consTRUcnon safety2019年第5期桥梁隧道施工安全 霍永成
(中铁十六局集团第五工程有限公司，河北唐山064000)
【摘要】文章以永宁黄河公路大桥主墩4严、42#钢板桩围堰施工为背景，系统阐述了深水大型钢板桩围堰防冲刷施工的工艺方法，对以后同类施工有一定的指导和借鉴意义。
【关键词】黄河流域钢板桩抛填石笼防冲刷
【中图分类号】TV551.3+5【文献标志码】B赵凌子
随着桥梁建设的快速发展，钢板桩围堰被广泛用于大型桥梁承台施工中。对于跨越黄河流域砂质地质的深基坑钢板桩防冲刷成了影响工程安全、质量的重要问题。因此，对跨河大桥的钢板桩围堰防冲刷施工工艺的研究具有很重要的工程实际意义。项目部通过进行经济、工程质量及社会效益方面的比选，确定了在钢板桩围堰迎水面插打钢管防护桩的施工方案，解决了钢板桩防冲刷问题。 1.工程概况
1.1地理位置、周边环境
新建永宁黄河公路大桥位于宁夏回族自治区银川市永宁县和灵武市之间，属于银川市综合交通规划中的银川市第二绕城通道的一部分，是跨越黄河天堑的又一通道。
1.2主要工作内容概况
永宁黄河公路大桥主桥承台为整体式哑铃形钢筋混凝土结构，外形尺寸为51.08mx32.5m，厚5m，混凝土标号为C35。因承台位于黄河流域中砂质地质中.冲刷较大，经过和当地水文地质部门联系和现场实际观测，决定用在主墩围堰外侧迎水面插打钢管桩和抛填石笼的方法防止冲刷。
1.3工程地质概况
项目区位于银川冲积平原，永宁东部与灵武交界处，地势平坦开阔，地面标高1110.2~1114.200m。本项目位于永宁县望远镇区域，其所在区域地层主要为第四系地层，桥址区主要位于第四系全新统地层及上更新统地层，具体论述如下：
(1)填筑土(Q4me)：杂，稍湿，主要为粉质黏土，夹有较多碎石，层厚0.5~1.8m。
(2)粉土(Q4al+pl)：褐黄，松散-稍密，稍湿-很湿，层厚0.4-2.8m，层底标高1107.6~110&5m。
(3)细砂(Q4al+pl)：褐黄-灰褐，松散-密实，主要成分为石英、长石及少量云母等，局部夹有粘粒，层厚38.70~45.60m，层底标高1061.900-1069.200m。
(4)粉土(Q4al+pl)：褐黄，很湿，密实，土质均匀，主要由粉粒组成，层厚1-10-1.90m，层底标高1056.100-1061.400m，局部夹有粉质黏土薄层及亚层。
(5)细砂(Q4ap+pl)：褐黄-灰褐，密实，主要成分为石英、长石及少量云母等，局部夹有粘粒，揭露厚度9.20-24.50m，局部夹有粉砂薄层等。
(6)卵石及圆砾(Q3ap+pl)：仅ZK05揭露，卵石、圆砾及细砂层交替出现。
本项目所在区域不良地质现象为饱和砂土液化。
1.4水文特征
［作者简介］霍永成(1984-)，男.蒙古族，大学本科，工程师，学术专长：工程技术。
靖州县
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COnSTRUCTiOn SAFETY丈棗4会2019年第5期桥梁隧道旋工安全
本项目所在区域属黄河水系，主要河流为黄河，河道蜿蜒曲折，河谷宽阔，谷底较平坦，其特点是：流程长，水量大，水位低，比降小，易涨落，河水泥沙量大。勘察区内黄河河宽约0.8-1.5km，年平均流量1039.8m7s，平均过境水量328.14xl08m3，河水矿化度0.4g/1。最高通航水位为1111.18m。根据围堰施工时间段及往常水位变化规律，本设计考虑围堰施工期最高水位为+1H0.5m。主墩处河床面标高约为H03.0m，实测流速约3.3m/s。区内河段属非稳定性分叉型河道，宽浅变迁性河流，经人工整治约束后变为宽浅次稳定性河流；河床质主要为砂卵石，小水长期作用，河流心滩发育；河水受大气降水、支流、松散层空隙潜水等补给，雨季时，河水暴涨，水流湍急，冲刷两岸严重。
1.4.1河道基本情况
宁夏永宁黄河公路大桥桥位位于青铜峡水库以下56.5km处，在黄河宁夏段QS11断面与QS12断面之间。该河段黄河为平原冲积河道，河床组成位于砂卵石分叉型河道向下游游荡性河道的过渡段，受鄂尔多斯台地控制，右岸形成若干处节点，因此，平面上出现多处大的河湾，心滩较少，边滩发育。其河床演变主要表现为单向侧蚀，主流摆动较大。主流在抗冲能力弱的一岸坐湾时，常造成滩岸坍塌，险情频繁。此河段长69.2km，河面宽1000-4000m，河面平均宽2500m0主槽平均宽1010m o 河道纵比降0.15%。，曲率为1.21，河床综合稳定性指标为5~7，主流多靠右岸，左岸顶冲点变化不定，平面变化比较大。
1.4.2现有水利工程概况
1.4.
2.1已建水利枢纽
wpu青铜峡水利枢纽位于永宁黄河大桥桥位上游约56.5km,1967年4月蓄水运用，开发任务以灌溉为主，发电、防洪、防凌综合运用。设计总库容6.06x108m3，设计灌溉面积36x104ha，装机容量272MW。青铜峡水库1972年库区已接近冲淤平衡，只能担负日调节任务。
沙坡头水利枢纽位于永宁黄河大桥桥位上游181km,2004年9月投入运用，开发任务以灌溉为主，发电和生态效益综合利用。正常蓄水位下原始库容为2583xl04n?，总装机容量120.3MW，沙坡头水库基本达到淤积平衡状态。
1.4.
2.2堤防工程
陈佳丽人体
根据《中华人民共和国国家标准防洪标准》(GB50201-94)有关规定，黄河宁蒙河段保护区内城镇人口不多，以乡村防洪为主，并考虑各堤段保护范围的差异等因素，防洪标准和堤防级别按河段综合确定，桥位所在河段为20年一遇(洪峰流量为5620m3/s)，堤防级别为4级。
本项目施工前，黄河宁夏青石段已建成防洪标准化堤防—
—两岸滨河大道，为梯形断面的均质土堤，堤坡根据稳定分析计算确定，临、背河堤边坡系数均为1：2，堤顶宽度24.0m，为沥青路面。
设计堤顶高程为设计洪水位加堤顶安全超高。堤防安全超高由设计波浪爬高、风壅水高度及安全加高三部分组成，按照规范要求，仁存渡至石嘴山堤防超高为1-8m。桥位处左、右岸实测现状堤顶高程分别为1113.57m和1112.47m0
2.工艺原理
2.1防冲刷方案的选择
通过对钢管桩防护、挡水墙两种形式进行对比，挡水墙施工简单，成本低廉，但其受水流影响大，后期河道清理困难。插打钢管防护桩成本较高，但其能够打入较深地层，受水流影响小，且材料能够重复利用。结合地质状况和桥址段黄河水文状况，最终选择最优的拉森钢板桩围堰进行施工。
2.2主桥承台钢板桩围堰的设计
钢板桩围堰结构尺寸大(54mx34.8m)，钢板桩围堰合拢后受水流影响，河床冲刷严重，对围堰的稳定
性影响很大。为保证钢板桩围堰的稳定性及承台施工安全，在围堰施工前先插打防冲刷钢管桩，钢管桩桩径为800mm，桩长30m，防护桩靠支栈桥侧每6m增加1根支撑桩。同时为确保防护桩的防护效果及主栈桥的运输安全，为能够适时检查围堰周边河床的冲刷及淤积情况，由专人采用DS-01单波束测深仪在汛期每日观测主栈桥及围堰、防护桩周边冲刷、淤积情况。对冲刷严重部位，及时采用回填石笼、砂袋进行防护，对淤积部位，采用吸泥泵进行排淤。在防护桩外侧12m范围内抛填2m 厚石笼进行防护，在主栈桥的钢管桩基础15m范围内抛填3m厚石笼进行防护，有效地减小了河床冲刷，保证了围堰的安全、稳定，为承台的顺利施工提供保障。防护桩示意图见图lo
3.围堰防冲刷施工
3.1防护桩施工
由于河水深，水流急，围堰施工前必须先插打防护钢管桩，防护桩桩径为800mm，桩长30m，防护桩靠支栈桥侧每6m增加1根支撑桩，支撑形式及防护桩的布置见附图1。
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COnSTRUCTiOn SAFETY 丈棗
4金 2019年第5期
桥梁隧道施工安全
水流方尙
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106根防护桩
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图1防护桩示意
3.1.1钢管桩的运输、吊装
41#墩防护钢管桩全部采用新材料，在加工场
对接完成后运至施工现场,42#墩防护钢管桩采用 桩基施工平台拔出的钢管桩。钢管桩加工场地配备
20 t 汽车吊进行吊装及拼装工作，钢管桩采用平板 车运送。运输限制为二层运输，而且，装卸过程必须 小心轻放，采用捆绑、滚移方式进行落地。
3.1.2钢管桩的对接
钢管桩的焊接工作在焊接平台上施工完成；焊
接方法为对接焊接，在钢管四周设置六块加劲板， 与钢管桩四周满焊，焊缝高度不得小于6 mm，以保
证钢管桩对接强度。焊接接桩后，焊缝冷却后沉入 水中；接桩时严格控制钢管桩的顺直度。
3.1.3钢管桩的施沉
导向架上的钢管桩限位板焊接完成，钢管桩下 落至河床底部，并对钢管桩进行垂直度调整稳定 后，进行钢管桩施沉作业。操作步骤为，采用履带吊 将液压振动锤起吊至竖起的钢管桩顶口处，操作液
压振动锤使其液压钳夹紧钢管桩，开启振动开关, 振动锤连接钢管桩通过高频振动使钢管桩周边土 地“液化”，钢管桩在自重作用下下沉。
当钢管桩施沉至导向架平面上50 cm 处时，关
闭振动锤电源，松开液压钳，将液压振动锤吊放至 已搭设好的栈桥桥面上，对导向框进行拆除。
停锤以钢管桩入土深度和贯入度双控作为标
八五计划胜利完成的时间是哪一年
准。考虑桩的固结效应，沉桩以桩长控制为主，贯入
度控制为辅。
3.2 抛填石笼
防护桩插打完成后，虽解决了河水对围堰的直
接冲击，但防护桩及围堰对河道的压缩，致使水流 对防护桩及主栈桥的冲刷加大，为确保防护桩的防 护效果及主栈桥的运输安全，在防护桩外侧12 m
范围内拋填2 m 厚石笼进行防护，在主栈桥的钢管 桩基础15 m 范围内抛填3 m 厚石笼进行防护。
3.2.1块石要求
抛填的块石选择大于025 cm 的优质块石。
3.2.2石笼抛填方法
块石采用自卸车运至主栈桥，人工现场编织
石笼。石笼采用吊车吊至指定区域后自动脱钩进
行抛填。抛填过程中由专职安全员负责主栈桥上 车辆通行指挥及拋填安全指导，现场技术人员控 制抛填范围。
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consTRUCTion safety2019年第5期桥梁隧道施工安全
复杂地质条件下隧道施工安全管理
实例分析
唐永茂
(广东大潮高速公路有限公司，广东梅州514000)
【摘要】文章以梅州双峰顶隧道工程为例，针对复杂地质条件下的隧道施工安全管理展开分析，旨在为项目施工人员提供有效的技术建议，以供参考。
【关键词】隧道施工安全管理危险源
【中图分类号】U45&1【文献标志码】B
在公路建设施工中，隧道建设是最难的一个环节，不仅工程工艺较为复杂，而且容易受到外界地貌环境、地质特征以及施工技术的影响，出现很多的安全风险。尤其是在复杂的地质条件下，施工现仝耳仝仝仝仝耳¥仝¥*耳仝¥¥从仝¥一
3.2.3石笼抛填厚度的控制
为及时掌握河水深度及栈桥、平台、围堰的冲刷情况，安排专人每天对施工区域的水深进行测定，并根据测定数据对比河床的冲刷情况。在抛填过程中，根据对抛填前后水位高程及水深数据的对比，确定抛填的厚度，并在抛填后继续观测，根据冲刷情况，及时进行补抛。
3.3 河道清理
围堰拆除后采用长臂挖机对抛填石笼范围的河道进行清理。
(1)挖掘前首先确定清理挖掘边线。
(2)挖掘施工时长臂挖掘机对河道进行清理施工，施工过程中安排工程技术人员现场跟踪、监督、检查，及时控制好清理深度及范围，防止挖机超挖扰动。
(3)清理过程中由于河堤标高无法清楚地检测到，故在一定区域内清理完成后，立即使用水深测定仪检测清理深度，避免出现漏挖或挖掘深度不够的区域。
4.结论
黄河流域，砂质地质的情况下，钢板桩施工难场环境相对复杂，给隧道施工带来较大的挑战。因而，引进先进的管理理念和技术手段，合理的施工方法、程序和流程具有必要性。
1.工程概况
北京质检总局
度大。通过在迎水面插打钢管桩的办法减小水的流速，解决了黄河流域砂质地质水流对钢板桩的冲刷问题，同时还加快了施工速度,41\42#钢板桩围堰只用了75d，为后续施工赢得了宝贵的时间，形成了时间效益。同时积累了复杂地质水文及周边环境条件下，水中钢板桩围堰防冲刷的大量施工数据和施工经验，形成了良好的经济效益、环保和社会效益。对今后类似工程起到了很好的示范和借鉴作用，具有广泛的应用前景和推广价值。
参考资料：
[1]JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S].
[2]永宁黄河公路大桥《两阶段施工图设计》，桩基施工部分[R].
[3]JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[S].
[4]田克平.《公路桥涵施工技术规范》实施手册[M].北京：人民交通出版社.
(本文收稿：2019-01-11)
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