中交路桥华南工程有限公司 528400
摘要：钢围堰被国内外广泛应用于跨江跨河桥梁基础施工中，本文介绍了安徽省望东长江公路大桥南主塔钢围堰锚泊精确定位系统的定位原理、系统组成和施工方法，以期为类似工程提供借鉴。
关键词：锚泊系统 定位 精确 钢围堰
1 工程概况
望东长江公路大桥位于安徽省望江县、东至县境内，距离上游九江长江大桥88公里，距离下游安庆长江大桥58公里，是八百里皖江上游的第一座长江大桥，也是世界上最大跨径的钢混叠合梁斜拉桥，其主桥索塔为花瓶式结构，塔高216m，跨径布置为“78m+228m+638m+228m+78m”。承台为切除四角的矩形，长宽高47m×25m×8m，顶标高+8m。墩位处河床为无覆盖层中风化灰岩，岩石整体性较好，抗压强度高；承台处枯水期水位较低，最浅仅8m，最大流速1.2m/s；洪水期水位较高，最深达28m，最大流速2.1m/s。附近航道水深最低仅有4m。
2 钢围堰施工方案
针对位于长江主航道上的大倾角裸岩面深水基础，由于存在不允许进行爆破作业整平岩面或爆破作业难度大，或岩面处理工期过长或影响岸坡稳定等难题，要安全、高效、低成本的解决上述问题，就定做一套适合的施工方案。通过三维雷达河床扫描和河床触探对河床标高信息进行分析，并依此对刃脚线形及结构进行专项设计，再建立三维河床模型，最终设计出国内外首创的大高差刃脚钢围堰。钢围堰在桥位上游70km外船厂加工成整体，再通过侧卧自浮运输到桥址附近，经水中90度竖向转体后，利用锚泊定位系统精确着床，再施工祼岩面抗滑锚桩和封底混凝土。该过程中的钢围堰精确定位施工工序是保证承台尺寸和索塔中心准确的前提。
钢围堰平面尺寸为50.4m×28.4m，主体结构最低16.48m，最高26.7m，高差约10m ；壁厚1.5m，自重约1800t。钢围堰设置14个加强钢箱，并把围堰分为了14个独立隔仓，可以分别注水调整重心，为围堰精确着床提供有利条件。钢围堰外围壁及加强钢箱处设置了各种吊耳和其它附属结构，用于连接锚泊定位系统。
3 钢围堰精确定位关键技术
3.1 工艺原理
钢围堰横桥向偏位通过上游前定位船、下游后定位船上的卷扬机（及配套滑轮组）进行调整，钢围堰顺桥向偏位通过导向船利用岸侧地锚、江侧边锚进行调整。定位过程中根据需要对围堰隔舱进行注水调整其垂直度和下沉速度。
3.2 锚泊精确定位系统组成
锚泊精确定位系统由前定位船、后定位船、钢围堰与前后定位船连接拉缆、前定位船锚碇系统（主锚、边锚）、后定位船锚碇系统（尾锚、边锚）、围堰边锚及其收锚平台、钢围堰拉缆固定座及其边锚转向马口固定座等部分组成。
定位船：在钢围堰的上游方向，距桥轴线约200m处设置了一艘800t工程铁驳作为锚泊精确定位系统的前定位船；在钢围堰的下游方向距桥轴线约200m处设置另一艘400t工程铁驳作为锚泊精确定位系统的后定位船。800t铁驳定位船参数：载重800t，重载吃水2m，外型尺寸：40m×12m×3m。400t铁驳定位船参数：载重400t，重载吃水1.5m，外型尺寸：40m×9.2m×2.4m。前后定位船上分别布置了卷扬机、滑轮组、限位装置和收锚系统，每个定位船上共设置5t卷扬机4台、6t卷扬机1台、4门、3门、2门滑车组分别是4套、6套和4套。
主锚：主锚采用4个150t蛙式混凝土锚，布置在钢围堰上游方向距离后定位船后方约500m，为钢围堰在顺水流方向上提供较为强大的拉力，需要沉放到规定的河床位置上。
尾锚：尾锚采用2个150t蛙式混凝土锚，布置在钢围堰下游方向距离后定位船后方约400m，给钢围堰提供一定的反拉力，同样需要沉放到规定的河床位置上。
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边锚：有两种类型边锚，包括钢围堰边锚和定位船边锚。钢围堰边锚直接与钢围堰相连，其主要作用是调节和控制钢围堰在水流方向的法向水平位置，主要承受侧向水流阻力、风力和波浪潮汐力。江心侧边锚采用2个75t蛙式混凝土锚，距离墩位中心约200m。岸侧边锚采用2个40t混凝土地锚，该地锚采用明挖基坑方式，直接浇注混凝土成型。定位船边锚布置于定位船两侧，主要作用是调节和控制定位船在水流方向的法向水平位置，同样承受侧向水流阻力、风力和波浪潮汐力，每个定位船边锚均采用4个5t霍尔锚。
拉缆：定位船与钢围堰之间设置了拉缆，钢围堰的每个面上都布置了上、下两层拉缆，其作用是将钢围堰所受外力传给定位船；定位船与各种锚碇之间设置了单层拉缆，定位船通过连接拉缆将力传递给主锚、尾锚和边锚，抵御各向流水影响、风力影响，从而起到保证钢围堰锚泊系统在水流方向上的稳定、固定钢围堰位置和调节钢围堰垂直度的作用。
3.2 施工流程
围堰加工成整体浮运到现场，竖转后迅速与锚泊定位系统连接，通过浇筑压舱混凝土、注水调整水中姿态，并利用定位系统对其水平位置进行调整，最终下沉着床，具体流程如下：
钢围堰侧卧自浮运输到墩位附近水域→水中90度翻转→钢围堰与锚泊精确定位系统连接→钢围堰粗调平→钢围堰粗定位→浇筑压仓混凝土→注水下沉距河床50cm→精确定位→收紧或放松锚泊精确定位系统各连接拉缆→复测定位并微调→快速注水下沉着床
3.3 精确定位施工
定位船就位、抛锚作业：前定位船、后定位船均通过GPS进行定位，利用260t浮吊将锚碇依次抛掷。先施工前定位船的4个150t主锚，固定前定位船后施工后定位船2个150t尾锚，再施工江心侧2个75t边锚，最后施工岸侧40t钢筋混凝土地锚（边锚）。岸侧地锚按设计尺寸开挖基坑，夯实基底，下放钢筋笼，预埋连接构件，最后浇筑混凝土成锚。定位船与锚碇连接后分别收紧拉缆，并检验锚碇承载力是否满足要求。
锚泊精确定位系统与围堰连接：前定位船与钢围堰、后定位船与钢围堰之间的连接主要有上拉缆和下拉缆，拉缆通过卸扣与钢围堰上相应的吊耳连接，该工作必须在钢围堰竖转前完成。江心侧边锚与钢围堰、岸侧边锚与钢围堰之间的连接在钢围堰竖转之后立即形成并收紧，此时钢围堰与前定位船、后定位船的拉缆也要收紧。
钢围堰粗调平和粗定位：钢围堰竖转完成后，通过向14个隔舱注水将钢围堰大致调平。通过不同程度地收紧已连接的锚泊系统将钢围堰大致定位到桥位附近5m范围内。
钢围堰精确调平和精确定位：浇筑压舱混凝土，使围堰进一步下沉。压舱混凝土需均匀浇筑，并配合抽水或注水保证围堰始终大致垂直于水面，待压舱混凝土浇筑完成后，缓慢调节钢围堰14个隔舱水水面高度，精确调整钢围堰在水中的姿态，使钢围堰的垂直度满足下沉着床前要求。最后同时向14个隔舱注水，使钢围堰悬浮在河床面50cm位置。稳定后缓慢收紧或放松锚泊精确定位系统的各根拉缆，将钢围堰精确定位到设计位置。
复测定位和下沉着床：对钢围堰着床前的位置进行反复测量和校核，确认无误后同时开启28台大功率潜水泵向钢围堰14个隔舱同速率注水，以最快的速度进行着床施工。
4 结语
该锚泊精确定位系统具有锚固能力强、定位精准的施工优点，即使在大桥南岸裸岩面起伏大的情况下依然能够平稳着床、位置准确，并且着床动作可逆，虽然在钢围堰精确定位施工的过程中，突遇了强降雨、大风等恶劣天气，最终仍然安全高效的完成了钢围堰的精准定位施工和着床施工。
参考文献
[1]郑伯强，大型双壁钢围堰精确下放施工技术，价值工程，2016
[2]丛义营，孙晓荣，双壁钢围堰精确下放施工技术，铁道建筑技术，2015
覃鹏飞（1986.11——）男，汉族，籍贯 广西贵港，学历本科，职称：工程师，研究方向道路与桥梁施工
论文作者:覃鹏飞
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/22
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