3m，砂卵石覆盖层平均厚度为5m，粒径大小主要为8-12cm，设计采用双壁钢围堰施工。钢围堰外径30.0m，内径27.0m，高18.75m，平面上等分为12个独立的隔仓，高度方向上分为A、B、C三节，钢围堰高度分别为6.75m、6m、6m，重量分别为129.0t、123.8t、100.9t，总重量为353.7t，为了确保水上钻孔平台受力良好，必须将围堰下沉到基岩面上。 关键技术（工艺） 配重下沉 围堰下水后，先浇筑围堰内刃脚砼，以增加围堰刃脚刚度，同时也加重了钢围堰。围堰着床前，在围堰隔仓内对称浇筑井壁砼或对称加水，以增加围堰重量，从而促使围堰下沉。P2主塔墩双壁钢围堰着床后，仅刃脚嵌入砂卵石覆盖层10余厘米。 抓、吸泥下沉 由于水深仅3m，吸泥机正常作业水深不低于5m，为此，我部采用抓泥斗事先在围堰中心处抓砂卵石，使围堰中心处水深不小于5m，从而为吸泥机作业创造条件。 吸泥机有三种规格，即导管直径分别为φ420mm、φ300mm、φ220mm。每台吸泥机配有1台22m3英格索兰空压机，1台7级离心泵。由于砂卵石覆盖层板结程度较高，吸泥机在运行过程中，基本上没有吸出多少砂卵石，平均每天吸渣15m3,围堰基本上没有下沉。 挖掘机除渣下沉 根据砂卵石覆盖层板结、水深仅3m这一实际情况，决定采用我司现有神钢 SK230-6E型长臂挖掘机在围堰开挖砂卵石、浮吊起吊出渣，使钢围堰下沉。 SK230-6E型长臂挖掘机得约25t，最大挖掘半径15.56m，最大挖掘深度11.99m。用万能杆件双肢搭设一长×宽×高=8m×8m×6m的工作平台，每个支点下设500m×500m×200m抄垫钢板，以分配应力，平台上设两层40b工字钢分配梁，分配梁上满铺枕木。挖掘机工作平台利用50T全回转浮吊直接起吊放入钢围堰中心，潜水工水下探摸确认平台抄垫钢板均完全着床且受力良好后，利用50T全回转浮吊将挖掘机吊上万能杆件工作平台，然后开挖。出渣采用一容量7.5m3的出渣斗进行，平均每天出渣300m3，平均第天下沉0.8m。 水下爆破震动下沉 围堰山侧挖掘机已挖至岩，此时P2墩钢围堰内平均水深4m，砂卵石覆盖层平均厚度3.7m，主要为粒径4-8cm的卵石，最大粒径12cm，砂卵石含量60%-70%，经我部反复研究，决定采用2号岩石乳化炸药对钢围堰内砂卵石覆盖层进行水下裸露爆破激振下沉，以促使围堰刃脚落在完整基岩面上，从而提高其承载力。 刃脚处放置药包由潜水工在专业爆破人员的指导下进行，置于围堰刃脚内侧50cm处。由于钢围堰目前偏向下游及北侧，为纠偏围堰及减少一次性起爆药量，采用微差爆破，导爆延期雷管采用1段、3段、5段、7段，共24个药包，每个药包重0.4kg，每个段别重2.4kg，即一次性齐爆药量2.4kg，炸药总重量为9.6kg。具体布置如图5所示（单位：m）。 图5 水下爆破药包布置平面示意图 爆破后，钢围堰平均下沉14.25cm，效果较好。 效益分析 社会效益 涪陵石板沟长江大桥是重庆市涪陵区重点工程项目，由于开工时间比常规水下基础施工晚3个月，工期紧，渡汛压力大。大桥局众多专家均认为度汛压力太大，风险大，不能在本枯水期开工，但在业主的要求下，我司通过论证，决定开工。在这种形式下，施工工期对于我们实际上就是与洪水赛跑的过程，必须分秒必争。但由于在钢围堰下沉过程中，水浅、河床板结，吸泥及抓泥下沉钢围堰效率太低。我部于3月12日开始吸泥下沉钢围堰，至3月16日，5天时间累计下沉15cm。在此种情况下，业主及监理相当着急，业主相关高层领导几乎每天到现场询问进度，改挖机方案后，平均出渣300m3，效率提高了15倍，业主、监理对我司赞不绝口，