河中筑岛技术在特大桥基础施工中的应用

第２８卷第８期　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．８　建筑施工　ＢＵＩＬＤＩＮＧ　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　河中筑岛技术在特大桥基础　施工中的应用　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｉｓｌａｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｒｉｖｅｒ　Ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｕｌｔｒａ　Ｌａｒｇｅ　Ｂｒｉｄｇｅ　口　沈才兴　张锴　辛国顺　（上海建工集团总公司海外部　２０００２０）　【摘要】根据柬埔寨当地的地理争水文环境，因地制宜，在西公河特大桥下部结构施工采用经济实用的筑岛技术方案。通　过方案的优化。取得了较好的社会和经济效果。　【关键词】桥梁施工桩基【中圈分类号】ＴＵ７５３　筑岛法工作平台稳定性　，文献标识码　Ｂ　【文章编号】１００４—１００１（２００６）０８—０６２５—０３　１工程概况　西贡河特大桥位于柬埔寨上丁省境内，以正交形式横　跨西贡河并处于水面最窄处，是中国援柬埔寨７号公路中　最大的桥梁，大桥全长１　０５６．８４　ｍ，分为２３跨，有２４个　３　ｍ，基础为６根　１．８　Ｉｌｌ嵌岩桩；引桥墩壁厚１．６　ｍ和　１．２　ｍ，基础为２根　１．８　Ｉｌｌ嵌岩桩；水中为高承台，岸上　为低承台。柬埔寨年降水量１　９７６　ｍｍ，每年５－１０月为雨　季，降雨量占全年８０％，；每年ｌ１月至次年４月为旱季。　由于存在退水期和涨水期，因此本工程最佳施工期为每年　的１２月至次年６月。　桥墩，现浇钢筋混凝土结构，其中１６个桥墩在水中（见图　１）。大桥墩身为圆端形实体直坡单壁墩，其中主桥墩壁厚　图１全桥立面图　２工程难点　本工程从２００５年ｌ１月开工，要求通过二个旱季的施　工（至２００６年１２月底），大桥全线必须贯通。这就要求特　大桥的基础和墩身工程必须在第一个旱季基本完成，在第　建桥下游的贯通南北的钢便桥作为施工便道，钢便桥梁底　不低于两岸岸顶高程，再以便桥为依托在新建桥每个墩身　处设置施工平台，完成大桥的桩基及墩身的施工。经比较，　钢便桥作为全桥施工的临时通道，可以解决施工中的交通　和运输问题，有利于施工的开展，但是存在的问题也是很　突出的：　二个旱季再完成横向结构施工，第三个旱季进行桥面的铺　装和辅助设施施工。为此尽快完成水中桥墩的基础和墩身　施工，确保第一个旱季基本完成是整个工程的关键，其中　水上作业平台又是问题的难点所在。　（１）由于搭设钢便桥的周期较长，第一个旱季根本无　法进行正常施工，且成本很高，相当于修建一座简易桥梁；　（２）施工难度也大，需要有水上打桩设备打入钢管桩　（３）存在安全问题。主要是根据河道的地质情况，钢　３方案选择　设计单位根据柬方提供的水文资料，推荐采用设于新　【作者简介】洗才－￣，（１９６７一），男，大学本科。高级工程师。联系地　址：上海市雁荡路１０７号雁荡大厦上海建工海外事业部（２０００２０）。　电话：（０２１）６３７２６７８５。　便桥所需的钢管桩很难打入，打入后的钢管桩要经历三次　雨季洪水的考验，雨季时水位可能到达钢便桥的桥面，如　钢管桩打入深度不够，极易导致便桥的整体倾覆。　很显然，采用钢便桥的方法无法满足工期要求，且造　价高，安全也存在隐患。　【收稿日期】２００６—０７—１８　一　维普资讯 http://www.cqvip.com

第８期　沈才兴、张锴、辛国顺：河中筑岛技术在特大桥基础施工中的应用　８／２００６　经过对现场的考察并向当地政府及居民了解实际水文　情况，发现束政府有关方面提供的资料还不是很全面，资　料中只有雨季资料，如雨季西贡河水面最宽８５０　ＩＴＩ，平均　水深７～１Ｏ　ｍ，水流速度４－５　ｍ／ｓ：而旱季资料没有。经补　充调查，最后证实旱季西贡河水面宽８００　ｍ，平均水深　２－４　Ｉ１１，水流速度１～１．５　ｍ／ｓ。在这种情况下，完全有可能　选择在旱季采用土石方筑坝作为施工便道、在墩位筑岛进　行基础施工的方法。而且便道和筑岛全部是土石方工程，　施工简便，资源丰富，成本很低，时间也容易控制。为解　决通航问题，在便道中央留出１００　ＩＴＩ缺口，该位置正好位　于大桥的主通航段，也不影响桥墩基础施工。　综上所述，选择在旱季采用筑岛方法解决水中桥墩基　础施工是合理的。　４便道和筑岛设计　４．１便道设计　便道顶宽７　ｍ，，底宽１３．５～１７．３　ｍ，填高４．５～６．４　ＩＴＩ，　高出水面１　ｍ，上下游边坡１：１，便道河床面以上３　ｍ迎水　面防护为大块石及石笼，其他部分采用砂性粘土填筑。便　道设置在拟建桥梁的上游，便道中线距新建桥梁中线　ｌ１．５　ｍ（见图２）。　爨一Ｌ　——　卜　穗　　Ｌ一　图２便道和筑岛位置　４．２筑岛施工平台设计　在便道的下游侧墩位处筑岛，并与便道相连。筑岛顶　面尺寸：纵×横为１４　ｉ１１×１８　ｍ。其它设计同便道。　４．３核算施工便道的抗冲刷稳定性　由于便道建成后将束窄河道，引起河道内流场和水位　的变化，所以要对便道形成后的河道内水流形态和水深进　行分析计算，以便进一步核算施工便道的抗冲刷稳定性。　根据当地的实测水文资料，在此期间，西公河最大水　深小于４　ＩＴＩ，最大流速为１　ｍ／ｓ左右。　（１）计算模型　以便道为中心，沿河道方向分别向上下游延伸１　ｋｍ作　为河道计算范围。河槽按照矩形断面明渠模拟，并假定河　床为平坡河床，糙率按一般河流糙率取值Ｏ．Ｏ２，河面宽度　８００　ＩＴＩ。便道由岸边向河道中心延伸出３００　ＩＴＩ，为了保证迭　代收敛，在进行三维数值计算时将便道横断面简化为宽　９　ｍ平均高度为５　ｍ的矩形断面。　（２）计算工况　＿　根据施工方案，并考虑到当地的水文气候条件，在计　算中选择以下三种计算工况：　工况１：便道中间不设过水段，上游来流流速为　２　ｍ／ｓ，下游稳定水深３．Ｏ　ｍ：　工况２：便道中间设过水段，上设便桥，上游来流流　速为２　ｍ／ｓ，下游稳定水深３．Ｏ　ｍ　工况３：便道中间不设过水段，上游来流流速为　１　ｍ／ｓ，下游稳定水深４．Ｏ　ｍ；　其中工况１和工况２考虑到水流流速较大的情况，对　便道坡脚的冲刷较为不利。工况３按照正常水流流速，水　深取旱季最大水深。三种工况中，工况１对便道的抗滑稳　定和抗冲刷稳定最不利。因此仅对工况１进行计算分析。　（３）结果分析　据河道内流线图分析，设置便道束窄河道后，便道临　水端头处水流速度将明显增大，最大流速达到４．５　ｍ／ｓ。根　据＜水利水电工程围堰设计导则》要求，当土石围堰坡脚　流速达到４　ｍ／ｓ－５　ｍ／ｓ时，可采用抛大块石作为防冲体保　护坡脚。在流速已知的情况下，通过计算得出所需块石粒　径ｄ＝Ｏ．９　ｍ。　在施工时，可抛填直径为Ｏ．８－１．０　ＩＴＩ大块石，为保证　一定的安全系数，可制作较大体积的钢筋石笼置于便道端　头作为防冲保护。最大的动水压力出现在便道靠近河岸的　一端，上下游动水压强差为２１　０００　Ｐａ，近似于Ｏ．２个大气　压，２　ｍ的水头。而便道上下游没有明显水位差，水深为　３．３　ｍ左右，故上下游静水侧压力可相互抵消，且无需考　虑水的渗透压力。选择动水压力最大处的断面进行便道在　水流冲击作用下的抗滑稳定核算。　经验算，抗滑力远远大于水流冲击压力，所以从安全　系数来看，便道在水流冲击下的抗滑稳定完全能满足施工　要求。　５施工方法　５．１便道施工方法　・　（１）便道填筑之前准备好河床面以上３　ｍ高度填筑用　的大块石或钢筋石笼，要求大块石尺寸８０　ｃｍ以上，，钢筋　石笼要求长ｘ宽ｘ高为１．８　ＩＴＩ×１．０　ＩＴＩＸ　Ｏ．６　ｍ。　（２）按照设计位置进行河中便道的放样工作，放样完　毕定出方向，在需填筑的前方设置小船导向。　（３）先进行河床面以上迎水面方向以３　ｍ高度的大块　石堆码施工，施工方法如下：用自卸车将大块石倾填入河　道之中，挖掘机同时进行堆码及坡面整理。要求坡度基本　满足要求、不亏坡，石块堆码整齐、相互卡紧，并在紧贴　坡面外覆钢筋石笼。该层大块石为堆码，不需进行压实。　（４）随大石块堆码的进行，同时采用自卸车进行石块　后砂土的回填，直接进行倾倒，并采用推土机推平、压实。　（５）河床面以上３　ｍ内的大块石及砂土摊铺完毕后，　维普资讯 http://www.cqvip.com

８／２００６　沈才兴、张锴、辛国顺：河中筑岛技术在特大桥基础施工中的应用　第８期　在该层大石块顶面边缘平铺一层钢筋石笼，再在其上迎水　面方向堆码砂袋，砂袋内装砂土，装土量为装容量的２／３，　袋口用麻线或细铁丝缝合。堆码时，要求上下互相错缝，　并尽可能堆码整齐。　（６）堆码砂袋的同时，在其后采用自卸车填筑砂土，　并采用推土机推平、压路机压实。　施工过程中，按照车辆行驶方向、路线，合理地安排　会车位置。　５．２筑岛施工方法　（１）筑岛施工方法基本与便道施工相同，只是在周边　外圈需堆码大块石以稳固平台。　（２）筑岛工作平台标高比常年水位高１ｍ，平台要进行　压实，以提高工作平台的工作性（见图３）。　５．３注意事项　图３现场施工实景　６效果　由于采用筑坝及筑岛作为特大桥基础施工便道及施工　平台，使基础施工的整个过程非常安全、方便的进行，有　效的节约了工程的成本，并加快了工程的施工进度，在第　一（１）便道填筑过程中做好压实工作及边坡整理工作，　边坡坡度先做填筑试验，视试验结果作相应的调整。　（２）必须做好便道过水端头的防护工作，采用逐层钢　筋石笼防护。　．（３）整个施工便道和施工平台在工程完成后须完全拆　个旱季就完成了特大桥的全部基础施工和大部分的墩身　工程，取得了良好的经济和社会效益。　除，以保证河道的正常通航。　（上接第６２４页）　图５合龙场景　图４合龙段由海面起吊　和异常紧张的工期要求矛盾突出。特别是在海上尚有７段　梁、理论长度为５８　ｍ的工况下进行合龙段长度测量及其长　度的确定，技术难度和风险极大。通过精确测量和计算，　高精度的预拼装，顺利完成了大桥的合龙，从而为海上特　大型桥梁的施工积累了成功的经验。　参考文献　吊的方法吊装。吊装就位后即进行合龙段与ＰＭ３３５墩２４　段的高强螺栓施拧。　随着温度的下降，５月２１日凌晨，当结合梁梁体温度　降到１９．８ｏＣ，大气温度为１９．５ｏＣ时，合龙口螺栓孔孔位对　齐，４　０００多副高强螺栓一次施拧到位，通孔率达１００％，　至此，大桥Ｊｌ￣ｌｉ＃ｌＪ合龙。　［１】吴秋林，李晓山．东海大桥主通航孔斜拉桥施工测量．建筑施工．　３　结语　、　２００６，（７）．　［２】张辉荣，陈礼忠．东海大桥主通航孔结合梁焊缝裂纹的分析及处　理．建筑施工．２００６，（７）．　东海大桥主通航孔桥面安装期间海上恶劣的施工环境　Ｉ