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重载铁路深水超大双壁钢围堰施工关键技术研究

作者：王海彬

来源：《企业科技与发展》2016年第11期

【摘 要】文章结合重载铁路深水超大双壁钢围堰施工实例进行研究，该围堰在工厂车间内制造完成后，运输至下河码头进行第一节拼装，拼装完成后采用气囊法实施下河，在下河区域进行临时锚固，通过前后定位船拉缆将围堰定位后进行后两次接高，围堰下沉后搭设封底平台完成围堰封底施工。文章重点对双壁钢围堰制造、拼装、下河、定位、封底等一系列施工的关键施工技术进行研究。

【关键词】双壁钢套箱围堰制造；拼装；围堰下河；浮运；围堰定位；封底

【中图分类号】U445.566 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）11-0067-04 1 工程简介

重载铁路深水超大双壁钢围堰基础施工采用先围堰后平台施工，围堰采用双壁套箱围堰。围堰为外径50.5 m、内径46.5 m的圆环形结构，高31 m，围堰壁宽2 m，围堰内设置了2道底隔舱，高5.726 m，宽2 m。围堰共分为3节，围堰内封底厚度为3.5 m，共需混凝土6 204 m3。

2 总体施工方案

围堰在工厂车间内制造完成后，运输至下河码头进行拼装19.7 m，围堰采用19.7 m整体下河，由下河专业公司采用气囊法实施，围堰下河后，在下河区域进行临时锚固，脱除底托板、底托架。围堰利用拖轮浮运至墩位，通过前后定位船拉缆将围堰定位后进行4.3 m+7 m两次接高，围堰下沉后搭设封底平台完成围堰封底施工。 3 围堰制造

（1）钢围堰为圆形钢结构，为方便制作、运输、拼装及下河，根据设计图纸要求，结合制作和拼装场地的施工条件，围堰分成32个单元块，每块质量不超过12.5 t，围堰壁板单元件由内、外壁板，隔仓板、水平桁架及竖肋等部件组焊成型。

（2）单元件组装顺序如下：胎架平台制作→拼板及框架制作→铺设外围壁板→安装外围壁纵骨→安装水平结构→安装内隔舱板→安装内围壁纵骨及结构→焊接内部构件。

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（3）单元件焊接顺序如下：内外围壁正反面焊缝焊接→内结构焊接→内结构与外围壁焊接→内结构与内壁焊接。 4 围堰底节拼装 4.1 围堰底节拼装顺序

围堰底节拼装顺序如下：测量放点安装钢凳→安装钢凳上铺设托板（δ=20 mm钢板）→托板上放置底托架→底托架上拼焊底隔舱→底隔舱与连接系的焊接→底隔舱与围堰单元块焊接→32块单元节拼装→围堰合龙施工。 4.2 钢凳摆放

钢凳为围堰制造时的临时性结构，利用型钢焊接而成，钢凳布置时上顶面必须在同一平面内，所有钢凳的底部均垫平、垫实。现场施工钢凳时顶面标高误差小于5 mm。 4.3 托板安装

由于隔舱底部是刃角结构，在钢凳的顶面铺设一层20 mm厚的钢板作为托板，托板在钢围堰下滑过程中的作用是保证气囊的平稳工作和传力。在托板外侧边缘焊接钢管保护，对钢管与钢板之间焊缝进行了磨平和焊渣清除，避免了托板边缘割伤气囊。 4.4 底隔舱托架安装

将做好的隔舱托架按照图纸上的尺寸放置在托板上，利用水平仪测量每个托架的标高，保证了托架安放水平。 4.5 底隔舱、连接系安装

（1）底隔舱在底托架上采取分段定位安装（如图1所示）。首先拼装与底隔舱桁架相连的单元块，固定好后，再依次拼装其他单元块。拼装首块时，底隔舱内的竖向加劲板与桁架的中心对齐。由于底部为尖角，现场设置了临时支撑和缆风，避免了拼装时底隔舱发生倾斜。 （2）利用钢凳将底隔舱连接系按设计图要求的位置抄垫，支撑点布置4个，支撑点顶面高度保证水平。焊接连接系与底隔舱的连接板，使连接系与底隔舱结构形成一个稳定的结构。 4.6 单元块安装

（1）利用50 t履带吊机整体吊装单元块，先安装与底隔舱连接的侧板单元块，单个单元块下设置2块钢凳抄垫，支撑点顶面高度保证水平。

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（2）2台50 t吊机同步对称拼装，拼装最后一片单元块时，先实测已拼装的第一片和最后一片之间的距离，然后根据实测尺寸换算至设计基准高度对最后一片单元块进行调整、配切，达到拼装合龙的要求。 4.7 底托板吊挂系统

为保证底托架系统与围堰在滑移过程中是一个整体，以方便围堰下河后拆除底板，需在底隔舱上设置吊挂系统。 5 围堰下水 5.1 下河坡道要求

（1）坡度和坡长要求。围堰拼装场地前端到水口的距离为55 m，高差为6.9 m，为保证围堰下水的需要，将围堰坡道按如下方式进行处理：从围堰后端往江边80 m，坡道按1∶40处理，再往江边30 m，坡道按1∶11处理，这2段主要利用拉缆控制围堰下水前姿态和速度，再往江边10 m，坡道按1∶8处理，此坡道用于围堰断缆下河加速区。

（2）坡道换填处理要求。围堰外径为50.5 m，清理坡道范围内70 m×70 m超高的地表层的种植土和腐殖土先清理掉，保证围堰顺利下滑；为保证坡道稳定，承载力大于170 kPa的要求，在围堰气囊的滚动的2条坡道范围B=11 m内进行换填碾压，上铺80 cm片石，面层为20 cm泥结碎石，进行纵向水平分层填筑，顶宽9 m，底宽11 m，按照1∶1坡度在坡道两侧放坡坡脚净距不小于3 m。 5.2 河床情况

（1）根据计算结果，要求距河岸边10 m处水深不得小于4 m，距岸边38 m处水深不得小于6.5 m，并且必须保证围堰下水滑道外的上、下游各10 m范围内，水深满足要求。围堰下河后平稳漂浮时，理论入水深度为3.9 m。

（2）利用4台长臂挖机站位于汽渡船上对围堰下水区域及上、下游各25 m处进行清理淤处理，清淤过程中利用测深仪器进行测量水深。 5.3 后拉缆设置

（1）拉缆系统。气囊充气过程中，为防止围堰下滑和保证围堰下滑过程中方向正确，并能控制钢套箱下滑的速度，在围堰后方30 m的位置设置地锚和后拉缆。地锚上设置15 t卷扬机提供拉力，通过钢丝绳连接2台滑车组（六门走十二滑车组）与围堰底隔舱位置相连，底隔舱位置设置2处拉缆耳板，并在钢丝绳中间位置设置断缆器。后缆系统如图2所示。