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宏信建发冲破险阻挑战18个围堰施工

2021-08-19 怡倩 阅读 1320
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黄茅海跨海通道是港珠澳大桥西拓通道的重要组成,形成连通粤西地区的重要通道。项目起点与鹤港高速顺接,终点与西部沿海高速相交,全长31km。我司与中铁大桥局合作,承接了高栏港大桥Z4#主墩围堰、Z5~Z6#边辅墩围堰,以及水中引桥1~15#墩围堰共计18个围堰项目。

 

围堰施工展示

 

围堰施工后效果展示

 

一、围堰施工项目复杂的水文地质环境

 

       桥址区地表水为海水,海水深度3.2~5.5m,海域水文条件相对复杂,受台风带来的灾害性天气影响较大。

流速:以洪为主条件下,上游来流量越大,区域流速越大,主槽流速增幅大于浅滩流速增幅,其中以东航道所在东槽流速最大,且“山竹”风暴潮期间,水位抬升迅速、涨潮较快;

波浪:年平均最大波高为0.29m,平均H1/10波高为0.2m,平均H1/3大波波高为0.16m。年度最大波高Hmax=3.4m,对应的有效波高为2.24m;

水位:工程附近外海三灶站,历史最高水位3.14m;最低潮位1.97m;多年平均高潮位为0.36m,多年平均低潮位为-0.73m。

地质:桥址区属水下浅滩地貌区,上覆第四纪地层厚度较大,以海陆交互相淤泥、黏性土、砾砂为主;下覆基岩为燕山期花岗岩,基岩埋深27.4~40.6m,基岩起伏不大。

 

二、围堰严谨地设计取得客户信赖

 

       高栏港大桥Z4#主墩围堰为锁口钢管桩围堰,锁口钢管桩长24.0m,外径Φ820mm、壁厚14mm,顶高程为+5.5m,底高程为-18.5m。钢管锁口采用C-T型锁口。承台施工时,安装顶层内支撑,吸泥开挖到-5.0m后,灌注水下封底混凝土。围堰设防水位+3.214m(20年一遇),外侧淤泥标高约为-4.5m。锁口钢管在+4.5m设置一层内支撑,内圈梁为3HN700×300型钢、外圈梁为2[32型钢,支撑钢管规格均为Φ1000×10。

 

钢管桩围堰布置图

 

▲ 高栏港大桥Z4#墩钢管桩围堰施工布置图(平面图)

 

钢管桩围堰布置图

 

▲ 高栏港大桥Z4#墩钢管桩围堰施工布置图(立面图)

 

       高栏港大桥Z5#~Z6#边辅墩围堰采用拉森Ⅳw型钢板桩围堰施工,围堰呈八边形布置。钢板桩长24m,在标高+4.5m位置设置1层内外圈梁,内圈梁为3HN700×300型钢,外圈梁为双拼[32型钢;在内圈梁上设置两根φ800×16mm钢管内支撑。围堰施工采用水下混凝土封底,封底混凝土厚度2.0m。

 

钢板桩围堰布置图

 

▲ 高栏港大桥Z5#、Z6#墩钢板桩围堰施工布置图(平面图)

 

钢板桩围堰布置图

图片

▲ 高栏港大桥Z5#、Z6#墩钢板桩围堰施工布置图(立面图)

 

       中引桥1~15#墩布置形式一致,以6#墩承台为例(标高最低),在标高+1.8m位置设置上层圈梁,在标高-1.6m位置设置中层内圈梁,在标高-4.6m位置设置下层内圈梁,上层内圈梁为2HN700×300型钢(翼缘两侧贴10mm厚通常钢板加强),中、下层内圈梁为3HN700×300型钢(翼缘两侧贴10mm厚通常钢板加强),上层外圈梁为双拼[32b;在上层内圈梁上设置两根φ609×16mm钢管内支撑(墩身施工时改为φ609×16mm补强斜钢撑);在中层内圈梁上设置两根φ800×16mm钢管内支撑(墩身施工时改为φ800×16mm补强斜钢撑);在下层内圈梁上设置两根φ800×16mm钢管内支撑;每层内圈梁均设置角撑。

 

钢板桩围堰上层平面布置图

 

▲ 中引桥1#~15#墩钢板桩围堰施工布置图(上层平面图)

 

钢板桩围堰中层布置图

 

▲ 中引桥1#~15#墩钢板桩围堰施工布置图(中层平面图)

 

钢板桩围堰下层布置图

 

▲ 中引桥1#~15#墩钢板桩围堰施工布置图(下层平面图)

 

钢板桩围堰布置图

 

▲ 中引桥6#墩钢板桩围堰施工布置图(立面图)

 

三、PLC桩+钢板桩方案解决超深淤泥、海上风浪难题

 

1.海上风浪较大,对施工会造成较大阻碍,故施工过程中应采用钢筋、型钢等材料将围堰各类构件尽可能与栈桥、护筒焊接牢固,保持围堰整体稳定。

 

围堰施工展示图

 

2.中引桥1~15#墩围堰钢板桩桩长30米,对钢板桩接桩具有一定质量要求。钢板桩平直偏差需要控制在0.1%范围内,对接缝双面焊接,钢板桩焊接结束后,必须对所焊的焊缝,敲清焊渣及焊缝周围的飞溅,并用砂轮机打磨光滑,检查焊缝外表质量是否符合验收质量要求,达到要求后再焊接加强板;

 

围堰钢板桩细节

 

3.中引桥1~15#墩围堰均要求采用先支法施工,即钢围檩及内支撑下放到位后再进行钢板桩施打合龙,该方法对施工工艺要求极高。

我司拟采用滑道法下放围檩支撑,首先在护筒上焊接H488型钢作为围堰内支撑下放导向挂靴,分批次下放围檩系统,三道内支撑均下放到位后再插打钢板桩。

该施工工艺的关键节点在于采用导向挂靴工艺下放围檩,每个围堰导向挂靴共10件,采用H488型钢焊接在钢护筒上,在导向挂靴下部焊接牛腿,牛腿标高与第三道钢围檩标高一致。导向挂靴安装完成后,依次进行第三道、第二道围檩的下放。拼装完第三道钢围檩后,在其上焊接10根φ426mm钢管桩作为第二道钢围檩的支撑结构,然后下放第三道钢围檩及内支撑直至搁置在导向挂靴的牛腿上。

采用同样的方式拼装第二道围檩及内支撑,拆除临时拼装平台后整体下放,直至搁置在第三层围檩的钢管支撑上。第二道围檩及内支撑下放完成后,拆除千斤顶下放装置并在对应标高上安装第一道钢围檩及内支撑,安装完成后再进行钢板桩的插打。

 

钢板桩施工细节

围堰钢板桩施工

 

4.由于采用先支法工艺施工,围檩与钢板桩之间会存在一定间隙,必须进行水下抄垫。若全部通过潜水员水下焊接垫块则费时费力、且经济性差,为此我司研制出一种专门用于水下抄垫的新型楔块。该楔块由上下两部分组成,下楔块用绳索下放将其挂于围檩外侧翼缘板上,潜水员携带上楔块在水下操作将其塞入下楔块上部,使两者贴合,将围檩与钢板桩之间抄紧。

 

钢板桩下楔块

钢板桩上楔块

 

▲ 下楔块和上楔块

 

5.高栏港大桥Z4#主墩围堰为椭圆形锁口钢管桩围堰,圆弧段每根钢管桩转角达3.193°,而传统的C-O型锁扣管桩在弧线型围堰中施打较为困难。我司的C-T锁扣则更善于解决这类问题,C-T锁扣由φ160×10mm小圆管作为母头,2根[14a槽钢背靠背焊接作为公头,与φ820×14mm管桩焊接成整体。焊接完成后将母头圆管壁沿轴向采用自动切割机开缝,缝宽按18mm控制,部分转角处缝宽可按照实际加大,从而更好地适应转角需求。

 

围堰施工现场

 

钢管桩围堰施工

 

钢管桩围堰施工

 

▲ 高栏港大桥Z4#主墩钢管桩围堰施工

 

6.高栏港大桥Z4#主墩围堰中围檩、外圈梁均为椭圆形,现场制作加工困难且费时费力,故椭圆形围檩由工厂预制加工后运输至现场进行拼装。围檩拼装完成后以此为导向施打管桩,从而更好地控制管桩垂直度与平顺度,我司经验后期配合以黏土棉花球作为锁扣止水材料,可达到良好的止水效果。

 

钢板桩围堰施工

 

▲ 中引桥1#号墩钢板桩围堰施工

 

       黄茅海跨海通道建成后,将改变粤西沿海地区与湾区核心区域通道单一的现状,实现大湾区经济发展向粤西和沿海地区辐射;强化和推动珠海横琴自贸片区、高栏港和江门大广海湾经济区的联动发展;与港珠澳大桥、深中通道、南沙大桥、虎门大桥,共同组成大湾区跨海跨江通道群,加快形成世界级交通枢纽,构建“一核一带一区”区域发展新格局,促进粤港澳大湾区均衡发展。