滆湖取土和特大桥围堰施工

科技创新与应用Ｉ　２ｍ２￣５月（下）　路桥科技　涌湖取土和特大桥围堰施工　吴文武　（常州Ｉ市高速公路建设指挥部，江苏常州２１３０２４）　摘要：宁常高速公路跨越７公里漏湖水面，现场施工采取围湖筑坝桥梁施工方案，并湖ｑ－ｇｘ￣￣３００万方。在工程质量、施工进　度、安全环保等诸多方面都４ｇ５－￣．来的施工方案，并取得了良好的社会经济效益。在涌湖围堰施工中经过多次尝试和摸索，取得　了一些经验教训供大家参考。　关键词：高速公路；筑坝围堰；湖中施工；防汛　宁常高速公路武进段，穿越我省第六大淡水湖一漏湖，路线穿越处，　迎水坡１．＇２５，内侧坡１：２。（在实际施工中发现湖中风浪很大，冲刷严重，　湖宽约７公里。设计方案为短堤一桥梁～短堤一桥梁一短堤结合的方式跨　后来全部取消土围堰）　越涌湖，即在湖心筑岛，两头配以东、西特大桥接短路堤伸向两岸。　３．２．２施工围堰：选择土袋围堰，堰顶标高４．４米，堰顶宽度考虑防　涌湖两座特大桥全长５．５６６公里。特大桥的施工方案原设计为沿线　渗及防迅抢险时为提供车辆行驶的需要设为４．０ｍ，外侧迎水坡１：２，内　搭设钢便桥，加施工平台，后经反复研究，从质量、进度、环保、管理等诸　侧坡ｈ１．５。　多因素考虑，改为围堰加便桥的方案，经预测，施工标段的围堰总长近　３．２．３泄洪道围堰：选择木桩竹条围堰，堰顶标高４－４米，堰顶宽度　２０公里，使用时间在１２—１５个月（有度汛要求），如此大型的围堰工程，　４．０ｍ，外侧迎水坡及内侧坡均为ｌ：ｏ。（详见附件图１：正在施工中的木桩　在我省乃至全国尚属罕见。同时将在漏湖中围湖取土３５０万立方米，节　竹条围堰）　省耕地接近３０００亩，将取得良好的社会经济效益。　１涌湖取土坑和洞湖特大桥采取围堰施工方案　宁常高速公路武进段路基土方３９５万方，考虑武进土地资源相当　紧张，根据地方政府溺湖规划的要求，高速公路路基取土分别规划在漏　湖近岸东西两侧，采取湖中围堰后集中取土。　漏湖东西特大桥上部结构采用装配式部分预应力砼连续箱梁，原　施工方案为在桥梁—侧沿线搭设施工钢便桥，经我部多次论证，并和涓　湖相关管理部门协调，取消了原洞湖全线钢便桥施工方案，按围堰便道　和泄洪便桥相结合方案组织施工，并得到了省、市高指及相关职能部门　的同意。由于施工方案的重大变更，湖中取土、拌和楼与预制场的设置，　特大桥下部结构施工、湖心岛的填筑等主要工程均需在围堰内完成，上　述主要工程能否顺利实施，都将依赖于围堰工程，故而围堰工程是牵动　全局的重中之重，是整个工程成败的关键。　２涌湖湖区水文、地质条件　湖水水位受季节影响较大，汛期水位高、流量大，冬季水位低、流量　图１　小，枯水季节水浅。经调查，漏湖年最高洪水位出现在６月２５日－７月　１５日之间，即出现在黄梅季节，３ｏ０年重现期最高洪水位为４２８ｍ，１００　３．２．４砼圬工围堰：在土围堰的基础上，迎风面满铺５米长楼板，空　年重现期最高水位为４．１３ｍ，１０年重现期最高水位为３．３ｍ。正常年份ｌ一　隙处满灌细石砼。　施工单位从方便施工和节省造价的角度考虑，刚开始选择做了一　５月年平均高水位为１￣２４ｍ，８￣９月年平均高水位为２Ａ２４ｍ，１０月年平　段土围堰，为防止汛期风浪冲刷带走泥沙，则在迎水坡面设置土工布或　均高水位为２．１２４ｍ，１　１—１２月年平均高水位为１，５２４ｍ。　漏湖是古太湖长期演化，不断变化缩小而成，湖面形态如一茄形，　彩条塑料布防护坡面。但在风浪较大的情况下，土围堰都冲刷严重，在　湖盆呈一浅水蝶形，湖底十分平坦，湖心和近岸处高差为５０ｅｒａ左右，湖　台风来时，一晚上就可以把土围堰冲走，在采取多种围堰比较后最终全　底一般高程为０．２，－，０．５ｍ。淤泥覆盖厚度，由西向东１．２￣０．８ｍ。地质钻孔揭　部采用了砼圬工围堰。　４围堰舡　示孔深０．－４．０ｍ。为１－２层软亚粘土，软塑—流塑或为１－３层淤泥质土，流　围堰谢十方案经过多次认证和专家审查，并向有关方面办理施工　塑高压缩性，孔深５－２０ｍ，为３－２层亚砂土，稍密一中密状态。　的相关手续后，进行了砼圬工围堰施工。　３围堰　曼计　根据施工进度计划，湖中取土围堰工程使用期在２００５年６月～　４１先进行土围堰施工　按围堰平面位置及断面尺寸，在湖中实地精确测量放样，放出围堰　２００６年８月。按其该围堰的安全对工期，投资及人身安全所造成的影　用水上挖泥船水中取土、水中填筑堰　响，将围堰工程等级定为Ｖ级。特大桥的拌和站，预制场及下部结构施　的坡脚线。在坡脚线外侧ｌＯｍ处，身，至高出施工时水面０．Ｓｉｎ（大约为１．９０ｍ）将围堰合拢。为防止风浪洗　工的围堰工程使用期分别为２００５年６月－２００６年９月及２００５年６　可视隋况在迎水坡面设置无纺土工布或彩条塑料布。　月－２００６年７月，该围堰使用期长，考虑到如果围堰一旦出事，将对整个　刷和防渗，待堰身静置数日后，用多台大功率水泵徐徐抽水，同时检查堰身，　的工期、投资及施工人员和机械造成重大影响，所以按有关规范要求，　如发现异常情况则停止抽水进行局部加固，直至将水抽干完成土围堰　将围堰工程等级定为Ⅳ级。　的第一期工程，并将其顶面稍稍整平。　３．１围堰防洪标准、围堰顶高程：　４．２围堰的加宽加高施工　围堰顶高程为设计洪水位＋浪高＋安全高度　围堰内水抽干后，再静置数日，将湖底凉干，用挖掘机在内坡脚外　按水利水电工程等级划分及洪水标准查得：　４ｍ处取土分层填筑，分层用履带车或轻型压挖机压实，并按设计坡比　设汁洪水位重现期Ⅳ级为：１０－２０年，洪水位标高Ｖ３．３ｍ　修整，直至填筑到标高４．Ｏｒｅ，此时顶宽为３．５＋０．２ｘ２．５＋０．２ｘ２＝４．４ｍ。在汛前　Ｖ级为：５　１０年，取１０年洪水位标高Ｖ３．３ｍ　随时与当时气象、水文站联系，若当年汛情较重，有可能达到设计洪水　安全高度：ＩＶ、Ｖ级均为０．５ｍ　３时，再将堰顶加高至４．４ｍ。　浪高根据官厅水库经验公式，设计风速按多年平均最大风速，取　位３．１３ｒｉｄｓ；吹程，考虑到湖中渔网的削减作用，取１．５ｋｉｎ，经计算海浪高为　该设计断面经圆弧滑动，基底滑动及堰身倾覆验算，各安全系数均　满足临时水工结构的规范要求。惟抗渗，因情况复杂，变数太多，资料亦　０．６ｍ。围堰顶高程＝３．３＋０．６＋０．５－－４．４ｍ　３．２围堰类型选择　不全目此方案无法清除堰底下的淤泥覆盖层而未能验算。　４３围堰迎水面的砼圬工施工　堰体选择的原则是必须安全可靠，满足稳定、防渗、抗冲要求，且结　在土围堰达到设计高度后，在围堰外侧开始砼圬工施工。先对围堰　构简单、施工方便、适应防讯抢险易于拆除的同时兼顾经济合理。从现　有设计图上得知，湖底顶标高大致为０．４ｍ，淤泥厚大致为１．０ｍ，清淤后　外侧整平，满铺细石砼，然后满铺５米长空心楼板，楼板空隙处满灌细　的湖底标高应为一０．６ｍ左右，堰身高度＝４　（－－０．６）＝５．０ｍ左右。　石砼。楼板满铺的时候下端必须深入河床，并在枯水位时做好水下缝隙　３．２．１取土围堰：选择土围堰，堰顶标高４．０ｍ，堰顶宽度３．５　ｍ，外侧　灌浆，防止风浪冲刷后的堰身掏空。　一１４２一　路桥科技　２ｏ１２￣５月（下）ｌ科技创新与应用　梁格法在宽箱梁桥中的应用　邹党　（上海实正工程设计咨询有限公司，北京Ｏｌ００２２）　摘要：本文从连续梁桥的受力特点出发，结合实际工程对宽箱梁桥进行了梁格法分析，以供广大工程技术人员参考。梁格法在　实际工程应用中相比于单梁较为精确，精度上亦能满足要求。　关键词：梁格法；刚度；宽箱梁；应力　１概述　来反映原型结构的变形和内力。　３梁格法注意事项　３．１梁格构件刚度及形心位置　随着时代的进步，我国现代建设的飞速发展，交通运输业的蓬　勃发展，城市立交桥梁越来越多的出现。城市桥梁由于受路线线形　影响、通行量及美观的要求，箱型截面形式的桥梁上部结构越来越　梁格的划分直接影响计算的结果，划分的精确性尤为重要。将　受广大桥梁技术工程人员及投资者所青睐，且大多数都是宽箱梁　梁体划分梁格后，各梁格构件的抗弯刚度和抗扭刚度能保持一致，　桥，互通区域则是出现更多的宽箱梁桥。箱型截面的特点是抗弯、　各梁格构件形心位置已经不一致，并且不在实际梁体的中和轴上，　抗扭刚度大，稳定性好，而且在偏载作用下，箱梁的整体受力状况非　多数工程技术人员容易忽视各梁格构件形心位置变化的问题，为了　常良好，横向上要优于预制拼装桥梁。此时桥梁计算中普通计算方　更合理模拟梁体受力分析，应力计算中应对各梁格构件形心位置稍　法已不太能满足计算精度的需要，平面和空间梁单元法无法计算结　作处理，需使各梁格构件形心与实际梁体中和轴位置保持一致，以　构的横向受力状态，仅适用于宽跨比较小的结构，不能很好的反应　期得到合理的结果（如下图所示，各梁格构件形心位置在中和轴上）。　出实际梁体的受力状态；板壳实体有限元能精确地反应出结构各个　部分的应力状态，但建模计算过程较为繁琐，对计算时间和计算机　性能有较高要求，且不能直观的给出结构的内力，不便于结构的构　造和配筋设计。空间梁格分析成为桥梁上部计算中不可或缺的内　容，在板壳实体有限元模型耗时巨大的情况下，梁格法在此类型计　算中发挥的作用显得至关重要。　２箱梁梁格使用原理　３．２纵向虚拟边梁　箱梁梁格法主要是将上部结构用若干等效的梁格来模拟，即将　为使梁格构件更合理的受力及方便汽车荷载作用于构件上，箱　整体分成若干抗弯刚度和抗扭刚度等近似一致的梁格构件，使得实　梁的翼缘端部需设置纵向虚拟边梁。尤其是宽翼缘桥梁需要设置，　物的纵向刚度分散于各纵向梁格构件，横向刚度分散于各横向梁格　不设置虚拟纵向边梁将无法准确反映边梁格构件的内力及变形。　构件中，梁体被分割成一个平面网结构，从而完成梁体至梁格的转　３．３支撑的设置　换。各梁格单元的内力就是它所代表的那部分梁体应力的积分，当　空间体系中支撑的自由度为６个（ｆ）ｘ、Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ），同一　梁格节点与结构相重合承受同样的挠度和转角时，由梁格构件刚度　排支撑只能设置一个Ｘ、Ｙ方向的自由度，若同时添加将会造成温　产生的内力，局部等效于结构内力，计算此等效粱格的变形和内力　度作用结果偏大。　根据实际使用情况来看，楼板砼圬工围堰效果最明显，就地取材，　发现上述险情要及时报告。　施工进度较陕；防冲刷效果明显，经受了几次较大台风，都安然度汛。特　６．５．１巡查要做到“六查”即堰堤顶、迎水面、背水面、堤脚、护坡道平　别要注意的是灌缝施工的质量，直接影响到围堰的安全，因为口湖湖面　台，相互查过责任段至少１５ｍ。　宽阔，波浪较大，易引起灌浆处的脱落，造成冲刷和砼圬工破坏。　６．５２巡查要坚持：昼夜查。高水位和夜间应增加巡查密度。要按交　５围堰的使用管理　接班制度，做好记录。　无论围堰选择何种型式，但因其作用举足轻重且使用时期长必须　６．５．３巡查时要注意“五时”，即吃饭时、换班时、黎明时、黑夜时、刮　渡汛，为了安全使用必须建立健全管理的长效机制：　风下雨时都应不间断；“五到”即眼到、耳到、手到、脚到、工具到；“三清”　５．１成立围堰管理（领导）小组，下设巡逻、维护、材料作业组。负责　即险隋查清、信号记清、报告说清；“三陕”即发现陕、报告陕、处理陕。　围堰日常巡查和维护工作，在日常管理安全技术交底的基础上，书面明　７其他　确相关责任。　７．１抢险物资储备　５．２建立相关的管理制度：巡查值班制度，风雨夜巡查制度，日常维　根据上述抢险预案和辖区围堰的长短，备足备齐抢险急救物资。如　护制度，异常情况汇报制度等，并加强与当时气象防汛的联络，及时获　编织袋，铁丝、块石、粘土、木桩、土工布或彩条布等。　取汛情信息。　７．２监理的强力介入　５－３做好巡视纪录、交换班纪录、维护纪录。　围堰工程虽然是整个工程的大局，监理就必须晓之以理，说服承包　５．４管理机构人员内部配置通讯设备，保证２４小时通讯畅通。　人进行必要的投入，搞好抗洪抢险的物资、车辆储运调度工作。必要时　６防汛检验　须强力介入，铁腕行使法定的安全监理职责，动用一切合法手段，确保　涌湖索面宽阔，在汛期和台风季节，浪水的冲刷相当严重，所以安　围堰安全使用。　全渡汛就成了围堰工程的重点。　７．３抗洪物资的管理　６．１成立抗洪救灾的领导小组，组长由施工单位经理担任，副组长　适量的抗洪物资是不能移作他用，须单独建立台帐，按规定的制度　由监理组组长、施工单位分管安全的副经理担任。该小组在汛期到来之　发放和及时补充的。有不少材料也是工程中所共用的，这就要做好详细　前开展工作，统管围堰安全防务工作。　的调查，掌握这些材料的存放数量、地点及动态，并和供货商建立及时　６．２成立抗洪救灾突击队，选择思想觉悟高，组织纪律性强，能吃苦　的供货渠道，以保证急时之需。　耐劳，听从指挥的工人兼任，并配备足够专职人员负责日常巡查管理工　７．４运输保障　作。　根据汛情的需要提前做好堰顶简易砂石路面和转弯处的堰身加　６．３建立各项管理制度，如领导值班制度、巡查制度、交换班制度、　宽，制定好单行的行车路线，以保证抗洪物资的迅捷到达和行驶安全。　异常隋况汇报制度，抗洪物资管理制度等，做到严格执行，定期检查执　除个别车辆作为抗洪专用车辆外，需提前做好抗洪车辆的调度准　行情况。　备工作，适时掌握拟定车辆动态，建立２４小时通讯制度，以能保证在３Ｏ　６．４分段包干，明确责任，拉网排查，不漏疑点　分钟内赶到现场，抢运物资。　施工围堰分段包干配置人员巡查。巡查人员在上岗前，须经过专门　参考文献　培训，掌握相关知识，学以致用，在日后的拉网排查中不漏疑点。　【１］杨文渊．实用土木工程手册第三版咖．人民交通出版社．２００１．８．　６．５巡堤注意要点　【２］沈其明，刘燕．公路工程施工安全管理手册　人民交通出版社．２００８．４　堰堤一般常见的险情有：冒砂、冒水、浪坑、陷坑、裂缝、滑坡、坍塌。　『３］常州市高指．洞湖围堰施工报告（省水利厅行政许可），２００５．５．　一１４３—