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墩位后采用了“锚碇系统+前定位船”的定位方案完成了钢围堰的水中精确定位。 该施工方法为桥梁深水基础施工钢围堰制造、下河浮运及锚碇定位提供了示范作用。 关键词：双壁钢套箱围堰；整体拼装；U形浮箱；气囊滑移入水；锚碇系统
Technology of Cofferdam Sinking and Fixing for No.6 Pier of Nanjing Dashengguan Yangtze River Bridge
Abstract: 2 m high steel cofferdam with double wall pouringjacket without bottom was employed as water retaining struc- ture and drilling platform for bearing platform construction of No.6 pier of Nanjing Dashengguan Yangtze River Bridge. The14.5 m high bottom part of steel cofferdam was manufactured separately at the factory and assembled together at the river bank.U shape steel buoyancy tank was set at the bottom of the cofferdam as bearing structure between air hags and cofferdam.The air bags were arranged parallel at both sides of buoyancy tank and slid into river slowly with the self weight of the cofferdam under control of rear traction force.The location by "anchor system plus prelocalization boat"se- cured the accurate position of the cofferdam in water afer it had been floated to the pier.This construction method has provided an example for the manufacture,floating transportation and anchoring of steel cofferdam in construction of bridge deep water foundation. Key words:steel cofferdam with double wall pouring jacket;integral assembly;U shape buoyancy tank;air bag sliding into water;anchor system
1 工程简介 1.1 主墩结构简介 新建南京枢纽大胜关长江铁路大桥工程位于既有 南京长江大桥上游约20 km、已建成的南京长江三桥 1.55 km 的大胜关桥位。其中主桥为(108+192+2×336+192+108)m 连续钢桁拱桥，是京沪高速铁路、 沪汉蓉铁路和南京市地铁共计六线铁路跨越长江的 通道。 大桥主桥6号主墩采用46根直径为2 .8 m 的 钻 孔桩基础，钻孔桩按纵向5排、横向10排行列式布置。 桩底标高- 120.0m, 桩顶标高- 13.0 m, 桩长107 m; 钢护筒直径为3.2 m, 护简底标高-43 .0m, 护筒顶标 高为+10 . 0m, 钢护筒总长为53 m; 圆端形高桩承台 平面尺寸为34 m×76m, 底面标高- 13.0 m, 顶 面 标高-7.0 m;墩座厚4.0 m。6号墩钢套箱围堰长80.2m, 宽38.2m, 高27m, 双壁间距为2 m。底节钢围堰高14 . 5 m, 重 约 2000 t,钢围堰结构总图如图1所示。 1.2 水文条件 大胜关长江大桥桥址河段处于感潮区内，潮汐为 不正规半日潮，潮差较小，水流受上游径流控制基本为 单向流。河床演变即造床作用主要受上游径流控制， 平均涨潮时间约3.9h, 平均落潮时间约8.5 h; 最高潮 位+8.31 m, 最低潮位-0.37 m, 汛期最大潮差 1.27m, 枯水期最大潮差1.56m。 长江流域以雨洪径流为主，每年5～10月为汛期， 11月～翌年4月为枯水期，1月或2月水位最低，设计 洪水时主流表面最大流速为2.28 m/s。6 号墩位于长 江主河槽北侧，河床面高程-8.91～-9.94 m, 施工常 水深约15 m。
(a)6号墩双壁钢套箱围堰立面图
1/2内支架平面 (b)钢围堰井壁图 图1 钢围堰结构总图(单位：m)
2 6号墩基础施工总体方案 6号墩基础施工采用双壁钢套箱围堰+无导向船 锚碇定位方案，壁厚2 m 的无底钢套箱围堰作为承台 施工的挡水结构，兼作为钻孔桩施工平台。套箱围堰 分为底节(h=14.5m) 和顶节(h=12.5m)2 大节段。 底节围堰在拼装完成后整体滑移入水，浮拖至墩位处， 通过锚碇系统定位，插打16根定位钢护筒，挂桩后形 成钻孔平台，进行钻孔桩施工。钻孔桩施工完成后，大 型吊船水上接高围堰，解除挂桩系统，围堰下沉着床， 万方数据 通过吸泥、射水、压重等措施下沉围堰至设计标高，封 底，围堰内抽水，施工承台和墩身。 3 6号墩底节钢套箱围堰滑移下河及 浮运 3.1 6号墩底节钢围堰入水方案 6号墩底节双壁钢围堰在工厂分块制造、长江大 堤外滩地上拼装后采用气囊法整体滑移下河。底节钢 套箱围堰因其刃脚形状和滩地条件等特点，不能直接 采用垫橡胶气囊抄垫滑移下河，故采取在围堰底部设置U 形浮箱，气囊按要求排列在浮箱底部。浮箱在滑 移过程中作为围堰和气囊之间的承载梁，并在围堰下 水过程中可为围堰提供部分浮力。围堰通过其自重分 力下滑，后方设置地锚及牵引系统以控制下滑速度，确 保钢围堰平稳缓慢地滑人水中。 3.1.1 围堰拼装场地加固处理 为便于钢围堰能够在自重的作用下顺利滑移入 水，围堰的拼装场地设在长江大堤外1:28坡度的滩地 上，拼装前地基经夯实处理，自拼装场至水边区段采取 铺洒石灰土的办法进行地基加固处理，以满足围堰向 前滑移时气囊对地基的压力强度。 对围堰滑道前端近水区的边滩区域采取抛石挤淤 后吹填细沙，并使近水前沿形成一定水深的陡坎，确保 围堰滑移到该处时后端不至被搁浅。 U形浮箱底用钢支墩沿浮箱龙骨布设，钢支墩在 滑移气囊充气完成后撤除。 3.1.2 围堰入水处河床清理 围堰滑移前，将围堰拼装区前沿水边至水深7 m (围堰自浮的吃水深度及浮箱的高度约6m) 的范围内 河床面障碍物清除掉，以保证围堰全部入水后能与注 满水的浮箱完全脱离并实现自浮的安全距离。 3.1.3 围堰在后牵引力控制下滑移入水 在U 形浮箱两侧尾部设置牵引耳板、围堰后方设 置控制滑移速度的牵引地笼及2台10t 卷扬机和滑车 组成的牵引系统。将50只直径为1.5 m 长 6 m 充 气 气囊平行均布于浮箱的底部，并充气至设计压力后撤 除钢支墩，完成围堰下水前的准备工作。 同步启动2台牵引卷扬机，钢围堰(包括浮箱)在 后方牵引力控制下，依靠结构的自重分力缓慢地顺坡 向前滑移。在围堰顺坡向前滑移的过程中，应将后方 空出的气囊迅速转移至前方指定位置进行抄垫，防止 围堰前端触地搁浅。钢围堰下水情景如图2所示。
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