论大型钢吊围堰的浮运与定位施工技术
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摘要：在武汉二七长江大桥基础施工过程中，基础采用双壁钢吊箱围堰法施工，为保证围堰施工质量，钢围堰在江北的船厂整体制造，利用气囊整体下河，下河后浮运至墩位并定位，以满足钻孔桩施工及承台施工的要求。通过对4#墩双壁铜吊葙围堰的浮运及定位的阐述，较详细地介绍大型钢吊箱围堰的浮运与定住施工技术。
关键词：双壁钢吊葙围堰；浮运；定位
中图分类号：F287.7
文献标识码：A
文章编号：1672-3198(2009)09-0269-02
1 主要施工流程
2 机具材料准备
围堰浮运临时材料设备如下：主拖轮，6000马力，1艘，围堰浮运时顶推；帮拖轮，2640马力，2艘，围堰浮运时护航；卷扬机，15吨，3台，抛锚船、拖拽船上使用。卷扬机，5吨，4台，围堰上过拉缆用；发电机，265kw，3台，前后定位船及围堰上提供动力电源；920钢丝绳，200m／根，2根过拉缆时作牵引索；φzO钢丝绳，150m／根，4根。备用；交通船，100吨，1艘，吊船，35吨，1艘，挂索、过前拉缆；指挥艇，1艘；电焊机，4台；氧气割刀，4套；扳手、铁锤、梢链、八挂头千斤绳、白棕绳、2吨、5吨导链数台。
3 钢围堰浮运、定位
3.1 浮运前准备
(1)机具准备。
围堰顶上2台卷扬机，每台卷扬机各准备一根长200米，直径为φ20毫米的钢丝绳，在浮运时过各拉缆和边缆，作牵引索用。(因为拉缆较粗、较重，当后拉缆或边缆过到围堰处后，在吊机操作不便时，可以用此钢丝绳牵引边缆、拉缆到围堰顶面上去连接固定，并可以利用此钢丝绳对边缆预收紧后再将边缆与相应的滑车组连接)。
(2)拉缆接头制作准备。
围堰下水后，围堰上的下层拉缆锚固装置将被淹没在水下，故在围堰下水前，将围堰的拉揽两端制作成八卦头，一端与围堰的锚固装置连接好，其余部分都盘码在围堰顶面放好。
(3)围堰顶布置准备。
钢围堰下水浮运到墩位后，应在最短的时间内将围堰与定位船连接好，利用锚碇系统稳定围堰以保证围堰的安全，因此，围堰浮运前应将准备工作尽可能做完善，给围堰浮运定位交接创造条件。
(4)浮运前的检查。
①按照锚碇系统设计图，对所有锚碇设备进行全面检查调整，所有拉缆均应整理好盘放在规定的位置。
②围堰上应备足救生衣、救生圈等安全设备，置于显眼位置，围堰顶面清理干净。
③掌握浮运当天及以后二天气象资料，要求浮运当天江面能见度好，无三级以上大风，无中雨，以后两天无五级以上大风天气；测量主河道水流流速。
④浮运作业的所有人员进行明确分工，各船只按事先规定的信号统一指挥工作。
3.2 围堰下水后的状况
由于长江水位的不断下降，围堰下水后靠岸边侧搁浅；围堰下水处位于天兴洲大桥下游的北汊河道，此河道为非主航道，由于水位的快速下降，河床淤积严重，目前许多地方水深已不足3m，大马力拖轮已无法进入此水域进行围堰顶推浮运作业。
3.3 围堰拖拽至深水区
围堰拖拽步骤：(1)利用抛锚船在围堰下水处南面400m处抛投2个6t铁锚，并收紧锚绳；(2)由小拖轮(340匹，吃水1.5m，满足吃水要求)带拖拽船至围堰处，使拖拽船尾部尽量与围堰下兜揽装置靠近，将拖拽船上的拉缆与下兜揽的备用柱连接；(3)拖轮带着拖拽船向抛锚船靠拢，在靠拢的过程中不断下放拉缆，最后将拖拽船与抛锚船采用钢丝绳连接在一起；(4)通过抛锚船上的发电机开动拖拽船上的卷扬机收紧拉缆，调整两根拉缆对称受力，缓慢地将围堰拖拽至深水区内；(5)收绞锚绳将两艘船向江中移动，为围堰让位；(6)待命的800匹拖轮和540匹拖轮组队调整围堰方向，并临时稳定围堰；(7)起出抛锚船前2个铁锚，挂设在抛锚船前头。至此，围堰拖拽至深水区的工作完成。
3.4 浮运航道布置
近期请武汉航道部门对天兴洲北汉河床进行了测量，结果表明天兴洲洲尾处河床淤积严重，大部分水域水深已不足2m，已经无法满足围堰浮运的要求，通过天兴洲北汊往上游还能布置出一条航道，因此围堰浮运路线定为由天兴洲北汊往上游浮运至墩位。
通过北汉向上游浮运的航道情况：围堰入水处上游1000m～1500m左右有一段水域水深情况比较复杂，水深由3m～6m不等，在此水域浮运前需设置简易航标，保证航道内水深不小于3m，宽度不小于80m；再向天兴洲桥过去，水深逐渐变大，天兴洲桥位处水深为13m～14m；天兴洲桥上游水域水深逐渐变小，朱家河至洲头约1500m水域水深2.5m～4m不等，此水域在浮运前需要进行疏浚，疏浚完成后设置简易航标；朱家河上游至油库码头航道满足浮运要求，到油库码头后围堰从长江北汉浮运至南汊主航道，最后沿着南汉主航道浮运至墩位。
为了让浮运船队到达后能够从下游沿直线经由后定位船位置通过，在定位船抛锚和预绞后，将前、后定位船之间的对拉连接绳解除，通过收绞后定位船北侧边锚锚绳，将后定位船向北侧移动60米左右。
3.5 浮运动办
钢围堰浮运动力共计三组，分别如下：
(1)小马力拖轮组。
小马力拖轮组由1艘800匹拖轮和1艘540匹拖轮组成，采用顶推为主，帮拖辅助的方式进行，负责围堰在天兴洲北汉航道的浮运，直至围堰浮运到油库码头。小马力拖轮组布置见下图：
(2)拖拽装置。
围堰拖拽装置在上面已经提及，其主要作用如下：
①围堰下水后，将围堰拖拽至深水区自浮。②在围堰通过天兴洲大桥时，作为围堰的浮运动力。天兴洲大桥北汉主桥通航孔主跨80m，实际通航宽度60m左右，围堰宽度为35m，为了确保在过天兴洲桥时的浮运安全，采取前端拖拽，拖轮控制围堰摆动的方法通过大桥。具体操作如下：围堰浮运至天兴洲桥下游深水区后，340匹拖轮带着抛锚船在天兴洲桥上游侧350m左右抛投2个6t铁锚。并收紧锚绳；围堰浮运至天兴洲桥下游侧与桥墩10m左右时稳住，340匹拖轮带着拖拽船与围堰连接拉缆；收紧拉缆、解除围堰帮拖的540匹拖轮，至桥上游侧待命；通过拖拽船上的卷扬机将围堰向上游拖拽150m左右，直至围堰完全通过桥孔，在拖拽的过程中，主顶推的800匹拖轮负责控制围堰的摆动，确保围堰沿直线拖拽；540匹拖轮与围堰靠帮，解除拖拽系统，继续顶推浮运至油库码头。③围堰拖拽装置也是一个应急装置。当围堰在北汉浮运时，万一出现围堰局部搁浅等意外情况时，立即利用拖拽装置将围堰拖拽至深水区自浮。
(3)大马力拖轮组。
大马力拖轮组由1艘6000匹拖轮和2艘2640匹拖轮组成，采用顶推为主，帮拖辅助的方式进行，负责围堰在南汉主航道的浮运；围堰浮运时大拖轮组在油库码头待命，小
拖轮组将围堰浮运至此后，利用大拖轮组替换小拖轮组，将围堰浮运至墩位。大马力拖轮组布置见下图：
3.6 浮运至墩位处的交接
(1)围堰在拖轮组的牵引下，从船厂下水处出发，沿着制定的航行路线到达桥位处。
(2)拖轮船队拖带围堰前行，当围堰行至离前定位船下游约100米处，拖轮组减速慢慢将围堰向前定位船尽量尾部靠拢(保持3米左右距离)，但不能撞击前定位船，并将围堰稳住，此时将事先准备在围堰上的连接临时拉缆的白综绳从围堰上甩到前定位船上，操作人员通过白棕绳将临时拉缆与前定位船山将军柱连接(注意，钢丝绳应系成交叉缆)；之后，拖轮拖带围堰向后溜放3m左右稳住，与前定位船之间保持3m～5m的距离。
(3)围堰停稳以后，利用停靠在前定位船边的35T浮吊依次将挂在围堰顶面上的拉揽的引出接头过到前定位船上，与前定位船上相应的滑车组‘连接。连接操作要依次一根一根的进行，先连接下层的拉揽，连接好后利用围堰顶面布置的卷扬机打梢将拉缆的中间部分慢慢放入水中，再连接上层的拉缆，同样用卷扬机打稍将拉缆的中间部分放入水中，绝不可使各拉缆之问相互交叉缠绕。
(4)8根前拉缆下放完毕后，主顶推拖轮微向前顶，解除系在围堰前端的φ28mm临时拉缆；围堰在拖轮组的控制下缓慢的向下游溜放滑行，当围堰滑行到4#墩位处时，上游侧的主拉缆相应被绷直受力，调整前定位船上的滑车组使各拉缆受力均匀；解除北帮拖航拖轮和主顶推拖轮，留下南侧帮拖继续控制围堰的横向稳定。
(5)在钢围堰过前拉缆的同时，另外一组事先安排好的人员通过收绞后定位船南侧，边锚和临时顿水锚等方法(必要时用540P拖轮帮忙)将后定位船从临时停靠点向围堰靠拢；为使后拉缆连接方便，在尾锚绳长度允许的情况下，尽量使后定位船向围堰尾部靠近。
(6)利用一艘机驳从后定位船上过一根直径φ20mm的牵引钢丝绳到围堰上将后拉缆从围堰上牵引到后定位船上。方法如下；
①将机驳与后定位船临时靠帮，从后定位船上将牵引绳过到机驳上盘好并打梢固定；②用机驳带着牵引绳至围堰处(机驳前进的同时，注意控制抛放牵引绳)；从围堰上放下盘放在上面的后拉缆活头到机驳上。下放拉缆采用人工下放，利用围堰尾部的卷扬机打梢(通过围堰前后的将军柱转向)，控制拉缆下放速度并确保下放过程安全；③用卡环将后拉缆活头与牵引绳连接，解除牵引绳与机驳的打梢(解梢时要注意安全)；④后定位船上的卷扬机收绳，围堰上的卷扬机放绳，围堰上的打梢点到达围堰尾部时，利用围堰尾部的将军柱打梢移动卷扬机打梢点并继续放拉缆，最后，利用将军柱打梢拆除卷扬机打梢点并甩梢将拉缆完全放入水中，后定位船上的卷扬机继续收绳将后拉缆过到后定位船上，与滑轮组连接；⑤各拉缆分别与滑车组连接好以后，放松临时领水锚绳，将后定位船向下游其设计位置溜放，利用后定位船上的滑车组预收紧尾锚绳，同时也要注意调整后拉缆受力一致；⑥围堰前后拉缆全部安装完毕，利用卷扬机调整拉缆，使其全部拉直受力之后，即可解除最后一艘帮拖拖轮，至此，围堰浮运、交接完成。
3.7 围堰初定位
用抛锚船抛设围堰边锚，过锚锚绳到围堰上与相应的滑车组连接，再同时预收紧围堰边锚，进行围堰初定位。
抛锚时拖轮带着抛锚船和边锚到围堰处，将锚绳与锚链相连后，在设计位置先抛设围堰的4个下层边锚，过锚缆到围堰上与滑车组连接，对称收紧围堰下层边锚，然后再抛设围堰的4个上层边锚，过锚缆到围堰上与滑车组连接，对称收紧围堰上层边锚，这样围堰初定位完成。