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【摘 要】本文结合笔者多年工作经验，以具体工程实例为出发点，分析特殊地质条件下，XX桥的双壁钢套箱围堰施工情况，包括拼装下放的施工流程、双壁钢套箱围堰的拼装下沉施工工艺，以及施工中的注意事项等内容。
【关键词】特殊地质； 双壁缸套箱； 围堰
1 工程概况
XX主墩采用桩基承台基础，承台为直径Φ21.6m的圆柱形，其顶面标高为+4.0m，位于离岸堤40m的水中。（1）该河道为珠江入海口处，河水受潮水影响明显，具半日潮、潮时潮差不等的特点。潮水位为+4.32m～+6.4m，设计水流速度为0.6m/s。（2）水深在3.0～13.0m范围。承台处河床为向河中倾斜坡面，河床顶面标高约为+1.0～-6.5m。
承台施工采用下沉带刃脚的浮式双壁钢围堰辅助施工。圆形钢围堰内径φ23.6m，外径φ25.6m，高14.9m总重210t；围堰共分两节组拼，底节高7.5m，顶节高7.4m。围堰底节（或顶节）沿圆周方向均分为12个单元件，每个单元件之间设置隔舱板，各舱之间不连通，通过向隔舱内注水来调整钢围堰下沉时的状态。
2 拼装下放施工流程
围堰在加工厂分单元件加工制造，在墩位处搭设水上组拼平台进行围堰拼装、焊接、下放。其工艺流程框图如下：
3 钢围堰拼装下沉
3.1 准备工作
3.1.1 钢围堰分块制造
钢围堰由以竖向角钢为加劲肋的内、外壁板及数层环形水平桁架组合成一个整体，在内外壁板间设有垂直的隔舱板，把围堰等分成互不连通的单块；单个圆形围堰12个隔舱板分12个单块。
（1）根据钢结构加工场情况、运输条件和吊机的起吊能力，决定钢围堰分块加工制造；分块时按在平面内分块、立面内分段的办法进行。
（2）钢围堰整个结构用电焊焊接，要求密不透水。所以分块制造时应尽量减少焊接变形，将分块先在加工场焊接成形，再在组拼平台上组拼成整体后全面施焊；制造好的围堰应进行水密试验。
（3）分块制造完后应进行试拼，以确保块间接缝严密、双壁间环形桁架在同一水平位置焊接；同时对块件进行编号标识，每件单元件运输前进行签认检查，尺寸规格、焊缝合格后方可吊装运输。具体操作步骤：现场协力队伍自检合格后报检，并填质量合格签认表，然后质检部牵头，工程技术部配合，对每一单元件进行详细检查，具体要求如下：
围堰拼装的主要尺寸应满足：
梁高偏差：±5㎜ 平联对角线差：3㎜
梁全长： ±10㎜ 主梁中心距：±5㎜
旁 引： ±5㎜ 围堰高度：±20㎜
围堰直径：±20㎜
焊接接头处水平桁架及各水平肋接头处偏差：±2㎜
环板和面板的焊缝要求10cm的左右侧间断焊，焊高6mm，其余焊缝满足图纸要求。
3.1.2 围堰拼装平台改造及安装下放桁架
钢围堰拼装平台由主墩桩基础水上施工平台改建而来，在其基础上，满足结构受力及安全的条件下，适当增减贝雷片数目，以方便钢围堰下放施工。以圆弧段围堰一周测量放点，铺装拼装平台面板，保证围堰的调节支点处受力足够，并方便围堰单元件的上下左右调整偏位，铺设面积满足内外侧均有操作施工平台空间；面板铺设完成后再次测量放样，在平台面板上为每个单元件定出边线点和中心点，抄垫钢板调整标高和底部限位，为围堰单元件的拼装做好准备。在单元件吊装安放之前，需对平台进行安全防护，安装平台安全通道、护栏扶手等。
在围堰平台改造的同时，要求进行围堰下放桁架的制作安装。分配梁及牛腿严格按照图纸施工，尺寸焊缝满足要求。（见附图二）
3.2 围堰逐块拼焊成型，安装吊挂结构（见图一、二）
3.2.1 制造并预拼好的围堰分块，经平板车逐块装运至施工栈桥上，用施工栈桥上的35t吊机（或浮吊配合泥浆船）按编号标识逐块吊上平台焊接组拼。
3.2.2 单元件设置四个竖向吊点（吊耳穿螺栓锚固），按照编号吊拼第一分块，将两端线对准分块线，刃脚外壁对准所作边缘线标记，通过两台10吨导链调整水平位置，焊好刃脚限位，然后在围堰内壁吊垂线，通过螺旋千斤顶调节底口（提前焊好反力架），丝杆顶调节垂直，调正后拉缆风绳或者在竖向用两根槽20b支撑焊在护筒边固定，（按8级风载计算得5.4吨/m2水平力，双根槽20b受力足够）；
3.2.3 按编号吊装第二个分块与第一分块相接，调整对准边缘线并竖直（水平上下调整方法同第一分块单元件），调对各环形水平桁架和内外壁板，临时焊接固定，测量上口半径或内壁尺寸偏差；
3.2.4 考虑现场吊船的实际情况，按编号依次逐块吊拼焊连直至围堰成型，此时应检查围堰平面尺寸、竖直度等，偏差值应在允许范围内，然后进行整体焊接成型，内外壁板直接对焊，焊高5mm；围堰成型前测量放样定出限位器位置，在牛腿上安装提前做好的限位装置，加方木后与围堰间距控制在10cm，方木依靠上下加劲限位（由于护筒偏位，根据测量所得数据用槽20b下料加工）；
3.2.5 对块拼接处的焊缝用煤油作渗漏检查，对组拼好的围堰进行水密试验检查（需准备4台抽水泵），以保证焊接围堰密不透水；
3.2.6 拼装完成后测量放样焊吊点，包括围堰内部加强和围堰外部箱型吊点，该吊点处偏载最大受力为40吨（底节围堰总重120吨，偏载按6个吊点计算），焊缝要求按图纸满焊，焊高6mm；同时安排人员焊系梁钢围堰连接处半截钢板桩、加劲板和分配梁，焊高6mm；
3.2.7 围堰底节拼装的同时，围堰下放队伍人员进场，安放下放分配梁、千斤顶和精轧螺纹钢，合拢后准备起吊。
3.3 围堰下沉
3.3.1 围堰合拢后，工程质量部门全面检查钢围堰尺寸、焊缝和下放系统，下放系统安装调试后，进行检查签证，并经试吊合格后才能正式投入使用。
3.3.2 下放前在在护筒上做好刻度标记，下放时，随时检查吊带筋的松紧情况，做到每根吊带筋松紧一致。单个围堰采用8个吊点进行下放，吊点锚固在悬挑梁上，悬挑梁的立柱及后锚支撑在桩基钢护筒上。吊杆采用直径为32mm的精轧螺纹筋，由于吊杆比较长，为便于施工，吊杆用三节连接而成，其中下节长4.5m，中节长4.5m，顶节长3m，用配套连接器进行连接，14m的长度最大适用下放高度为10m。吊杆下方锚点锚固在钢围堰的牛腿下方，并安装两个锚具。吊杆上方从下而上布置如下：锚具—>马镫—>穿心顶—>锚具。悬挑梁的加劲板位置增加小分配梁，马镫加工高度为40cm，马镫必须符合能拧紧锚具及有下移空间的功能，穿心顶可使用60t或100t穿心顶。
3.3.3 将垫板、马镫、穿心顶等就位，对准所有孔道。先在4.5m长的精轧螺纹筋上拧入最上面的锚具，将精轧螺纹筋从上方穿过穿心顶及马镫（左右侧手可伸进去），再在下方拧入马镫内锚具（连接器），继续往下穿精轧螺纹筋，当穿过挑梁后，将精轧螺纹筋穿入牛腿，在牛腿下方拧入2个锚具，钢筋出露约18cm。后锚点12m（9m+3m）精轧螺纹钢从上往下穿过挑梁，中间通过一个连接器连接,后锚点用两个锚具锚紧，完善液压系统。调整好并拧紧所有锚具。
3.3.4 起顶将围堰整体提起15cm，观察10分钟，观察吊带筋受力是否一致，吊点是否有异常等，如无特殊情况，通过内撑临时固定钢围堰，拆除钢围堰的拼装工作平台与围堰下放相碰部位，先抽掉外部相碰的面板，再拆除下放相碰的贝雷片（此时需要两台吊船配合尽快拆除），使围堰脱空。
3.3.5 以18cm为步距下放围堰，每步具体操作如下：将穿心顶上锚具往上拧18.5cm，穿心顶空载伸出18.5cm，并继续起顶使顶上锚具受力、马镫内锚具不受力，将马镫内锚具往上拧18cm，穿心顶油缸收顶，使马镫内锚具受力、顶上锚具不受力，如此重复。
3.3.6 围堰下放入水2.25m后（不漏水的条件下），即将开始自浮（观察吊杆受力），开始灌注刃脚1.0m高的刃脚混凝土（一个圆形承台围堰26.2m3C15混凝土，布置两条泵管从吊点处单元件开始对称灌注），此后继续下放0.8m至围堰自浮，往围堰注水180方（每个隔舱对称灌2.2m高度的水，以确保吊杆在高潮水位受力），继续下放围堰至设计位置（围堰顶8.8m，围堰底1.3m）处。
3.3.7 拼装顶节围堰，先测量定点复核，然后用浮吊吊装围堰顶节构件，拼装时需对称拼装以防止围堰倾斜偏位，同时抽出拼装位置底节钢围堰分仓内与顶节钢围堰等重量的水，以防止围堰在低潮水位时下放吊杆受力过大；围堰拼装完成后利用吊杆调节围堰倾斜度。围堰接高直接在底节围堰上焊接，两个位置合拢，合拢后再整体焊接成型。
3.3.8 继续以18cm为步距下放围堰至河床，围堰下放1.8m（刃脚标高-0.5m处）后，靠岸侧先着床，（可提前安排吊船使用抓泥斗在靠岸侧抓泥），并在该侧注水压重，直至下放至设计标高；然后在靠河道侧围堰内外回填沙袋至-4.0m标高（圆弧段围堰2m封底），拆除下放系统，人工下水清理钢护筒外的淤泥，再往围堰内丢抛铺带孔的铁皮板，在围堰顶部布设封底混凝土施工导管，准备封底混凝土施工。
4 钢围堰制造、组拼、下沉施工注意事项
4.1 钢围堰分块加工制造，胎模加工应精确，保证加工分块的圆度及尺寸；加劲肋角钢和环形水平桁架与内外壁板间应密贴后焊牢。
4.2 要求隔舱板与壁板、角钢间焊接密实，舱间不漏水；同时为确保力的传递，围堰加劲角钢应焊接牢固。
4.3 所有工地焊缝都应铲除药皮以检查外观，对内外壁和隔舱板在下水前要做渗漏试验；有渗漏处，必须铲除原焊缝认真修补。
4.4 钢围堰水上组拼平台及下放系统在投入使用前，需经检查合格后方可投入使用。
4.5 围堰定位时，应进一步探明围堰松放点墩位处的河床情况；下沉围堰应选在潮水涨落平缓、风浪较小的时机进行。
4.6 下放结构及系统安装前要确保精轧螺纹筋、连接器、锚具的质量及匹配性，严防电击或碰火使精轧螺纹筋退火。连接器安装必须对中。必须确保精轧螺纹筋轴向受拉，严防产生弯剪受力状态。液压系统操作要求两同步，即落差同步、受力同步。
4.7 围堰下沉时，应对对称注水，在采取吸泥辅助下沉时亦应保证围堰均匀、平衡下降，谨防发生倾斜。围堰在下沉过程中发生不正常倾斜时，应探明原因，如刃脚遇有孤石、树杆、铁件等硬物，在采取潜水工下水挖除、切割等措施进行排除后，才能继续下沉。
4.8 围堰落入河床前应全面测量河床的变化情况；围堰沉入海床后,应注意整平河床(可采取抛砂袋的办法),使围堰周围不致出现较大的土压差。
4.9 围堰在整个下沉过程中都应均匀平稳。当刃脚接近设计位置时，要控制围堰顶面高差，使之不倾斜和超下沉。
【关键词】特殊地质； 双壁缸套箱； 围堰
1 工程概况
XX主墩采用桩基承台基础，承台为直径Φ21.6m的圆柱形，其顶面标高为+4.0m，位于离岸堤40m的水中。（1）该河道为珠江入海口处，河水受潮水影响明显，具半日潮、潮时潮差不等的特点。潮水位为+4.32m～+6.4m，设计水流速度为0.6m/s。（2）水深在3.0～13.0m范围。承台处河床为向河中倾斜坡面，河床顶面标高约为+1.0～-6.5m。
承台施工采用下沉带刃脚的浮式双壁钢围堰辅助施工。圆形钢围堰内径φ23.6m，外径φ25.6m，高14.9m总重210t；围堰共分两节组拼，底节高7.5m，顶节高7.4m。围堰底节（或顶节）沿圆周方向均分为12个单元件，每个单元件之间设置隔舱板，各舱之间不连通，通过向隔舱内注水来调整钢围堰下沉时的状态。
2 拼装下放施工流程
围堰在加工厂分单元件加工制造，在墩位处搭设水上组拼平台进行围堰拼装、焊接、下放。其工艺流程框图如下：
3 钢围堰拼装下沉
3.1 准备工作
3.1.1 钢围堰分块制造
钢围堰由以竖向角钢为加劲肋的内、外壁板及数层环形水平桁架组合成一个整体，在内外壁板间设有垂直的隔舱板，把围堰等分成互不连通的单块；单个圆形围堰12个隔舱板分12个单块。
（1）根据钢结构加工场情况、运输条件和吊机的起吊能力，决定钢围堰分块加工制造；分块时按在平面内分块、立面内分段的办法进行。
（2）钢围堰整个结构用电焊焊接，要求密不透水。所以分块制造时应尽量减少焊接变形，将分块先在加工场焊接成形，再在组拼平台上组拼成整体后全面施焊；制造好的围堰应进行水密试验。
（3）分块制造完后应进行试拼，以确保块间接缝严密、双壁间环形桁架在同一水平位置焊接；同时对块件进行编号标识，每件单元件运输前进行签认检查，尺寸规格、焊缝合格后方可吊装运输。具体操作步骤：现场协力队伍自检合格后报检，并填质量合格签认表，然后质检部牵头，工程技术部配合，对每一单元件进行详细检查，具体要求如下：
围堰拼装的主要尺寸应满足：
梁高偏差：±5㎜ 平联对角线差：3㎜
梁全长： ±10㎜ 主梁中心距：±5㎜
旁 引： ±5㎜ 围堰高度：±20㎜
围堰直径：±20㎜
焊接接头处水平桁架及各水平肋接头处偏差：±2㎜
环板和面板的焊缝要求10cm的左右侧间断焊，焊高6mm，其余焊缝满足图纸要求。
3.1.2 围堰拼装平台改造及安装下放桁架
钢围堰拼装平台由主墩桩基础水上施工平台改建而来，在其基础上，满足结构受力及安全的条件下，适当增减贝雷片数目，以方便钢围堰下放施工。以圆弧段围堰一周测量放点，铺装拼装平台面板，保证围堰的调节支点处受力足够，并方便围堰单元件的上下左右调整偏位，铺设面积满足内外侧均有操作施工平台空间；面板铺设完成后再次测量放样，在平台面板上为每个单元件定出边线点和中心点，抄垫钢板调整标高和底部限位，为围堰单元件的拼装做好准备。在单元件吊装安放之前，需对平台进行安全防护，安装平台安全通道、护栏扶手等。
在围堰平台改造的同时，要求进行围堰下放桁架的制作安装。分配梁及牛腿严格按照图纸施工，尺寸焊缝满足要求。（见附图二）
3.2 围堰逐块拼焊成型，安装吊挂结构（见图一、二）
3.2.1 制造并预拼好的围堰分块，经平板车逐块装运至施工栈桥上，用施工栈桥上的35t吊机（或浮吊配合泥浆船）按编号标识逐块吊上平台焊接组拼。
3.2.2 单元件设置四个竖向吊点（吊耳穿螺栓锚固），按照编号吊拼第一分块，将两端线对准分块线，刃脚外壁对准所作边缘线标记，通过两台10吨导链调整水平位置，焊好刃脚限位，然后在围堰内壁吊垂线，通过螺旋千斤顶调节底口（提前焊好反力架），丝杆顶调节垂直，调正后拉缆风绳或者在竖向用两根槽20b支撑焊在护筒边固定，（按8级风载计算得5.4吨/m2水平力，双根槽20b受力足够）；
3.2.3 按编号吊装第二个分块与第一分块相接，调整对准边缘线并竖直（水平上下调整方法同第一分块单元件），调对各环形水平桁架和内外壁板，临时焊接固定，测量上口半径或内壁尺寸偏差；
3.2.4 考虑现场吊船的实际情况，按编号依次逐块吊拼焊连直至围堰成型，此时应检查围堰平面尺寸、竖直度等，偏差值应在允许范围内，然后进行整体焊接成型，内外壁板直接对焊，焊高5mm；围堰成型前测量放样定出限位器位置，在牛腿上安装提前做好的限位装置，加方木后与围堰间距控制在10cm，方木依靠上下加劲限位（由于护筒偏位，根据测量所得数据用槽20b下料加工）；
3.2.5 对块拼接处的焊缝用煤油作渗漏检查，对组拼好的围堰进行水密试验检查（需准备4台抽水泵），以保证焊接围堰密不透水；
3.2.6 拼装完成后测量放样焊吊点，包括围堰内部加强和围堰外部箱型吊点，该吊点处偏载最大受力为40吨（底节围堰总重120吨，偏载按6个吊点计算），焊缝要求按图纸满焊，焊高6mm；同时安排人员焊系梁钢围堰连接处半截钢板桩、加劲板和分配梁，焊高6mm；
3.2.7 围堰底节拼装的同时，围堰下放队伍人员进场，安放下放分配梁、千斤顶和精轧螺纹钢，合拢后准备起吊。
3.3 围堰下沉
3.3.1 围堰合拢后，工程质量部门全面检查钢围堰尺寸、焊缝和下放系统，下放系统安装调试后，进行检查签证，并经试吊合格后才能正式投入使用。
3.3.2 下放前在在护筒上做好刻度标记，下放时，随时检查吊带筋的松紧情况，做到每根吊带筋松紧一致。单个围堰采用8个吊点进行下放，吊点锚固在悬挑梁上，悬挑梁的立柱及后锚支撑在桩基钢护筒上。吊杆采用直径为32mm的精轧螺纹筋，由于吊杆比较长，为便于施工，吊杆用三节连接而成，其中下节长4.5m，中节长4.5m，顶节长3m，用配套连接器进行连接，14m的长度最大适用下放高度为10m。吊杆下方锚点锚固在钢围堰的牛腿下方，并安装两个锚具。吊杆上方从下而上布置如下：锚具—>马镫—>穿心顶—>锚具。悬挑梁的加劲板位置增加小分配梁，马镫加工高度为40cm，马镫必须符合能拧紧锚具及有下移空间的功能，穿心顶可使用60t或100t穿心顶。
3.3.3 将垫板、马镫、穿心顶等就位，对准所有孔道。先在4.5m长的精轧螺纹筋上拧入最上面的锚具，将精轧螺纹筋从上方穿过穿心顶及马镫（左右侧手可伸进去），再在下方拧入马镫内锚具（连接器），继续往下穿精轧螺纹筋，当穿过挑梁后，将精轧螺纹筋穿入牛腿，在牛腿下方拧入2个锚具，钢筋出露约18cm。后锚点12m（9m+3m）精轧螺纹钢从上往下穿过挑梁，中间通过一个连接器连接,后锚点用两个锚具锚紧，完善液压系统。调整好并拧紧所有锚具。
3.3.4 起顶将围堰整体提起15cm，观察10分钟，观察吊带筋受力是否一致，吊点是否有异常等，如无特殊情况，通过内撑临时固定钢围堰，拆除钢围堰的拼装工作平台与围堰下放相碰部位，先抽掉外部相碰的面板，再拆除下放相碰的贝雷片（此时需要两台吊船配合尽快拆除），使围堰脱空。
3.3.5 以18cm为步距下放围堰，每步具体操作如下：将穿心顶上锚具往上拧18.5cm，穿心顶空载伸出18.5cm，并继续起顶使顶上锚具受力、马镫内锚具不受力，将马镫内锚具往上拧18cm，穿心顶油缸收顶，使马镫内锚具受力、顶上锚具不受力，如此重复。
3.3.6 围堰下放入水2.25m后（不漏水的条件下），即将开始自浮（观察吊杆受力），开始灌注刃脚1.0m高的刃脚混凝土（一个圆形承台围堰26.2m3C15混凝土，布置两条泵管从吊点处单元件开始对称灌注），此后继续下放0.8m至围堰自浮，往围堰注水180方（每个隔舱对称灌2.2m高度的水，以确保吊杆在高潮水位受力），继续下放围堰至设计位置（围堰顶8.8m，围堰底1.3m）处。
3.3.7 拼装顶节围堰，先测量定点复核，然后用浮吊吊装围堰顶节构件，拼装时需对称拼装以防止围堰倾斜偏位，同时抽出拼装位置底节钢围堰分仓内与顶节钢围堰等重量的水，以防止围堰在低潮水位时下放吊杆受力过大；围堰拼装完成后利用吊杆调节围堰倾斜度。围堰接高直接在底节围堰上焊接，两个位置合拢，合拢后再整体焊接成型。
3.3.8 继续以18cm为步距下放围堰至河床，围堰下放1.8m（刃脚标高-0.5m处）后，靠岸侧先着床，（可提前安排吊船使用抓泥斗在靠岸侧抓泥），并在该侧注水压重，直至下放至设计标高；然后在靠河道侧围堰内外回填沙袋至-4.0m标高（圆弧段围堰2m封底），拆除下放系统，人工下水清理钢护筒外的淤泥，再往围堰内丢抛铺带孔的铁皮板，在围堰顶部布设封底混凝土施工导管，准备封底混凝土施工。
4 钢围堰制造、组拼、下沉施工注意事项
4.1 钢围堰分块加工制造，胎模加工应精确，保证加工分块的圆度及尺寸；加劲肋角钢和环形水平桁架与内外壁板间应密贴后焊牢。
4.2 要求隔舱板与壁板、角钢间焊接密实，舱间不漏水；同时为确保力的传递，围堰加劲角钢应焊接牢固。
4.3 所有工地焊缝都应铲除药皮以检查外观，对内外壁和隔舱板在下水前要做渗漏试验；有渗漏处，必须铲除原焊缝认真修补。
4.4 钢围堰水上组拼平台及下放系统在投入使用前，需经检查合格后方可投入使用。
4.5 围堰定位时，应进一步探明围堰松放点墩位处的河床情况；下沉围堰应选在潮水涨落平缓、风浪较小的时机进行。
4.6 下放结构及系统安装前要确保精轧螺纹筋、连接器、锚具的质量及匹配性，严防电击或碰火使精轧螺纹筋退火。连接器安装必须对中。必须确保精轧螺纹筋轴向受拉，严防产生弯剪受力状态。液压系统操作要求两同步，即落差同步、受力同步。
4.7 围堰下沉时，应对对称注水，在采取吸泥辅助下沉时亦应保证围堰均匀、平衡下降，谨防发生倾斜。围堰在下沉过程中发生不正常倾斜时，应探明原因，如刃脚遇有孤石、树杆、铁件等硬物，在采取潜水工下水挖除、切割等措施进行排除后，才能继续下沉。
4.8 围堰落入河床前应全面测量河床的变化情况；围堰沉入海床后,应注意整平河床(可采取抛砂袋的办法),使围堰周围不致出现较大的土压差。
4.9 围堰在整个下沉过程中都应均匀平稳。当刃脚接近设计位置时，要控制围堰顶面高差，使之不倾斜和超下沉。