1双壁钢围堰设计

静水压力（三角形分布）最大值为：103kpa。计算断面流速为2.7m/s，流水压力为：3.72kpa。年平均风速为2m/s，风压力为：1.76kpa。计算中，同时考虑静水压力、流水压力、风压力及其他施工荷载。设计荷载组合水平荷载：静水压力+流水压力+风压力+其他。垂直荷载：围堰自重+舱壁砼+封底砼+浮力+其他。设计工况最不利的工况为封底砼完成后，围堰内抽干水至封底砼顶面时，围堰内外形成水位差的状态。本设计以此状态来验算钢围堰结构是否安全。结构检算经钢围堰抗浮检算，抗浮安全系数为3.22；在围堰内部从封底砼顶面开始，每隔2.5米设置内撑一道，每道内撑设置为横桥向2道、顺桥向3道φ325钢管。

2双壁钢围堰施工

水下基坑开挖与炸礁水下基坑开挖选用反铲船一艘和开底自航运泥驳两艘，反铲船长18m，宽8m，型深2m，配备加长臂400钩机一台；每艘运泥驳仓容70m3/150×2匹马力。水下炸礁为300t漂浮式炸礁船，满载排水量300t，配6台地质钻机。水下钻孔孔位成梅花状布置，孔距2.5m，排距2m，孔径125mm，采用非电毫秒塑料导爆管微差起爆网路。钢围堰的制作与拼装单个钢围堰块件在现场进行加工制作。钢围堰制作平台用钢管和型钢制作，尺寸为20×8m。在制作过程中，须进行以下检验：焊前检验、焊接过程中的检验、焊缝外观检查、水密性试验。双壁钢围堰的制作着重控制尺寸和焊缝质量，保证围堰的拼接侧板有良好的水密性。吊架与吊放系统吊架采用桩护筒接长作为支撑，护筒顶架设纵横向双层贝雷片桁架作为承重构件，贝雷片上部安装14台电动卷扬机及滑轮组组成吊放系统，电动卷扬机通过电动控制开关柜进行控制。钢围堰的升降系统由14台5T电动卷扬机及32T滑轮组组成（1台JK-5电动卷扬机配备一个定滑轮、动滑轮组成一个起吊单元）。一个双壁钢围堰的最大重量为280t，每个滑轮组承受的重量为280/14=20t，卷扬机承受的牵引力为2.2t。卷扬机的安全系数为5/2.2=2.27。整体下水在正式吊装前一周，观察东江水位的涨退潮情况，确认东江水流速最低时的时间点。在拆除全部底部支撑型钢后，钢围堰通过总控制柜控制依靠自重进行整体下放，时间约20min，实际整个过程顺利，有效地保证了下放过程的安全，达到了预定目的和效果。经定位测量，整体钢围堰的偏差为3cm。水下砼封底钢围堰堵漏和清底：钢围堰就位后，通过潜水员在水下对围堰底部的外侧进行砂包堵漏，检查基坑底的平整度和泥浆堆积等情况，保证封底的完整性。填充内舱：在钢围堰内舱里填充5米高的C25砼，将底节钢围堰及接缝填充密实，增加钢围堰的刚度和减少接缝渗水。优化水下封底砼配合比：C25水下砼配合比水泥用量增至500kg/m3，粉煤灰单方增至70kg/m3，砼初凝时间控制在10小时。由于水下砼的流动性较好，水下流动半径达到8m左右。导管布置：整个水下砼封底共设置导管14根，其中由于顶部吊装平台的阻碍，靠栈桥平台较远的7根导管顶部接口设置在吊装平台顶面，其余7根导管口设置在钢围堰顶部平台位置。水下砼灌注：整个水下砼灌注时间约16小时，总砼方量为420m3，采用一台臂长60m的砼泵车进行连续供料。在灌注过程中，技术人员及时测量砼面的高度，保证砼封底厚度及高程满足设计要求。

3钢围堰的抽水及支撑

在钢围堰抽水时，要随时观察变形情况，确保钢围堰的整体完好性，不变形、不大量渗水，同时根据设计图对钢围堰逐节进行加固支撑，加固支撑高度为2.5m。围堰抽水完成后，检查封底砼效果（包括平整度、渗水情况）和钢围堰的接缝抗渗效果。经现场检查，封底砼无裂缝和渗水，平整度符合设计要求。钢围堰接缝抗渗效果良好。结语通过计算与实际施工过程的对比，双壁钢围堰的设计与施工是完全相符，满足了承台与墩身施工的需求。在吊放过程中，节省了大量的人工和施工成本，保证了施工安全。

作者：余建林单位：铁科院工程咨询有限公司深圳分公司