沙溪特大桥（南平联络线）水中墩围堰施工方案一、编制依据（一）、《沙溪特大桥（南平联络线）施工图》；（二）、国家、铁道部和福建省现行的有关法律、法规；（三）、铁道部现行的设计、验收标准、安全规程等各项技术标准；（四）、本地区自然环境、气候条件和资源条件；（五）、本桥的现场调查的相关地质、水文等相关资料；（六）、《向莆铁路 FJ-2标段总体实施性施工组织设计》。

二、工程概况（一）、工程概况沙溪特大桥位于向莆铁路南平联络线上，起讫里程为LDK001+ 112.46～LDK001+717.68，该桥全长 605.22m，桥梁结构形式为 1-24m+6-32m＋（48+2×80+48）m＋1-32m +2-24m +1-32m，全桥均为桩基础。

该桥跨越沙县境内的沙溪河，河流与线路大里程夹角为 60度，河面宽度为 362m，水深 4.2～9.8m，LDK1+685.8～LDK1+698.7处跨越 205国道，公路与线路大里程夹角为 69度，限高 5m，6#～12#墩为水中墩。

本桥桩径分别为 100cm、125cm、150cm，总计桩基 144根，其中水中桩基 91根，陆上钻孔桩 53根。

其中 7#～11＃墩为 48m＋80m＋80m＋48m连续箱梁，梁箱梁的预应力体系设计为竖向及纵向预应力，竖向预应力采用Φ25高强精轧螺纹钢筋，用 JLM型锚具，Φ35波纹管成孔，纵向预应力采用 7Φ5低松驰钢绞线， OVM-15、9锚具，悬臂灌注法施工。

（二）水文及地质情况1、水文特征地表水主要为沙溪河水，水位随季节降水的变化而变化。

根据沙县水文站提供的水文材料，沙溪河十年一遇洪水位为107.92m，沙县站各年最高洪水位及出现的时间如下：时间最高水位 m108.66 相应最大流速 m/s2006-6-1 2007-6-14 2008-6-193.272.121.76 105.76104.86由于沙溪河的水位高低主要取决于上游和下游电站，根据降雨量调节水位高低，本桥水中墩围堰施工时间的位在 103.0m。

地下水主要类型为第四系空隙潜水，基岩裂隙水和岩溶水，空隙潜水主要赋存与第四系砂砾卵石层中，属孔隙承压水，水量较丰富，基岩裂隙水主要赋存于粉砂岩裂隙硅质岩、炭质页岩，属裂隙潜水，含水量较弱。

岩溶水主要富存于灰岩溶洞中，水量丰富，地下水主要受大气降水-沙溪河地表水体补给。

2、不良地质和特殊地质桥址区岩溶发育，根据地质勘探资料， 7＃～12＃墩下均存在溶洞，其中最大溶洞高为 32m，最小溶洞高为 0.3m，且溶洞与溶洞彼此相通，且成珠串状，溶洞内按其充填状态分为空溶洞、半充填溶洞、全充填溶洞。

充填物又分为粉质粘土、粉质粘土夹碎石及角砾、细角砾土等，充填物大部分呈软塑或流塑状，对桥梁基础施工产生较大影响。

（三）、主要技术标准铁路等级：Ⅰ级正线数目：单线设计速度： 160Km/h设计活载：中 -活载三、水中墩围堰方案选定根据沙溪特大桥水文和地质资料对水中墩围堰方式进行选定。

6＃墩距离沙溪北岸不远，水深约 5.4m，河床覆盖层较厚，选择采用12m长拉森Ⅳ型钢板桩施工围堰；7＃墩水深约 8.1m，河床覆盖层较厚，选择 15m长拉森Ⅳ型钢板桩施工围堰；8＃墩水深约 7.3m，河床覆盖层较厚，选择 15m长拉森Ⅳ型钢板桩施工围堰；9＃墩水深约 7m，河床覆盖层极不均匀，最小覆盖层厚度为 0.5m，且溶洞密集，钢板桩无法打入。

先进行水下爆破，再采用15m长拉森Ⅳ型钢板桩施工围堰；10＃墩水深约 6.8m，河床覆盖层较厚，选择 15m长拉森Ⅳ型钢板桩施工围堰；11＃墩水深约 9m，河床覆盖层不均匀，承台底标高为 92.193m，为确保水中施工安全选择采用 18m长拉森Ⅳ型钢板桩施工围堰；12#墩距离南岸较近，水深约 7.4m，河床面由岸边向和中心倾斜，河床覆盖层不均匀，为确保水中施工安全选择采用 15m长拉森Ⅳ型钢板桩施工围堰；四、围堰施工方案根据选定的围堰施工方案，分别以 9＃墩为例介绍钢板桩围堰的施工。

（一）、9＃墩钢板桩围堰设计和施工1、设计情况承台为两级，第一级承台尺寸为： 12.2m（横桥向）×12.2m（纵桥向）×3.5m（高度），第二级承台尺寸为： 6.4m（横桥向）×6.4m（纵桥向）×1m （高度），设 4个 1m×1m 的倒角。

承台底面设计高程为 94.174m，河床面高程为 95.7m，承台埋入河床深度为 1.526m。

2、水位情况正常水位：常水位为 103.2m（此时水深 7.5m），十年一遇洪水水位107.92m（水深 12.22m），考虑都围堰施工时间需经过一个雨季，参照最近两年的最高水位 105.75m，设计时按水位 106.0m考虑。

3、水流速度因该桥位于水电站库区，水流较为缓慢。

流速小于 V=0.1m/s。

4、河床地质条件河床地质情况，由上至下为：砾砂 (层厚约 2m，基本承载力 300Kpa)、粉质粘土 (硬塑状态，以粉粘粒为主，含 20~30%角砾，层厚约为 1m，基本承载力为 350Kpa)、全风化粉砂岩（原岩结构基本破坏，含10~30% 的强风化岩块，雨水易软化、崩解，基本承载力为 200Kpa）。

5、钢板桩围堰设计情况结合河床地质情况及施工要求，采用进口拉森Ⅳ型钢板桩进行围堰施工，长度为 15m，宽度为 40cm，厚度为 17cm。

围堰顶面标高暂定为 104.0m，高出施工水位 1m（此标高不一定能够满足，基本原则是打入全风化粉砂岩，并且伸入封底混凝土底面以下 1.5～2m）。

围堰内设 3道围囹和内支撑，所有内围囹均采用 I40a工字钢制作，内支撑采用φ529×10mm和φ820×10mm焊接螺旋钢管，斜撑 1和斜撑 2之间采用 [18＃槽钢进行焊接连接，以减小斜撑 2 的自由长度。

各节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。

图4-1钢板桩围堰平面图[18#槽钢横向焊接φ1500桩基φ529焊接钢管A图4-2钢板桩围堰立面图钢板桩顶标高 104.0m第一层围囹标高 103.5m水面标高 103.0第二层围囹标高 100.5m第三层围囹标高 98.3m河床标高 96.0m承台承台底标高 94.174m1.5m厚C20封底混凝土封底砼标高 92.674m钢板桩尖标高 89.0m6、钢板桩围堰施工方案（1）施工准备钢板桩运至工地后 ,应仔细进行检查。

桩身不得出现扭曲、裂纹等缺陷,有缺陷的钢板桩禁止使用；锁口必须进行检查。

每片钢板桩两侧锁口内均涂黄油混合物 (重量配合比为∶黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土粉 = 2∶ 2∶ 2∶ 1) ,以减少板桩插打或拔除时相互间的摩擦力 ,且提高抗渗漏性能。

（2）安装导向架利用已有的护筒，在钢护筒顶部采用 I22a工字钢纵横交错，在四周焊接I22a工字钢，悬挑部分加设斜撑，形成上层导向架。

在水面上 50cm 处采用∠ 80×80×10角钢焊接三角支撑牛腿，在其上安装第一层围囹做为第二层导向架。

在导向架上反扣 [ 20a,作为打设钢板桩的内轮廓导向及定位系统（限位板）。

导向架必须精确定位 ,否则会影响到钢板桩的合拢及承台位置。

（3）插打钢板桩至合拢钢板桩的插打顺序从水流的上游开始 ,这样可以减少后面的板桩因水流阻力而插打不便 ,且有利于钢板桩的合拢。

顺水流两侧连续插打 , 至下游处合拢。

从第一块角桩开始 ,必须保证钢板桩的垂直度 ,并及时用平台上仪器测量或吊锤球检查 ,人工挂倒链纠偏。

插打时 ,在上下两层导向架上 ,分别安设导限位板 ,要准确定位使钢板桩在打设过程中不左右偏移 ,待插打十几块钢板桩稳定后 ,可临时与导向架联结（点焊）, 然后再插打其余的板桩。

钢板桩围堰在合拢时 ,两侧锁口不一定平行 , 会出现上大下小或上小下大 ,左右偏移等情况 ,因此在合拢前 ,可将合拢处5～ 7片钢板桩不打入河床设计位置 ,只需打入少许深度使之稳定即可,用20t导链分别拉两侧锁口 ,使之变大或变小 ,然后将板桩徐徐插入,再分块打之 ,使之沉至设计深度。

如果用导链调整仍不奏效 ,只能从下游拔出一侧钢板桩 ,在角桩部位进行调整 ,重新打设 ,最终合拢。

（4）水下砼封底3吸砂设备采用用 20m空气吸泥机。

在围堰内用两支空的油桶 ,上面放上两根型钢 ,铺上木板 ,作为放置抽砂泵的浮动平台 ,操作人员可站在平台上 ,移动抽砂嘴 ,将围堰内的设计标高以上部分的砂土 ,全部抽至围堰之上 ,堰内抽砂时 ,要注意向堰内补水 ,以保持内外水头一致。

无法抽出的土层采用抓斗抓土后再采用空气吸泥机抽砂至设计深度。

清基到设计深度后将设备吊出围堰 ,及时进行水下封底。

钢板桩内的封底砼作用有三 :第一是作为围堰内抽水后的钢板桩支撑结构；第二是用以抵消抽水后围堰内底板形成的底鼓力；第三是用来封闭围堰内的水和砂, 为承台施工提供一个理想的作业环境 ,故而封底砼量大 ,质量要求高。

封底砼水下灌注采用直升导管法 ,由围堰中央向四周推进。

灌注中要保持砼的连续性 ,不得二次封底 ,以保证封底砼的质量。

封底砼表面有一适当坡度 ,形成一汇水坑 ,便于承台施工时集水抽出。

另外 ,可根据需要高砼的标号 ,使砼的强度较早达到设计要求 ,不致延误工期。

（5）安装围囹及内支撑封底砼达到设计标号 C20,即可抽水。

当抽水至支撑设计位置下0.7m～1.0m时,即可安设围囹和内撑系统。

按照设计标高 ,在板桩围堰的每个侧面用 3个∠ 80×80×10角钢做成的牛腿 ,焊在钢板桩上 ,作为围囹的临时安装结构 ,安装并焊接内撑系统。

然后,准备4～6台抽水泵将围堰内的水抽至第二道围囹下 0.7m～1.0m，与上层相同的方法安装第二道围囹和内支撑，直至第三道围囹和内支撑。

围囹及内支撑安装完成后抽水至封底砼面。

在抽水过程中，先在内侧边抽水边堵漏 ,将旧棉絮压入板桩间的锁口内 ,压紧、压实 ,在内侧个别位置漏水较大的部位，由潜水员潜入水下由外侧进行封堵，可保证围堰封水 ,少量渗水可将水流引入围堰四边的集水坑内采用抽水机抽出围堰外，保证承台施工在无水的环境中进行。

（6）承台和桥墩施工。