梁 敏 上海鐵路局工程質量監(jiān)督站

1 工程概況及水文地質情況

杭長客運專線牌頭浦陽江特大橋位于浙江省諸暨市境內,大橋于DK81+035.83處跨越浦陽江?？缃绞讲捎茫?8+3×80+48）m 連續(xù)梁（+5-32）m 簡支梁方式，其中186#～188#墩位于深水中，線路法線與水流方向夾角為12°，水位H1%=17.85 m,流速 V1%=3.0 m/s。設計水中墩基礎施工采用雙壁鋼圍堰。

施工期間水位為11.5 m，也是雨季最高水位。此處浦陽江通航量較少，橋址江面較寬，水流平穩(wěn)，附近無橋梁碼頭等。186#～192#橋墩位于江中，均為鉆孔樁基礎，鉆孔樁穿過地層依次為粉土、細圓礫土(Q4a1)，泥質粉砂巖、砂巖、含礫砂巖強風化、弱風化。

2 主要工藝技術流程

2.1 水下爆破及清碴技術

2.1.1 簡介

為滿足通航要求，承臺埋入河床以下，河床覆蓋層為1 m左右，下伏基巖，水深5 m～8 m，采用水下爆破施工。

水中墩鋼套箱采用圓形，封底厚度為2.5 m，因此爆破范圍比鋼套箱的外圍寬不小于1 m，爆破的深度在承臺底不小于3 m。由于周圍分布大量的民房，為滿足振速及安全距離的要求，必須分次爆破到位。

爆破工藝流程如下：錨定鉆孔作業(yè)平臺→測量放樣確定鉆孔位置，移船就位→鉆孔→成孔沖洗→驗孔→裝藥→連線→平臺撤離（同時拉響警報并派人警戒）→起爆→解除警戒循環(huán)。

（1）測量放樣確定鉆孔位置

鉆孔前，要利用全站儀進行測量精確定位，防止漏鉆和疊鉆。根據(jù)當時的水位、水深及超深值計算該點的鉆孔深度。施工時務必鉆到設計要求深度以避免二次爆破。

（2）鉆孔

最好采用垂直鉆孔作業(yè)。鉆孔機具選用4臺氣動YQ100E型潛孔鉆機，鉆孔直徑為90 mm，鉆孔深度可達30 m。為了確保開挖達到設計的深度，鉆孔應超鉆深度1.5 m，鉆孔深度達13 m左右（指從水面以下的深度）。鉆機的布置為每排4孔，孔距為1.9 m，排距為1.6 m。一般每次爆破為5排即20個孔。

（3）裝藥

每鉆完一排孔后，即開始一次裝藥作業(yè)。炸藥采用防水性能較好的乳化炸藥，雷管采用非電毫秒雷管。為避免產(chǎn)生瞎炮,每個炮孔應采用多點起爆,每個起爆點放兩枚雷管。同一孔中應用相同段別的同批雷管，起爆網(wǎng)絡采用微差復式起爆網(wǎng)絡，以確保傳爆的準確性。裝藥完畢無誤后，順套管裝填河砂。取套管時，要注意雷管尾線不要落水。在裝藥過程里，雷管尾線不能受力。

（4）聯(lián)線

在水中放置浮胎，使其錨定地飄浮在水面上，將“每船同排”的導爆管安綁在一只輪胎上，按照“從后到前”的順序將輪胎上的導爆管用“同段”非電雷管連接起來。為了不使傳爆雷管將其他導爆管炸斷造成拒爆現(xiàn)象，連接時應將雷管置于浮胎上面，并用泡沫盒包住扎緊，不能浮在水面隨波漂移。

（5）警戒及起爆

爆破警戒包括施工警戒和起爆警戒。施工警戒距離為20 m，用視覺信號作標記即可；起爆警戒應同時發(fā)出視覺信號和聽覺信號，這里不多贅述。

（6）爆破效果檢查

起爆后應確保安全時間，一般為5 min以后才可以進行下一步作業(yè)。

（7）水下爆破參數(shù)表（見表1）

表1 浦陽江特大橋187#墩水下爆破參數(shù)

（8）清碴

由于浦陽江不通航，不能采用大型駁船通過沖擊抓碴的方式進行清碴，這里利用標準舟作為平臺采用長臂挖掘機進行清碴。

清碴采用28 m長臂挖機配合裝碴船進行清運。為解決操作平臺的穩(wěn)定性問題，可在平臺中間舟節(jié)灌滿水，以降低重心，減少晃動；在靠近棧橋一側清碴時，可通過打入鋼管樁與棧橋連接，確保其穩(wěn)定。

2.1.2 實施過程存在的問題及采取的對策和啟示

（1）爆破后石塊大

由于爆破后石塊大，非常不利于清碴。后把孔距改為1.6 m，排距1.3 m，鉆孔改為梅花狀排列，石塊基本保證最大在50 cm以下。

（2）擾民情況較多

如現(xiàn)場離民房較近，雖能保證振速及安全距離的要求，但仍感覺民房有振動感?？蓢L試多增加雷管起爆的段別，一般可明顯降低振動感。

2.2 鋼套箱加工及安裝

設計承臺尺寸為11 m×15 m，鋼套箱有矩形和圓形兩種，我們首選用圓形鋼套箱，內徑為20.5 m，壁厚1 m（見圖1）。

圖1 圓形鋼套箱尺寸

（1）鋼套箱的設計及加工

根據(jù)現(xiàn)場測量水位11.5 m，鋼套箱頂部標高設計按14 m考慮，鋼套箱底部標高為-1.0 m，高度為15 m；封底厚度為2.5 m，分三節(jié)，從下向上高度依次為4.5 m、5.0 m、5.5 m，分8個隔艙，每塊重量不超過 9 t，內外壁之間采用∠56×36×4（mm）角鋼，豎肋采用∠75×50×8（mm）角鋼，環(huán)向加筋板為140×10鋼板。

拼裝按照分節(jié)外弧的弧度及長度加工胎具。焊接后要及時處理滲水部位，確保鋼套箱的嚴密性。拼裝時要求：上下隔艙板對齊，各相鄰水平桁架弦板對齊，上、下豎向加勁角鋼允許不對準，但必須和水平桁架弦板焊牢。內外壁鋼板拼縫不能對接焊時，允許采用搭接焊或貼板焊接，但必須滿焊，并保證全焊水密結構的可靠性。

（2）首節(jié)鋼套箱拼裝

首節(jié)鋼套箱采用在水中進行拼裝，如場地許可也可采用在岸上拼裝并通過滑道下水。

鋼套箱拼裝好后，需全面仔細檢查各焊縫有無氣孔、夾渣、漏焊等處，并進行水密試驗，這一點尤為重要。

（3）浮運就位、接高

這個過程主要由鋼圍堰定位和接高兩個步驟，技術要點有：

首節(jié)鋼圍堰頂推到橋墩大致位置后，要順水流方向兩邊拼裝浮箱，垂直水流方向安裝貝雷架并與浮箱連成整體，形成框架結構，精確定位后，通過工字鋼抵住鋼圍堰進行限位鎖定。

首節(jié)鋼套箱鎖定后，每一節(jié)段鋼圍堰運到位后，與首節(jié)或上一節(jié)進行焊接，要注意讓鋼圍堰均勻下沉，并予留相應的干舷高度，以便接高下一節(jié)時焊接作業(yè)。

為保證拼接鋼圍堰的順直，要在底節(jié)頂面定出一個測量基準面并確定中心點，并以此基準面和中心線為準進行結構尺寸的測量控制。接高拼裝采用兩臺浮吊對稱式拼裝，施工時要通過精密測量防止不均勻沉降而使位置產(chǎn)生偏移。刃腳下到標高后，下潛水員用2 cm的鋼板焊成楔形盒子支墊鋼圍堰刃腳，以確保鋼圍堰的穩(wěn)定。為保證封底混凝土的可靠性，在外側采用編織袋裝粘土將刃角外側填塞密實，再覆蓋一層沙石，從而防止封底混凝土外逸。

（4）下沉、清基

鋼套箱在水中是采用隔艙內灌水的方式下沉，灌水時應對稱進行，防止側傾。

鋼套箱著床是鋼套箱施工中的一道重要關鍵工序。鋼套箱著床后的位置和傾斜率對鋼圍堰以后的下沉，乃至鋼套箱落到設計高程時的質量都有重要影響。我們是通過在鋼套箱的隔艙內反復灌水的方式以調平圍堰。必要時，可排除隔倉內的水使圍堰上浮再進行第二次準確著床，直到精度符合設計要求。

（5）鋼套箱內清基

鋼圍堰清基是為了使水下封底混凝土與基巖面結合緊密，避免出現(xiàn)夾砂層，防止透水現(xiàn)象發(fā)生?？衫脻撍畣T下水探摸并水下找平。清基到位后，則可進行水下混凝土封底。

實施過程存在的問題及采取的對策和啟示:

（1）鋼套箱的設計優(yōu)化

根據(jù)最初的設計，隔艙之間桁架支撐間距為50 cm，但水下艙壁水越深受力越大。后來根據(jù)施工人員的建議優(yōu)化設計，刃角部分間距為50 cm，最頂部間距調整為150 cm。這樣既保證了受力相對均勻，又節(jié)約了鋼材用量，優(yōu)化后的每個鋼套箱重量約為200 t。

（2）鋼套箱下沉之前的檢查

下沉之前，通常采用測繩測量寬度及深度是否達到要求，確保一次下沉到位。施工過程中由于檢查不到位，188#墩清碴后流砂造成清理不徹底，最后下沉不到位，采用挖機在周邊淘沙下沉，又碰到刃角有石塊，最后只能抽水上浮重新清碴，耽擱了4天時間。

2.3 封底施工

封底是深水基礎施工的關鍵環(huán)節(jié)。按照浮力與重力平衡原理計算可得封底厚度應保證2.5 m厚，可采用分兩次封底施工，第一次封底厚度控制在1.5 m，根據(jù)第一次封底情況再進行第二次封底；同時隔艙內封倉混凝土應保證4 m高。封底采用兩臺泵車配合兩臺漏斗導管進行作業(yè)，從上游開始，先封周邊，再封中間。

采用泵送多點導管澆筑封底混凝土。因封底混凝土數(shù)量大，為提高混凝土流動性和延長混凝土的初凝時間，混凝土中可摻加適量的緩凝型減水劑（30 h緩凝時間）和粉煤灰。

根據(jù)測繩測量結果，可先對爆破后低凹的進行灌注混凝土封底，然后再灌注較高的。

水下混凝土澆筑過程中應注意的事項：要用測深錘每隔一段時間，測出混凝土表面標高，用以指導各導管提升及下料。一般要求混凝土要均勻上升，以免造成混凝土面高低偏差過大。同時，也可避免導管埋置過淺而使導管懸空?；炷翝仓K結時，盡量調平混凝土表面平整度。灌注水下混凝土時，最好準備多套導管提升裝置，防止混凝土堵管。

封底混凝土達到設計強度后，進行鋼套箱內抽水。并將封底混凝土表面找平至承臺底設計標高。鋼套箱抽水之前，要根據(jù)檢算對倉內灌注水下混凝土以平衡浮力。

實施過程存在的問題及采取的對策和啟示:

（1）鋼套箱周邊的封堵

由于爆破后，基底不是很平，鋼套箱落地后，刃角與鋼套箱接觸不密貼，周邊封堵不嚴實，導致封底時混凝土外溢。為此，鋼套箱下沉到位后，應先用粘土裝袋回填，然后用砂子回填密實。同時，為防止混凝土流入鋼護筒，也應在鋼護筒內填粘土夯實。

（2）套箱內抽水注意事項

在樁基施工完成后，抽水之前一定要經(jīng)過檢算，向套箱艙內加水，確保重力一定大于浮力，否則容易上浮，并做好觀測記錄。

3 結論

通過牌頭浦陽江水中墩深水基礎施工，總結了很多經(jīng)驗教訓，其棧橋施工、裸巖水下爆破、鋼套箱的制作及拼裝、圍堰封底施工技術對類似裸巖深水基礎施工具有推廣意義。