單頁(yè)式俯仰節(jié)能船閘橋的施工技術(shù)應(yīng)用研究

張吉民，汪巍
摘 要：論文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)單頁(yè)式俯仰節(jié)能船閘橋的施工難點(diǎn)和施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)雾?yè)式俯仰節(jié)能；船閘；施工技術(shù)
1 工程概況
W單頁(yè)式俯仰節(jié)能船閘橋地處河海交界處，橋體在地面交通通行的情況下已經(jīng)離船閘海側(cè)的海平面不遠(yuǎn)，在漲潮的時(shí)候甚至要浸到海水里，因此橋體要頻繁的浸入到海水當(dāng)中，潮水、鹽霧、冰凍、突發(fā)陣風(fēng)等地理自然條件非常復(fù)雜、惡劣。船閘位于海防路海河大橋東側(cè)約70.0m處，船閘有效尺度180×22m,東西閘門(mén)外側(cè)直立段26～28m，閘室墻墻后經(jīng)探摸為拋石棱體，厚度約為8～10m。船閘橋?qū)?.3m，車(chē)行道凈寬4.0m，人行道凈寬1.0m，橋長(zhǎng)32.585m。
船閘基礎(chǔ)采用樁基墩臺(tái)結(jié)構(gòu)。墩臺(tái)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墩臺(tái)，混凝土標(biāo)號(hào)C30F250；樁基采用鋼筋混凝土灌注樁。南側(cè)大墩臺(tái)兩座，北側(cè)小墩臺(tái)兩座。船閘兩側(cè)的交通橋基礎(chǔ)對(duì)稱(chēng)布置，結(jié)構(gòu)形式相同。樁基布置在閘室外側(cè)，以不影響原閘室結(jié)構(gòu)為原則；墩臺(tái)也不與原閘室結(jié)構(gòu)有聯(lián)系，自成體系。
2 施工難點(diǎn)分析
(1) 新建船閘橋的建設(shè)過(guò)程不能影響原有老船閘日常的過(guò)船功能，即需要在通航條件下進(jìn)行施工，而其新建船閘橋開(kāi)啟頻繁，平均 30 次/24 小時(shí)，工程設(shè)計(jì)、施工必須滿(mǎn)足這一基本要求。
(2) 運(yùn)行必須可靠安全，否則將對(duì)陸路通行、船只過(guò)閘、船閘結(jié)構(gòu)本身造成不堪設(shè)想的后果。
(3) 不能對(duì)原有船閘的過(guò)船航道有阻擋，當(dāng)船閘橋收起時(shí)其本身結(jié)構(gòu)必須全部位于船閘閘壁以后，以留出船閘上方的凈空；
(4) 需要充分利用原有船閘的變壓器容量，原變壓器已不可能增容。
(5) 不能破壞原有船閘主體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，因?yàn)槔洗�閘已經(jīng)年代久遠(yuǎn)并缺少工程資料，而且施工區(qū)域狹小、滲水、水陸交通組織都對(duì)土建的勘察、施工帶來(lái)很大難度。
(6) 新建船閘橋結(jié)構(gòu)制造要求精度高，并且需要兩家施工單位密切配合，對(duì)于制造施工單位提出很高要求。
3 樁墩施工技術(shù)
3.1 沉降和位移控制
根據(jù)實(shí)際情況，我們采用了全站儀設(shè)定控制點(diǎn)，規(guī)定每天觀測(cè) 3 次，固定時(shí)間，每次觀測(cè)后都對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較，不同時(shí)段和相同時(shí)段比較，總結(jié)差值原因，加強(qiáng)過(guò)程控制。整個(gè)施工過(guò)程中沉降和位移沒(méi)有變化，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求。
沉降、位移觀測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)證明了閘室壁未發(fā)生沉降和位移，說(shuō)明施工方案克服了施工困難，通過(guò)創(chuàng)新，控制嚴(yán)格，保證了閘室壁的安全。如圖1所示。

 

3.2灌注樁施工
灌注樁施工難度在穿石壩，由于石壩厚度在 5m 以上，而且是在船閘旁邊，以前施工采用深挖基礎(chǔ)，然后下護(hù)筒，人工護(hù)筒內(nèi)挖石的方法。由于考慮閘室安全，不能開(kāi)挖。人工挖石安全保障差，因此在施工以前就積極考慮解決的方案，根據(jù)抓泥的抓斗，設(shè)計(jì)了適合護(hù)筒內(nèi)抓石塊的抓斗，不但保證了人身安全，施工進(jìn)度也大大提高，對(duì)于保證按時(shí)完工作出了貢獻(xiàn)。在施工過(guò)程中由于鉆孔遇到木樁和大塊石頭等問(wèn)題，采用了用沖擊鉆沖孔的辦法，解決了潛水鉆不能成孔的問(wèn)題。由于考慮到閘室安全，沖擊過(guò)程盡量短，在沖擊過(guò)障礙物后及時(shí)改用潛水鉆成孔。經(jīng)過(guò)施工觀測(cè)，保證在距離閘室 5-6m左右對(duì)閘室沒(méi)有影響，為以后閘室的維修起到借鑒作用。
3.3 基槽開(kāi)挖
基槽開(kāi)挖重點(diǎn)是保護(hù)閘壁和道路的安全。由于基槽靠近路面和閘室，因此基槽開(kāi)挖一直是設(shè)計(jì)和施工要求控制的重點(diǎn)。根據(jù)樁基施工，考慮在距離閘室 5m位置打鋼板樁對(duì)閘室沒(méi)有影響，采用打鋼板樁固定岸坡，保護(hù)閘室和道路。由于考慮到基槽的滲水問(wèn)題，我們采用了封底砼墊層的方式防止基礎(chǔ)滲水，確保地基的承載力，保證上部墩臺(tái)的施工。我們制作了止水模板，在基槽開(kāi)挖完畢后對(duì)基槽進(jìn)行了清理，基礎(chǔ)做碎石墊層，然后在水中澆注封底砼墊層，即增加了地基的承載能力，又達(dá)到了止水的目的。
3.4 現(xiàn)澆墩臺(tái)施工
本工程預(yù)埋件種類(lèi)多，數(shù)量大，安裝要求高，要求高程和位移全部控制在2mm 以?xún)?nèi)，因此測(cè)量控制成為工作的難點(diǎn)。預(yù)埋件種類(lèi)多，達(dá)到 10 種，控制難度相應(yīng)增加。
預(yù)埋螺栓是控制難度最大，需要時(shí)間最長(zhǎng)的一道工序。我們采用測(cè)量人員先定位安裝鐵板和螺栓，使得位置基本準(zhǔn)確。然后制作了兩塊大定位板，安裝在墩臺(tái)兩側(cè)。每塊定位板控制 70 根螺栓，安裝定位板后測(cè)量人員用全站儀控制每根螺栓，對(duì)每根螺栓進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到要求。在控制兩側(cè)螺栓間距，設(shè)計(jì)要求 7000mm，安裝完定位板后間距基本達(dá)到了要求，為了更好的控制，我們又測(cè)量了兩側(cè)定位板的間距，保證間距控制在范圍之內(nèi)，然后用槽鋼連接成整體。最后對(duì)螺栓位置進(jìn)行檢測(cè)，必要的進(jìn)行微調(diào)。通過(guò)嚴(yán)格控制，達(dá)到了設(shè)計(jì)嚴(yán)格要求。
3.5 船閘防護(hù)措施
在工程施工時(shí)，由于地面標(biāo)高低，需要進(jìn)行防潮。我們采用了蛇皮袋裝土，沿閘室圍兩層，雖然經(jīng)歷過(guò) 4 次潮水高過(guò)船閘，但是沒(méi)有在維護(hù)的地方發(fā)現(xiàn)漏水問(wèn)題。通過(guò)和船閘所的共同努力，防止了潮水的泛濫。
3.6 橡膠護(hù)舷安裝
考慮到閘壁防護(hù)安全，避免船只直接撞擊閘壁，因此在橋梁位置閘壁處安裝D 型橡膠護(hù)舷，采用在閘壁上鉆孔，用植筋膠固定螺栓，路上吊機(jī)，水上安裝的方式，橡膠護(hù)舷共安裝 28 個(gè)。植筋膠固定橡膠護(hù)舷螺栓在天津幾乎沒(méi)有過(guò)，以前是用環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)固定螺栓的。環(huán)氧樹(shù)脂價(jià)格高，效果好。通過(guò)植筋膠固定橡膠護(hù)舷螺栓發(fā)現(xiàn)效果也很好，而且價(jià)格要比環(huán)氧樹(shù)脂便宜一些，即達(dá)到設(shè)計(jì)要求，又降低造價(jià)，達(dá)到了降能減排的效果。
4 船閘橋運(yùn)輸及吊裝
船閘橋運(yùn)輸及吊裝的最初方案是采用陸路運(yùn)輸和吊裝。由于二號(hào)門(mén)北側(cè)極限通行寬度 10.4m，而船閘橋總寬達(dá) 10.772m，因此需要分為主體橋架和人行道兩部分進(jìn)行運(yùn)輸,增加了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間。受周?chē)�建筑物的影響，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)場(chǎng)地狹小，車(chē)輛進(jìn)入后無(wú)法調(diào)頭，車(chē)隊(duì)需倒車(chē)運(yùn)行三公里進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。運(yùn)輸車(chē)輛將占據(jù)兩個(gè)半車(chē)道，運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)于城區(qū)交通影響很大。而且道上的鋼軌護(hù)樁影響橋體擺放需拆除；道路入口上端電纜影響吊車(chē)回轉(zhuǎn)，需臨時(shí)降至地面；吊車(chē)占用船閘龍門(mén)吊前的位置，靠河一側(cè)護(hù)欄拆除，靠河端監(jiān)視器支架需移位。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要清理的障礙物較多。船閘橋運(yùn)輸及吊裝最后采用的是海路運(yùn)輸和吊裝。由于港區(qū)內(nèi)道路寬闊，主體橋架和人行道可以連接成為一個(gè)整體來(lái)運(yùn)輸，減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間。而且采用 200t 浮吊吊裝，1000t 駁船運(yùn)輸，起重和運(yùn)輸安全、可靠。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需拆除作業(yè)，對(duì)陸路交通沒(méi)有任何影響。船閘橋的分為東西兩座,完全相同。施工順序?yàn)橄劝惭b西橋，再安裝東橋，分兩個(gè)時(shí)段完成。調(diào)運(yùn)安裝時(shí)，要聯(lián)系主橋體的裝運(yùn)碼頭、船舶及陸路的交通管理（封閉陸路及水路交通）等一系列的相關(guān)部門(mén)，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的時(shí)間。
運(yùn)輸車(chē)輛將占據(jù)三個(gè)車(chē)道，全程由警車(chē)引路護(hù)送。車(chē)隊(duì)運(yùn)行時(shí)間約3小時(shí)。橋體由200t的浮吊吊放在駁船上，隨后由拖輪將駁船和浮吊拖運(yùn)至船閘。浮吊先由東閘穿過(guò)船閘來(lái)到西閘的西側(cè)隨后駁船亦停至閘西位于浮吊東側(cè)，浮吊吊起橋體，利用穩(wěn)繩將橋體轉(zhuǎn)動(dòng)900，緩慢放置于安裝位置。橋體到位后安裝主鉸軸，同時(shí)進(jìn)行抗剪鍵導(dǎo)向板等部件的安裝工作。船閘橋西橋的運(yùn)輸及吊裝工作到此結(jié)束。此后，由安裝隊(duì)伍進(jìn)行鋼絲繩的穿繩作業(yè)。西橋運(yùn)轉(zhuǎn)后，以同樣的方式安裝東橋。

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