浅谈双线特大桥跨某段双壁钢围堰施工技术

 

关键词：双壁钢围堰施工技术

 

1工程概况

 

1.1工程简介厦深铁路(广东段)Ⅳ标韩江双线特大桥跨东溪段主要施工内容：韩江特大桥跨东溪段206#、207#、208#、210#，4个墩基础采用12φ150cm钻孔桩，209#墩基础采用12φ125cm。承台设计均低桩承台。一级承台14.5×10.5×3m，二级承台10.4×6.8×2m。承台挡水围堰采用双壁钢围堰。

 

1.2工程地质、水文地质东溪段水下地质情况：由河床面从上到下岩性为细砂、淤泥质粉质粘土、淤泥质砂、粘土、粗砂。具有高压缩性和欠固结性、低承载力等特点，土层工程地质条件差。

 

韩江特大桥东溪段内，百年一遇水位9.75m，流量7660m3，流速1.424m/s，降水量的年内分配很不均匀，主要集中在汛期4～9月，占全年降水量的81.7％。降雨特点是春夏以峰面雨为主，7～9月多台风雨。正常水位3.5m，河宽690m；2007年该区域最高水位8m，最低水位2.3m；2008年该区域最高水位5.5m，最低水位2.5m；汛期4月至9月，百年流量:Q100=7660m3/s，百年设计水位:H100=9.75m，百年流量相对应的流速:V100=1.424m/s

 

本地区属南亚热带海洋性季风气候。年平均气温在21～23℃之间。常年温度较高，日夜温差小，极端气温变幅不大。

 

沿线冬春季风风向主要为北东向，夏季东南风盛行，平均风速为2.7米/秒。常受热带气旋侵袭，热带气旋风力一般在10级以上。每年5～10月常有台风，风力在8级以上。沿线地区年平均降水量在1300～2100毫米之间，降水量的年内分配很不均匀，主要集中在汛期4～9月，占全年降水量的81.7％。降雨特点是春夏以峰面雨为主，7～9月多台风雨。

 

2双壁钢围堰设计

 

韩江跨东溪施工围堰方案采用双壁钢围堰方案，设计为圆形钢围堰，内直径为19m，外直径为21.4m，钢围堰内外壁隔舱距离为1.2m。

 

正常施工水位3.5m，江底主要为细砂、粘土和粗砂。

 

钢围堰内外壁桁架支撑，在隔仓板处加密。根据施工经验钢围堰内外壁面板采用6mm厚钢板，刃角钢板用14mm厚钢板，以确保围堰的整体刚度。围堰的内外壁做加劲肋，纵向加劲肋采用∠75×50×6不等边角钢；横向加劲肋采用160×12的钢板；内外壁支撑间用∠75×75×6角钢。在刃脚处设置112个1/2375×10×445三角板加强刚度并灌入混凝土，在最底部加∠160×100×12角钢保护刃脚。

 

3施工技术

 

3.1施工场地准备钢围堰结构加工厂场地全部进行混凝土硬化处里，搭设临时码头，靠岸边采用两排钢管、贝类梁和10厚钢板组成钢平台，同时利用200#钢平台。

 

3.2胎膜加工制作为满足工厂化施工要求，提高钢围堰加工精度，形成规模化流水线生产，在钢围堰加工场地内设置8座胎膜。胎膜底座设计成水平，顶部以钢围堰外直径加工成弧度，纵横向间用∠75×75×6角钢焊接成整体。

 

3.3双壁钢围堰加工根据现场勘察、双壁钢围堰设计重量、起重机的起吊能力、及考虑到钢围堰的下水方便等原因。决定采取分节分块加工制做，根据具体情况将双壁钢围堰分成3到4节制造，每节分为8块加工，既钢围堰等分8个竖向隔舱，隔舱板采用8=1.0mm旧钢板;

 

每块外周长:S=3.14×21.4/8=8.404m,

 

每块内周长:S=3.14×19/8=7.461m.

 

现场制作双壁钢围堰分块加工步骤：

 

3.3.1角钢切割：竖向角钢采用∠75×50×6，一般段竖向角钢外间距为52.5cm内间距为46.6cm，加强段的竖向角钢外间距为46.7cm内间距为41.5cm、水平角钢采用∠75×75×6。

 

3.3.2内、外壁板加工：内外壁板采用6mm厚钢板，并且考虑到加工的方便进料是按照圆弧长度进料。每块板的大小分别为7.5m×1.5m和8.5m×1.5m。

 

3.3.3环板加工：水平环板均采用12厚钢板，一般段内外水平环板板宽度为16cm，每节法拉盘采用12厚宽度为28cm钢板，加强段的水平环板宽为20cm，加强环板采用14厚的宽度为10cm的钢板。

 

3.3.4外壁板上胎架

 

3.3.5焊接外环板

 

3.3.6竖向角钢焊接

 

3.3.7水平角钢焊接：

 

3.3.8刃脚角钢焊接：

 

刃脚角钢采用∠160×100×12的角钢

 

3.3.9隔舱板的焊接：

 

隔舱板采用旧10厚的钢板

 

3.3.10焊接完毕编码

 

3.4双壁钢围堰分块拼装

 

各块钢围运到河边临时码头上，并在码头上进行底节钢围堰拼装。

 

拼装步骤

 

3.4.1将码头石屑整平压实，在钢围堰圆弧范围内平铺一层10mm厚钢板，并在钢板上准确放出各单元体轮廓位置。在钢板上焊“π”型支腿，每片钢围堰焊3处，共焊24处。支腿顶面用水平管调平，以保证底节双壁钢围堰底面的平整。

 

3.4.2采用25T汽车吊将单片底节钢围堰吊起后立放在支腿上，加焊10mm厚隔仓板。

 

3.4.3两片底节钢围堰立起后按拼装位置放好，根据对接情况划线割除对接多余钢板。操作时要边拼装，边调整，待全部点焊成型后，方可全面焊接。

 

3.4.4两片底节钢围堰间隔仓板对齐后将内外壁板对焊，对焊完毕后可考虑沿焊缝方向再加一条8cm宽6mm厚加强条，补焊在内外壁板上。

 

3.4.5在最后一片焊接之前，将25T汽车吊开出钢围堰内部，在外部将最后一片拼装完毕。

 

3.4.6在双壁钢围堰内外壁上焊接临时支撑，以备水中钢围堰接高时，摆放电焊机、氧气瓶、乙炔瓶等设备和操作人员站立方便。

 

3.5钢围堰挖泥下沉就位

 

接高钢围堰和挖泥作业交替进行，直至围堰刃脚到达设计高程。在覆盖层中围堰下沉的主要手段是用手抓斗挖泥、用空气吸泥机吸泥，如遇有粘土层时还应配合高压射水。围堰吸泥下沉时应根据围堰位移和倾斜情况调整吸泥位置，以保证围堰在允许范围内下沉。吸泥时还要经常观察围堰内，外水头差，注意随时补水，避免大的翻砂。随着围堰慢慢下沉，围堰上层拉缆随之解除，安装交替倒换上移，并随围堰入水深度增加随时调整拉缆受力状态，使围堰保持垂直。

 

双壁钢围堰下沉完成后，用拔桩机将定位桩拔掉移走，进行周转利用。

 

结论，根据施工段韩江水域水流特点，水中采用双壁钢围堰。由于双壁钢围堰结构刚性好，不怕下沉时翻砂，施工十分安全可靠。