福州市琅岐闽江大桥主墩单臂钢吊箱围堰整体下放控制技术
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摘要：跨江大桥的施工关键工序就是水中墩基础的施工,通常采用的方法就是钢围堰施工，其作用是通过吊箱围堰侧板和底板上的封底砼围水，为承台施工提供无水的干燥环境。钢围堰施工时要充分调查和摸清现场的地质水文条件及设计要素后进行围堰设计及下放封底，在同类大型临时工程中，基本上采用计算机智能控制系统来完成围堰下放控制工作。福州市琅岐闽江大桥4#墩钢吊箱围堰结构尺寸达13828m3，自重达853T，受入海口潮汐及波浪力影响大，水文地址情况复杂，因此下放难度大，下放精度不易控制，现场施工通过精密方案部署与实施，采用传统的人工同步下放技术取得了预定定位精度。下面以福州市琅岐闽江大桥4#墩钢吊箱围堰施工下放情况为列进行说明。
中图分类号：TU473.5 文献标识码： A
围堰设计系统概况：
福州市琅岐闽江大桥4#围堰设计为单壁吊箱钢围堰，围堰主要由底板系统、侧板系统、围堰下放系统、围堰悬挂系统和围堰内支撑系统组成。围堰长48200cm，宽30200cm，高9500cm，底板系统主要由大龙骨（2HN500*200）、小龙骨（工28a）和底板组成；侧板系统主要由侧板（HN350*175+δ6mm面板组成）和侧板与底板连接绞座组成；围堰下放系统主要由下放支架、下放次分配梁（4片一组贝雷梁）、型钢分配梁、下放吊杆（φ32mmⅣ级钢筋）和下放油顶（150T与250T油顶）组成；围堰悬挂系统主要由悬挂分配梁、型钢分配梁、悬挂吊杆（2[20b）和连接绞座组成。围堰内支撑系统主要由圈梁（2HN500*200）和支撑钢管桩（φ600*8mm和φ800*8mm）组成。围堰设防水位为+6.0m，围堰底板标高为-2.0m，封底砼厚度为1.6m另外再浇筑0.4m厚度现浇层，封底砼总厚度为2.0m，内支撑标高为+6.5m，围堰侧板高度为12m。
附图：
围堰整体施工方案概述及工艺流程
4#墩围堰总体施工方案为：在底板标高+5.0m处完成围堰拼装，然后利用下放装置将围堰整体下放至设计标高（底板标高-2.0m），再利用围堰悬挂装置将围堰悬挂固定牢固，再由潜水员将护筒周边封堵密封后，浇筑围堰封底混凝土，待封底混凝土强度达到要求后进行围堰内抽水清基，浇筑垫层混凝土，形成干燥的承台施工作业环境，待承台施工完成后将围堰侧板和内支撑拆除，完成围堰施工。围堰施工步骤：
步骤一：钻孔桩完成后拆除钻孔施工平台，并将钢护筒割除至围堰挂设所需标高；
步骤二：围堰拼装；
按照围堰设计图纸要求在指定钢护筒上安装围堰拼装牛腿，在拼装牛腿上安装大龙骨，再在大龙骨之上安装小龙骨，然后安装围堰底板，完成底板系统安装；
在设计位置安装下放分配梁，并安装下放贝雷分配梁，完成下放系统安装；
在钢护筒上安装吊挂分配梁，然后安装封底吊挂吊杆，完成围堰封底吊挂系统安装
在围堰底板上拼装临时支架作为施工平台安装围堰内支撑体系，然后利用内支撑圈梁作为导向安装围堰侧板，并将侧板与底板连接绞座焊接牢固，完成围堰拼装施工。
步骤三：围堰下放、堵漏；
围堰拼装完成后利用下放装置逐步将围堰整体下放至设计标高，然后由潜水工将护筒周边封堵密封后，安装围堰剪力键。
步骤四：围堰封底；
在围堰封底吊挂分配梁上布置封底导管，根据设计要求分舱进行围堰封底混凝土浇筑；待封底混凝土强度达到85%以后开始拆除封底吊挂系统，将围堰侧板处联通孔封堵密实，围堰内抽水，并将围堰封底混凝土表层淤泥清理干净，将剪力键钢筋与钢护筒焊接牢固，然后浇筑围堰封底表层垫层混凝土。
围堰下放前准备工作
下放吊杆按照10cm一个刻度做好标识：为了保证围堰下放同步性，将所有下放吊杆均按照10cm一个刻度做好标识，并在围堰横桥向侧板上布置绝对标高观测点。在围堰下放过程中通过下放吊杆长度和测量人员观测围堰下放的绝对高度两个方面共同观测围堰各部位下放量，确保围堰均匀同步下放。
河床标高测量：由于围堰拼装过程时间长，在围堰下放前对河床标高重新进行已经测量，河床标高应低于-3.0m标高，如不满足要求则需要组织对超高部分河床进行清淤，确保围堰能顺利下放就位。
围堰拼装质量验收：由于围堰下放后大部分结构将淹没入江水中，在后续工作中无法再进行检查、补强等作业，因此在围堰下放前需组织技术人员对底板系统、侧板系统、围堰下放系统、围堰悬挂系统和围堰内支撑系统进行检查验收，确保结构尺寸、焊缝、螺栓等构件满足设计要求。
打开围堰侧板连通孔：打开围堰侧板上的连通孔，围堰侧板上设置有16个连通孔，其目的是保证围堰封底施工过程中围堰内外江水连通，使围堰内外水位保持平衡，在围堰下放前需要将连通孔打开。为了防止联通孔盖板丢失可将盖板通过单个螺栓栓接在联通孔处。
下放施工平台通道布置：下放施工过程中每个下放操作点将由4~6名作业人员，1~2名指挥人员在此处进行工作，因此需要在下放作业点上布置施工平台，确保所有作业人员施工安全。在围堰拼装过程中，下放支架的人员上下可以通过围堰底板至下放支架，围堰下放后，底板将没入江水中，需要将下放作业人员通道转换至通过吊挂贝雷梁上。
围堰拼装牛腿割除：首先利用下放油顶提升围堰20cm，固定下放吊杆将围堰固定牢固，然后在退潮至河水面标高至+2.0m处时人员乘坐救生小船至拼装牛腿处将拼装牛腿割除。
潜水设备准备：由于围堰下放到一定标高后，底板将没入江水中，在江水水流作用下及受到护筒倾斜度各不相同的影响下，围堰底板将可能在个别孔位处与钢护筒顶死，阻碍围堰正常下放，因此需要在下放前安排潜水工值班，并将潜水设备检修就位，确保在围堰下放过程中如有情况，潜水工可以马上下水作业。
下放过程中施工步骤
将下放油顶油缸伸出15cm后，将下放上分配梁固定牢固；
油顶继续提升围堰提升3cm，此时围堰重量将由上分配承受，下放下分配梁将松开，将下分配梁固定螺母向上调整10cm；
确认12个下放点均完成调整后，然后统一指挥，12个点油顶同时均匀同步卸载，使得油缸伸出量缩小10cm；
固定下放下分配梁螺母，完成围堰下放10cm；
确认所有下放下分配梁均固定后，继续将油缸收回，此时围堰重量将由下分配承受，上分配梁将松开；
将上分配梁固定螺母向上调整10cm；
下放油顶顶升10cm（保证下放油顶油缸伸出15cm后），将上分配梁固定螺母固定牢固，开始下一循环下放操作；
⑻ 循环2～7步骤操作，按照每循环下放10cm，逐步将围堰下放至设计标高（-2.0m）；
由于钢护筒在切割时，护筒顶面可能切割得高低不平，在最后一个下放行程中要注意观察钢护筒与围堰悬挂分配梁之间是否顶死；
围堰下放至设计标高后，将悬挂分配梁与钢护筒之间用靴块抄垫牢固，
围堰悬挂装置检查签证，所有悬挂装置均固定牢固后，解除围堰下放；
（图1 安放下放系统构件八爪受力平台）
（图2：安装下放后转换系统悬挂吊杆）
（图三安装下放千斤）
（图4下放到位并固定悬吊杆件）
围堰整体平面及高程监测
在围堰下方过程中，轴线偏位共布设4个观察点，分别是顺桥向，横桥向共两个。高程观测点共布设6个。
平面观测：
顺桥向琅岐侧在下方至5.7m时产生最大偏差，轴线偏位为48mm。
顺桥向亭江侧在下放至2.3m时产生最大偏差，轴线偏位为52mm。
横桥向上游侧在下放至7m时产生最大偏差，轴线偏位为-54mm。
横桥向下游侧在下放至3m时产生最大偏差，轴线偏位为-33mm。
待围堰下放完成后次日，在潮水最不利工况条件下，对围堰平面位置进行复测：琅岐侧轴线偏位为33mm，亭江侧轴线偏位为43mm，上游侧轴线偏位为-54mm，下游侧轴线偏位为-14mm。围堰整体结构平面尺寸均比承台设计尺寸大100cm，平面位置满足施工要求。
高程观测：
待围堰下放完成后次日，在潮水最不利工况条件下，对围堰标高进行复测，复测结果为：测点1偏差-5mm，测点2偏差-26mm，测点5偏差22mm，测点6偏差37mm。通过高程监测结果标明，围堰整体下放均匀，各下放点受力通过千斤顶油压表校正均匀，同步性满足施工控制要求。
总结：福州市琅岐闽江大桥围堰下放到位，封底混凝土浇筑完成，经抽水清淤后，围堰内几乎无渗水现象，为承台施工提供了干燥的施工环境，大桥桩基为深水高桩大体积承台，实践证明采用单臂钢吊箱围堰进行设计施工，取得了一定成效。
速度快，节省工期，充分利用桩基施工钢护筒作为拼装和下放承重构件，围堰构件采用后场加工，破桩头清淤工作同步进行。从开始拼装到下放到位仅用了1个月左右时间。
质量保证高，围堰整体结构设计合理，定位准确，无渗漏现象。
效益好，采用单臂结构形式，侧板又兼做承台模板作用，下放系统采用人工同步，因此极大的节约了费用。
参考文献：福州市琅岐闽江大桥施工组织设计
黄志峰钢吊箱围堰结构设计