杭州下沙大桥主墩钢围堰施工.

杭州下沙大桥(钱塘江六桥主桥为双幅分离式五孔预应力钢筋混凝土刚构—-连续梁组合体系桥梁，桥跨布置为127+232×3+127m,主桥全长950m,单幅宽度16。75m。

17＃、18#主墩基础为钻孔灌注桩、承台结构，17＃主墩钻孔桩直径Ф2。3/2。0m， 18＃主墩直径Ф2。0m，基桩数量:17#主墩2×13根，18#主墩2×（12+1根（其中每个分离墩各有一根备用桩，钻孔桩深度大于100m(自钻孔平台+10.0m起算。主墩基础承台平面为六边形，平面尺寸25。60m×13.40m，承台厚度5.5m，承台底标高—9.5m,顶标高-4。0m,承台底标高远低于钱塘江最低水位+0.37m和河床面高程+0。4m。

主墩基础施工顺序为先搭设钻孔平台进行桩基施工，再进行钢围堰拼装下沉以及封底和承台的施工。

2.工程特点

大桥施工的重点和难点是要在钱塘江特殊的水文条件—强涌潮情况下进行水下基础的施工，特别是主墩基础钢围堰的施工。从钱塘江上已建三座大桥来看,下沙大桥是距河口最近,涌潮影响和作用最大,河床变化最剧烈，水流条件也最复杂的一座特大桥梁。

大潮周期一般为半个月,持续时间5—7天,涌潮高度1.5～1。8m，根据浙江省河口海岸研究所提供钱塘江六桥工程水文分析报告,推算涌潮压力34Kpa左右，实施期实测涨潮最大流速6。0m/s,落潮最大流速3.0m/s，主墩钢管桩、钢护筒涌潮期冲刷深度根据实测在5.0m左右。

主墩基础承台位置低，埋置较深,需采用钢围堰进行承台干施工。

主墩基础承台的长边为迎水面,用于承台施工的钢围堰要与主墩承台尺寸相适应，由此增大了涌潮作用和水流力对围水结构的影响；同时,如此巨大的围水结构入水后，必将引起水流变化，加剧主墩位置的河床冲刷,将给围水结构的定位和稳定带来不利的影响。

二、钢围堰设计与制作

双壁钢围堰的主要作用和用途是为承台、墩身施工创造一个良好的干施工作业环境,同时应具有抗涌潮和防洪水的能力。因此，钢围堰的施工是主墩基础施工的关键工序之一。

根据水文资料分析，钢围堰设计涌潮压力为34。2kPa。

钢围堰由钢板和型钢焊接而成，围堰壁、分隔仓均为水密结构.经过多种方 案研究、比较，采用上、下游两个分离式钢围堰作为主墩基础的围水结构。 钢围堰平面内尺寸为25.82m×13.6m ，壁厚 1.5m ,底标高与封底砼一致为—14。0m ，顶标高+8。5m ,总高度22。5m ，双壁钢围堰外型尺寸为29.26m×16。60m×22.5m (长×宽×高.主墩钢围堰结构见图1。

13602250 2003。2 1826。8 600 1660 680

钢围堰平面图680 150 150 150 夹 壁 砼 510 778 。0 949 . 6 +8.50 500 500 140 -4.00

米计外,余均以cm计.

-5。00(冲刷线 —10.00(预估冲刷线 钢围堰立面图 150 -9。50 封 底 承 台 —14.00

+7.24（二十年一遇水位 -2.00

0。00（原始河床面 +3.00

图1：钢围堰结构图

钢围堰共分5节,其分节高度及重量见表1. 表一

序 号 名 称 分节高度（m 分节重量( kg 1 第一节双壁 5。1 108675（108162 2 第二节双壁 6 120837（119982 3 第三节双壁 5 112319（111464 4 第四节双壁 5 108155（107300 5

第五节单壁 1.4

12945(12942

※括号内数字为上游幅围堰

钢围堰分片划分关键是受到围堰拼装时起吊设施的起重能力限制，在17#、18#墩的上、下游分别安装有两台桅杆吊，根据桅杆吊的起重能力和吊幅,为保证围堰制作质量以及施工工期，尽量减少水上工作量,每个主墩上、下游围堰

采取不同的分片方案，即上游分9片，下游分12片。围堰分片示意见图2,分片重量见下表。

幅别分片编号重量(t 上游幅 S 1 、S 2 16。5 S 6 12 S 5 、S

7 10。5 S 3 、S 4 、S 8 、S 9 14 下游幅 X 1 、X 3 、X 8 、X

10 10.5 X 2 、X 9 12 X 4 、X 14 5。5 X 5 、X 13 8.5 X 6

、 7 合 X 11 、X 12 合14

根据以上分片方案，结合桅杆吊的起吊曲线，有四个分片S 4、S 8 、X 6 、 7 合、 X 11、 12

合由两台桅杆吊联合作业,抬吊安装，四个分片均由上游桅杆吊吊至23m

处,这时分片一端已经伸至27米位置,达到下游桅杆吊10T起吊区域，两桅杆吊抬吊至下游围堰14T起吊区域后由下游桅杆吊单独作业。上游围堰大分片

S 4、S 8

在两桅杆吊区域内联合作业。 三.钢围堰施工

钢围堰施工分作陆上分片制作和墩位现场接高、下沉两个施工作业环节。17#主墩和18＃主墩分别形成两个施工作业面。每个作业面形成上、下游两个施工作业点,有利于钢围堰施工按流水作业组织生产。

3。1施工工艺流程图 原材料采购 主墩钻孔平台拆除 钢围堰拼装平台搭设

钢围堰陆上分片制作 首节钢围堰拼装 导向定位装置安装 首节钢围堰分仓注水检查 第2节钢围堰拼装接高 第1、2节围堰入水、注水下沉 围堰拼装平台拆除 第3节钢围堰拼装、接高 钢围堰注水、吸泥下沉

第4节钢围堰拼装、接高 钢围堰壁仓砼浇注 钢围堰吸泥下沉到位 钢围堰封底砼浇注 钢围堰封底砼平台及导管准备 第5节单壁钢围堰拼装、接高 围堰四周抛砂袋防护河床 钢围堰设计 挂架安装

3.2主墩钢围堰施工顺序先下游幅1—3节，再上游幅,形成上下游两个作业点交叉进行或视下游三节围堰下沉到位后，在涌潮的作用下的稳定性而定。钢围堰在现场陆上车间分片制作,通过钢栈桥运输至墩位，用两台桅杆吊进行吊装分节组拼、接高、注水、吸泥和浇注夹壁砼下沉到位。 3.3钢围堰拼装平台的安装

首节钢围堰搁置在拼装平台上进行组拼,在上、下游周边已成桩的10根钢护筒上焊接I25牛腿形成拼装平台,根据围堰的分片数量上游设置18个,下游设置24个,然后在围堰内外设置50cm 宽的通道,供施工时人员的行走。 首节围堰施工时的一般高潮位+6.0m ,故拼装平台牛腿的顶标高定为+6.0m ,底标高+3。0m ,牛腿的结构为三角形支撑，均由I25型钢构成。拼装平台牛腿布置见图2。

说明:

1。” ”为牛腿中轴线;

2.” ”为围堰分片线,其中下游围堰分12片,共24个牛腿,上游围堰分9片,共18个牛腿.图2：钢围堰分片与拼装平台牛腿平面布置图

E02

合 E01 E03 E04 合 E07 E08 水流方向 S8 S7 S9 S1 S6 S5 S4 S3 S2

3。4 升降挂架的安装

第一、二节钢围堰在高潮位以上拼接完成后入水，通过在上、下游周边10根钢护筒顶部设置5。8m 高的挂架,每根钢护筒上设两个吊点，共计20个吊点， 然后在第一节围堰顶面以下1.18m 处焊接与吊点角度一致的吊耳，利用20个200KN 手拉葫芦及Ф32。5-6×37-100钢丝绳将第一、二节围堰（总重230t 挂在护筒上.

挂架由Ф203×7mm 钢管立柱及2∠75×8拉杆组成，挂架构造见图3. 3.5 导向系统的安装

围堰抽水进行承台施工

杭州下沙大桥桥址区涌潮大，河床冲淤变化大，深泓线摆动剧烈，钢围堰定位无法采用常规的定位船-导向船系统,必须利用钻孔桩钢护筒作为围堰定位下沉的导向、支撑系统。

+17。1 +11.1 +9.65 8 0 0 2∠75拉杆

φ207*3立柱 吊耳 钢围堰 钢护筒 20t手拉葫芦 拼装平台

图3：钢围堰挂架构造图

+6。0

3.5。1钢护筒的连接

为增加钢围堰下沉时导向系统的刚度，在上、下游已成桩的钢护筒顶标高+7.5m处相互间用Ф800×8m钢管进行连接。

在连接部位的护筒内壁处,用I25型钢做成“十”字撑进行加强。 3.5。2 导向结构

围堰下沉时,围堰所受荷载传递到钢护筒上，在涌潮压力作用下会产生较大冲击力,而且在下沉过程中,钢围堰需进行导向，防止其偏位，因此在钢护筒上设置橡胶护舷,起围堰下沉导向及消能作用。迎潮面设6道橡胶护舷,背潮面设2道木护舷，每道2层，上层顶标高+7。50m,下层底标高+3。0m。为保证钢护筒和钢围堰能抵抗局部冲击力和承压力，在与导向、定位装置接触和连接部位作局部加固。

迎潮面选用的DA型护舷通过在护筒上安装的底座螺栓进行连接,背潮面木护舷通过钢抱箍与在护筒上安装的钢底座进行连接,导向护舷布置见图4。

在上游幅桩号为W01、W02、W03、W04、W09、W12，下游幅桩号为E01、E02、E03、E04、E09、E12对应的钢护筒+7。5m、+3.0标高处按角度焊接护弦支座,为保证支座安装的垂直度,在安装时首先利用垂球吊出护筒的倾斜度，找出在护弦长度范围内上下点的偏差值，以便控制护弦支座高度。

导向装置立面布置图夹壁砼 水位+3。0钢围堰

A A A-A截面 橡胶护舷布置大样 钢护筒

钢围堰内壁边线 导向装置

（橡胶护舷 橡胶护舷 水位+7。5下 游 侧B B

钢围堰内壁边线 钢护筒木护舷

B—B截面 木护舷布置大样 图4:钢围堰导向布置图 3.6 首节钢围堰的拼装

钢围堰拼装、安装前的准备工作就绪且拼装牛腿焊接完成后进行首节围堰转运、拼装.

3.6。1 围堰单片就位与拼装

首节钢围堰分片按顺序拼装,下游钢围堰X 9片由上游桅杆吊传置下游,由下 游桅杆吊起缓缓落置对应的牛腿上，经测量校核围堰的定位点及垂直度无误后,用I12型钢将围堰内侧与护筒之间焊接，使其临时固定及限位，桅杆吊松钩,这样第一片围堰作为定位基准块,吊车再起吊X 10和X 8片，两片接口处以

已修好的一边为基准，修整另一边,余量大小以保证横向支撑间尺寸为准,两接口通过手拉葫芦拉拢，余量割除后直接点焊，吊装一片后就位一片,12片围堰依次就位完毕。

上游钢围堰的拼装工艺同下游。

首节钢围堰12片（或9片待全部组拼,经测量校核其平面位置及垂直度均合乎要求后,利用6m 长挂梯依次满焊12条（9条大合拢竖向缝。 首节钢围堰施焊完毕,分隔仓对称注水进行水密性检查.

3。6.2围堰下放吊耳的安装

围堰下放吊耳是挂架用来升降第一、二节围堰的重要部件,上、下游各设有20个，吊耳安装在第一节围堰顶面以下1.18m 的内壁板上，安装的角度应与挂架顶口的吊点一致,要求在内壁板上吊耳位置的内外侧局部用δ12mm 钢板加强，内侧面加20×50cm 板,外侧面在环板处加20×20cm 的三角形劲板。

3.7 第二节围堰的接高下沉

首节钢围堰拼装完成后，在首节围堰顶口以下1。2m位置,沿内外壁搭设操作平台。

在第一节节间环板上直接按顺序分片安装,第二节围堰焊接工艺同第一节,上、下节定位可用码子固定，测量校核其垂直度。

接高完成后,拆除操作平台，围堰内外壁不应残留施工部件，准备下沉第一、二节围堰.

3。8围堰下放、注水下沉

利用20个性能完好的200KN的手拉葫芦、40根2m长直径Ф32.5的钢丝绳和20t的卡环将围堰吊在升降挂架上。

选择小潮期间,在现场专人统一指挥下，40名操作工人同时向上将200KN手拉葫芦链条收10cm，使钢围堰脱离牛腿支撑,此时检查链滑车及吊耳受力状态,确定滑车及吊耳等悬挂系统无变形后割除钢护筒上的牛腿，注意牛腿要割除干净不留突出铁件,避免造成围堰下沉困难.

牛腿全部切割完毕,检查护筒及围堰内外壁上无残留的施工物件后,由指挥长统一指挥下,同时均匀放松倒链,以每一声令下放10cm为原则，使围堰在导向系统作用下徐徐入水,此时用20根9m长Ф32。5mm钢丝绳换钩,重新倒链后再下放.围堰入水2。8m后自浮,此时取走手拉葫芦及钢丝绳.

用10台30m3/h潜水泵分别向10个舱内注水，钢围堰在配重水作用下徐徐下沉，同时测量观测围堰的顶面高差,通过隔舱内的注水量调平，待围堰的干弦高度在3m以上时,停止注水。

钢围堰停止下沉后立即用10个50KN手拉葫芦与钢护筒水平连接,调平钢围堰进行第3节钢围堰对接拼装。

3.9 第三节围堰的接高下沉

第三节围堰接高完成，解除围堰与护筒的连接,采取吸泥和注水的方式下沉.吸泥机采用Ф250×8mm刚性导管配备20m3的空压机,一个主墩用4套导管配弯头、软管和2台20m3的空压机及注水水泵，第三节拼完后开启空气吸泥机，进行围堰刃脚周边吸泥,以最快的速度使钢围堰入泥下沉，在大潮来临前,保证钢围堰下到3m以上的入土嵌固深度，确保钢围堰的稳定.

3。10第四节钢围堰的接高下沉

当钢围堰下沉系数不足时，采用水下刚性导管法分仓浇注夹壁填仓砼(C20,一是填仓压重，二是满足承台施工时对双壁钢围堰结构的强度和刚度要求。

根据计算,第四节围堰下沉采用夹壁对称浇注砼和吸泥下沉。 3.10.1夹壁砼浇注

在围堰大隔仓内对称布置二根,小隔舱中间及箱梁内布置一根共计20根20m 长的水下刚性导管及浇注漏斗，导管用5t手拉葫芦及钢丝绳悬挂在夹壁桁架上。

砼浇注按对称原则,从两个方向开始浇注，浇注过程中,浇注速度尽量一致,一定要保证围堰顶面水平。

每根导管浇注时首批砼封底,砼通过3m3吊罐经桅杆吊注入浇注漏斗，经导管至围堰夹壁内。每根导管前后两次砼补料时间不超过90分钟。

每个隔仓内夹壁砼浇注高度10m,经测量检查至设计标高后停止浇注,保证砼的浇注量满足下沉系数要求,使钢围堰在导向系统的导向下均匀下沉.

3。10。2 空气吸泥机吸泥

钢围堰下沉时，吸泥应尽量在中间区域进行,将4台吸泥机搁置在围堰的中间区域同时进行吸泥，保证钢围堰周边刃脚埋深均匀一致,同时测量对钢围堰的平面偏差、垂直度及时观测，通过调整吸泥位置及时对钢围堰纠偏、调位.同时利用钢护筒作导向，采用软性连接进行调整、固定钢围堰。

3。10。3围堰下沉至设计标高

钢围堰下沉至设计标高—14m后，围堰内继续吸泥至标高-15m，潜水员下水,用高压水枪对围堰刃脚内侧,钢护筒周边进行冲洗,清洗这些部位,使内侧与封底砼有良好的握裹.

3.11 河床的防护

钢围堰在下沉过程中和下沉到位后，将引起水流流态变化，导致主墩附近河床过度的局部冲刷,影响双壁钢围堰的稳定。

3.11。1第三节围堰下沉着床后，每次涨潮后观测围堰周边的河床冲刷情况，河床冲刷标高超过—8m时即开始对围堰周边防护.

3.11.2迎潮面拟用钢筋笼抛袋装砂在10m范围内防护,背潮面拟用堆码袋装砂防护。

3。11。3观测防护效果,及时重新抛填。

3.11。4封底前潜水员水下沿围堰周边码砂袋找平基底。 3。12 封底砼施工

封底砼在钢围堰下沉到位后即可进行，采用刚性导管法浇注水下封底砼.砼数量为1100m3,布置14根Ф273mm导管。

砼采用后场搅拌站集中搅拌供料,砼搅拌运输罐车通过栈桥运料至现场，泵送至布料杆进行布料入仓.预计砼浇注时间20小时,水下砼配合比缓凝时间≥36小时。

在封底砼施工前，围堰内泥面用2层袋装砂作封闭处理,防止浇注砼夹入泥砂,降低封底砼的性能。

钢围堰下沉就位后,在小潮期间进行封底砼施工,并

在大潮到来之前封底砼达到一定的强度，确保封底砼结构安全。 3。13第五节钢围堰施工

封底砼完成之后，接高第五节单壁钢围堰。 四。结语

4.1 主墩四个围堰下沉到位后，通过测量，围堰平面位置偏差均在规范允许范围内;

4。2 尽管在桩基施工时曾反复交待,但在围堰下沉过程中,仍遇到很多掉在水中的铁件,特别是掉在围堰内壁的一根导管给围堰下沉带来了困难，后经潜水员水下切割才将其清除掉，该教训对今后施工组织和现场管理起了警示作用，使我们积累了经验,在类似工程中会有帮助。

4。3 在第一、二节钢围堰下放入水时，选择在潮水过后，平潮时进行围堰下放，由于水位升高，降低了围堰下放高度,也不必换钩,大大减小了工作量，加快了施工进度,合理利用潮水为施工服务。

4.4围堰导向系统迎潮面布置在6根护筒上,背潮面布置在2根护筒上,在下沉过程中，由于不均匀取土，潮水冲刷，加上背潮面导向护筒较少,护筒被挤瘪,使围堰向下游产生较大偏斜，化很大精力才纠正过来,后来通过均匀取土，因下游受潮水冲刷,主要是加大上游侧的取土量，以及增加背潮面导向护筒，效果较好。