双壁钢围堰气囊托运下水施工技术
【摘要】结合屏山岷江大桥工程实际，详细介绍了不能利用导向船拼接下沉双壁钢围堰的深水桥梁基础的钢围堰，在桥位 下游侧适当位置平整场地后采用气囊托运法下水的施工技术，经工程实践，效果良好，可为类似工程借鉴。【关键词】 双壁钢围堰；气囊托运；施工技术
Construction Technology ofDouble Steel Wall Cofferdam Launchby GasbagCarryingAbstract:By an example of Pingshan Minjiang bridge project,introduced the construction technology of double steel wallcofferdam launch by gasbag carrying at the backward position of the bridge of the river after smooth the ground.Beforetime,the double steel wall cofferdam can not sink to the foundation of the bridge in the deep water by guided splices boat.It has better effect over the pruject apply,and can be the reference for the similar project.Keywords: double steel wall cofferdam;gasbag carry;construction technology
1 工程概况屏山岷江大桥位于四川省屏山县新县城岷江下游，相邻宜宾市与乐宜高速，主墩基础为水下基础，主墩采用直径2.8 m 钻孔桩基础，桩长分别为35.5m、38.5m; 承台为16.8×16.8×5.5m 矩形，承台底在河床线以下5.5 m。桥区位置河底为无覆盖层的裸露基岩， 实测水深8.3 m, 流速2 m/s 。河道常年枯水位标高276.00m,20 年一遇洪水位标高292.45m, 两个水中墩 承台中心与河岸距离均在13m 左右，承台底标高分别为265.50m、267.50m。两个水中墩承台中心与河岸距离均在13m 左右， 由于墩位距离河岸较近，墩位处无法布置导向船，无法 采用常规拼装船的方式提升钢围堰下水。通过勘查施 工现场，选择在墩位下游附近河滩上平整一块适宜的
作者简介：胡大东，男，工程师，研究方向为工程技术。岸上拼装场地，底节钢围堰拼装后采用橡胶气囊托运 法下水，其余节段在底节下水拖至拼装位拼装，围堰下 水无需大型起吊设备，节省水上拼装平台搭设的时间 和资源投入。屏山岷江大桥4号墩钢围堰高度为18.9 m, 平 面尺寸为内空尺寸18×18m, 外边长21×21 m 的矩形双壁钢围堰，壁厚1.5m,重约432 t 。钢围堰底节高度为3.65m,由一节刃脚加一节2m 标准节构成， 重约120 t。屏山岷江大桥5号墩钢围堰高度为16.65 m, 平 面尺寸为内空尺寸18×18m, 外边长21×21m 的 矩 形双壁钢围堰，壁厚1.5m,重约386t。2 双壁钢围堰岸边拼装气囊托运下水施工方案与实施2.1 钢围堰下水方案钢围堰在加工厂按分块要求加工制作成钢围堰块 件，通过公路运输到墩位下游处的河滩拼装场，再在拼装场搭设托盘，组装拼接底节钢围堰。之后利用10个 φ1200mm的橡胶气囊顶升托运至岸边，然后将机动 平驳靠帮防止钢围堰扎头。钢围堰拼装场地位于墩位下游河滩内侧，长30m, 宽30m。拼装场地用15×15cm 方木每侧按间距2 m布置11个临时支墩，作为钢围堰拼装平台，支墩宽 30 cm,高30cm。气囊托运钢围堰原理类似于滚筒搬运重物的原 理，不同的是滚筒是刚性的，工作时作圆周运动，而橡 胶气囊是柔性的，工作时呈扁圆形，如坦克的履带一样 运动。施工时，在钢围堰刃脚托盘下面，放置若干个无 气的圆柱型橡胶气囊，橡胶气囊充气后将钢围堰顶升， 通过卷扬设备平衡牵引钢围堰或托盘，橡胶气囊滚动 使钢围堰水平移动。橡胶气囊布设时按间距2.5m,分两侧对称布置于 围堰托盘底，每侧布置5个，2个备用。橡胶气囊直径规 格为中1200mm, 单个承载力技术参数如表1所示。表1中1.2 m橡胶气囊单个承载力技术参数
橡胶气囊工作高度 H/m0.30.40.50.60.71.2
单个橡胶气囊 承载力n1511341181008440
2.2 施工工艺流程(见图1)图1气囊托运施工工艺流程图
图2 下水通道断面示意图2.3.2 安设托盘支撑垛钢围堰拼装场地平整并经验收合格后，根据钢围堰 的几何尺寸合理设计托盘的布置轴线，沿托盘布置轴线 方向按一定间距均布托盘支撑垛。支撑垛采用枕木或 型钢搭设，以便在钢围堰托运时拆除便捷，以利施工。2.3.3 拼装底节钢围堰利用汽车吊起吊小块钢围堰制件在拼装场搭设好 的托盘上进行组拼焊接，并按要求进行油密试验。钢围堰 底节拼装完成后，需检查清理钢围堰内腔积水、托盘底部 尖锐物及边角有无棱角突出。施工布置如图3所示。
图 3 托盘和底节部分钢围堰施工布置图2.3.4 放入橡胶气囊
2.3 操作要点2.3.1 准备工作检查供气系统和牵引系统，清扫下水通道并对场 地进行整平，根据现场条件设5°~10°的向外斜坡。下 水通道如图2所示。在钢围堰托盘底部放入橡胶气囊，注意排列整齐， 相互平行，每条橡胶气囊的轴线与移动方向垂直，并在钢围堰托盘底部用红漆标上支垫线及橡胶气囊行走控制刻度标识(见图4)。连接供气管路，连接牵引系统。
图4托盘和底节部分钢围堰施工布置图2.3.5 橡胶气囊充气顶升启动空压机，同时向各个气囊左右对称充气，充气 速度应均匀、缓慢，以免橡胶气囊压力突然升高。当充 气压力达到预定顶升压力的80%时停止供气，检查所 有橡胶气囊的压力是否一致，不一致时可向单个橡胶 气囊充气，使压力保持一致，然后继续充气，直至钢围堰离开支撑垛。将橡胶气囊的进气阀关闭，停止供气。橡胶气囊承压能力根据橡胶气囊规格及施工要求选择。充气顶升施工如图5所示。
图5 橡胶气囊充气顶升施工图
图6 施工平面布置
2.3.6 拆除托盘支撑垛当橡胶气囊充气至钢围堰被顶起0.5m 高时，先在钢围堰周边底部安放临时保险垛，以确保安全，然后由操作人员先拆除托盘支撑垛，待橡胶气囊承受钢围堰的全部荷载稳定后，再将临时保险垛移除。2.3.7 调整高度拆除所有的联接胶管，打开各个橡胶气囊的排气阀，进行缓慢放气。当橡胶气囊高度降至出运高度时，关闭排气阀。2.3.8 牵引出运
在统一指挥下，启动牵引卷扬机，钢围堰在自重水 平分力和水中拖轮牵引下缓慢向前移动。当钢围堰前 面空出1个橡胶气囊的间距时，停放卷扬机并保持水 中拖轮牵引钢丝绳处于松驰状态，使其克服水流暂停 河中，在前端塞入橡胶气囊，并充气到预定压力后，再 重新启动卷扬机放行。当后面移出的橡胶气囊快要离 开钢围堰时，打开气阀排气、并运送到钢围堰前面预 定位置备用。重复以上步骤，直至将钢围堰移到预定 位置：应特别注意，前后牵引不能同时受力，当下滑力大 于前牵引力时，即钢围堰会自动下滑时，前牵引钢丝绳 必须处于松驰状态，靠后牵引钢丝绳使钢围堰前移。反 之，则前牵引受力，后牵引松驰。后牵引通过锚碇在拼时解除钢围堰与托盘的连接，使托盘下沉至河床上。之 后通过钢丝绳回收托盘和橡胶气襄。3 结语在4号墩钢围堰下水实践的基础上，对钢围堰托 盘和机驳靠帮方式进行了优化改进，钢围堰下水时间 从4号墩的48h 缩短至5号墩的24h。经过改进托盘 构造形式，速度提高明显。托盘骨架由纵横梁叠加改为横梁置于几根纵梁 间，降低托盘的高度，减小钢围堰和托盘整体下水时的吃水深度；机驳靠帮由单点联接改为整体联接，增加机驳对钢围堰的有效提升高度，进一步减小钢围堰和托盘整体下水时的吃水深度，使钢围堰更加顺利地入水， 整个下水过程安全可控，未发生一次事故。
装场后部的卷扬机来调节(见图6)。2.3.9 机驳靠帮钢围堰入水钢围堰托运到预定位置后，停止牵引。当钢围堰前 端悬出2/5时，将机驳靠在前端(见图7)。为克服钢围堰入水后受水流冲击漂离预定位置，需在钢围堰河侧端的上游耳板上绑系防漂移拉缆。通过调整压舱水量， 使机驳甲板与钢围堰外壁吊耳保持水平并与钢围堰连接牢固后，排水辅助提升钢围堰前端后开动拖轮和卷扬机将钢围堰牵引下水。
图7机驳靠帮示意图2.3.10 解除托盘待钢围堰下水自浮后，橡胶气囊自动脱离托盘，同时解除钢围堰与托盘的连接，使托盘下沉至河床上。之 后通过钢丝绳回收托盘和橡胶气襄。3 结语在4号墩钢围堰下水实践的基础上，对钢围堰托 盘和机驳靠帮方式进行了优化改进，钢围堰下水时间 从4号墩的48h 缩短至5号墩的24h。经过改进托盘 构造形式，速度提高明显。托盘骨架由纵横梁叠加改为横梁置于几根纵梁 间，降低托盘的高度，减小钢围堰和托盘整体下水时的吃水深度；机驳靠帮由单点联接改为整体联接，增加机驳对钢围堰的有效提升高度，进一步减小钢围堰和托盘整体下水时的吃水深度，使钢围堰更加顺利地入水， 整个下水过程安全可控，未发生一次事故。该施工技术能很好地解决墩位处无法采用大型起 重设备、无法布置导向船采用常规拼装船方式、必须在 岸上进行钢围堰、混凝土沉井拼装的大型构件的运输 及下水
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