跨长江悬索桥水中基础施工方案.pdf
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1、第一章项目背景第一章项目背景1 项目概况1.1 概况武汉*长江公路大桥位于武汉市东北郊,上距武汉关约 30 公里,桥位左岸为武汉市新洲区*镇,右岸为武汉市洪山区向家尾。它是武汉市绕城公路东北段跨越长江的重要通道,也是京珠国道主干线及沪蓉国道的重要组成部分。该桥为主跨 1280m 的双塔单跨悬索桥,桥长约2330m,接线长 7670m。项目全线按双向 6 车道高速公路标准建设,计算行车速主为 120Km/h。1.2 技术标准桥梁等级:双向 6 车道高速公路计算行车速度:120Km/h主桥及引桥桥面净宽:33m接主线路基宽度:35m车辆荷载:汽车-超 20 级,挂车120地震基本烈度:六度,按七度
2、设防设计洪水频率:1/3001桥面最大纵坡:2。6桥面横坡:2%1.3 建设规模桥型布置 250m+1280m+440m 双塔单跨钢箱梁悬索桥。大桥及其接线工程北岸起点连接武汉绕城公路东北段的施岗互通,南岸止点连接北湖互通,建设里程为 10 公里,其中主、引桥合计长约2714m。1。4 锚碇结构特征1。4。1 地下连续墙地下连续墙为内径 70m,外径73m,壁厚 1。5m 的圆形钢筋混凝土(C30)结构。墙顶面标高为21。0m,墙底面标高为39.0m,地下连续墙总深度为60m。1。4。2 内衬内衬厚度,从上向下依为:6m 深度为 1.5m,621m 深度内厚 2.0m,2136m 深度内厚 2
3、。5m,3645m 深度内厚 3。0m。内衬为 C30 钢筋混凝土浇筑而成。1.4.3 锚锭基础混凝土(1)锚碇基坑开挖至-24。0m 后浇筑 8m 厚的 C25 钢筋混凝土底板。2(2)锚碇基础前半部设置26 个空隔仓,后半部为实体,均采用现浇 C15 混凝土填芯.(3)在填芯混凝土上面浇筑68。5m 厚的钢筋混凝土(C30)顶板。2 项目建设条件2.1 气象桥位区位于中低纬度,属副亚热带向北亚热带过渡的湿润季风气候,具有四季分明、无霜期长、水源充沛等特征。春季天气易变,气温上升剧烈、雨量集中、梅雨明显;盛夏时节,天气晴朗酷热、多伏旱;秋季气温下降较快;冬季寒冷少雨,常有大风雪,时有冻害。桥
4、址区历年最大风速为 29。7m/s(1976 年 1 月 27 日),风向为北东向。大风日以每年四月最多,九、十月最少。风向除六、七月偏南风较多外,其余季节则以偏北风居多.桥址区主要灾害性气候有冰雹、飑线。2。2 水文、地质2。2。1 水文武汉地区长江枯期、汛期水位高差大,汛期持续时间长,汛期多在 510 月,每年水位超过 20m的持续时间达半年左右,枯水期水位在 10m 左右,汛期保护大堤、确保防洪安全是重中之重.2.2.2 地形、地貌3桥址区的地貌形态属长江冲积平原的高河漫滩,地势相对平缓,利于施工场地的布设。南岸防洪堤堤顶高程在 29.456m 左右。大堤内外侧地面标高一般在 1823m
5、 之间,江底表现北深南浅,基本由北向南缓慢抬升,江底标高为 8。515。3m,江底分布有*深槽,槽底最深处标高为8。5m。2。2.3 工程地质条件桥址区自北向南基岩埋藏由浅到深,弱风化岩顶板高程由北锚碇处的 14.2m 变化到南锚碇处的30m.向南过 F2 断层后,岩面又抬高至20m 左右。北塔处第四系覆盖层厚-4。4m8.2m。基岩完整性较好,为细砂岩。北岸岩石岸坡稳定。2。3.4 地震特征根据地震危险性评估报告,桥位处 50 年超越概率为 10%的基岩水平峰值加速度为 58。4cm/s2,50 年超越概率为 2的基岩水平峰值加速度为96.4cm/s2.本桥地震基本烈度为六度,按七度设防。第
6、二章项目管理机构与人员组成第二章项目管理机构与人员组成我联合体若中标,由联合体成立武汉*长江公路大桥*路桥铁二院*联合体项目经理部,代表我联合体负责该工程项目实施。我联合体将派出精通长江水上施工技术、主持过宜昌4长江公路大桥施工的,有丰富的管理经验和协调能力、精通施工技术的*路桥建设股份有限公司经营部经理*高工担任项目经理,由*路桥建设股份有限公司大桥分公司总工程师*担任本项目总工程师,由铁二院组织精通该项设计的人员组成设计组,由参加过多座相似大型桥梁监控的*大学组织人员成立监控组.项目经理部设立设计组、监控组、工程处、质检处、行政办公室、机料处、财务处、安全保卫处、中心实验室等职能部门,负责
7、工程项目的具体实施。为确保本项目工程施工的顺利实施,中标后,我部将聘请知名国家级专家成立专家顾问组,每月定期到现场指导工作,解决施工难点问题,或适时到施工现场对本项目的重大施工专题施工难点进行专题评审,以确保工程顺利实施。1 项目经理常驻工地全权代表本联合体履行合同,主持项目全面工作。另设项目副经理 1 人,协助分管日常工作。2 设计组由铁道部勘察设计院派设计代表2 人,常驻工地现场,在项目经理的领导下,随时解决施工中出现的设计问题,持续作好后续服务工作.53 监控组由*大学派监控工程师 2 人,常驻工地现场,在项目经理的领导下,随时作好南锚碇施工过程中的监控工作,作好相应资料的收集整理工作.
8、4 总工程师由路桥建设股份有限公司大桥分公司总工程师担任项目总工程师,负责主持全桥技术管理工作.5 工程处在总工程师领导下主管全桥施工组织设计、工程内业、测量、施工现场技术、质量、安全、施工计划、统计报表、价款结算,中间验收、竣工资料整理等全桥施工技术管理的具体工作,设工程队长、主任工程师各一人,专职工程师和专业技术人员若干人。6 机料处在项目副经理领导下,主管全桥机具、设备、材料供应计划的编制和采购供应、机料会计业务、编制机料统计报表、设备管理、维修等工作。设机料处长 1 人,会计和采购人员各 1 人,业务人员 6 人.7 办公室6在项目副经理的领导下主管经理部和全桥的行政文秘、对外联络、接
9、待、后勤事务、行政会计、工会等工作,设主任 1 人,办事人员 4 人,会计 1 人,小车司机 3 人。8 财务处在项目经理直接领导下主管本工程的财务会计工作。编制财务收支计划,组织资金供应,财务会计决算,分摊财务费用,成本分析核算,资金使用管理等工作。设处长、会计、出纳各 1 人。9 质检处在总工程师领导下,负责工程内部质量监督、中间工序验收、交工验收、中心试验室等质量检验管理工作.设处长、副处长(中心试验室主任)各1 人,专业技术人员若干人。10 安保处在项目副经理的领导下负责施工安全、劳动人事、治安保卫等工作,设处长、副处长各1 人,办事人员 4 人.11 分项工程施工班组施工班组在经理部
10、和业务主管部门的领导下,由各工种综合组成,完成各分项工程施工任务。按经理部的工期安排和质量标准,实行工期、成本、质量、安全风险抵押承包.各业务科室人员,可分别参加分项工程劳务承包班组,或成为劳务承包负责人.7第三章工作内容安排及进度计划第三章工作内容安排及进度计划1 地连墙及挡水帷幕的技术设计地连墙及挡水帷幕技术设计:2003 年 5 月 52003 年 5 月 25 日。地连墙及挡水帷幕技术设计的修编工作:2003 年 6 月 12003 年 6 月 30 日。2 地连墙及挡水帷幕的施工图设计地连墙及挡水帷幕施工图设计:2003 年 7 月 1 日2003 年 7 月 30 日。3 地连墙、
11、挡水帷幕及南锚碇的施工根据大桥锚碇总体工期安排,南锚碇的计划工期为20 个月。本工程计划开工日期为2003 年8 月 1 日,由于受到洪期的影响,必须于2004 年 5 月 1 日之前完成地连墙和基坑封底混凝土的施工,前期基础施工工期非常紧张,南锚碇施工总体安排如下(见施工进度计划网络图和施工进度总体计划表)。(1)2003 年 9 月 1 日2003 年 12 月 15 日,地连墙施工,工期为105 天(3。5 个月)。同期完成基底的压浆封水处理,挡水帷幕施工和地连墙接缝间的高压悬喷注浆处理;(2)2003 年 12 月 16 日2004 年 3 月 30 日,基坑开挖和内衬施工,工期105
12、 天(3。5 个月);8(3)2004 年 4 月 1 日2004 年 4 月 30 日,基坑底板混凝土施工,工期30 天(1 个月);(4)2004 年 5 月 1 日2004 年 7 月 30 日,填芯混凝土施工,工期 90 天,为加快工期,分左右两半对称浇筑,组织流水作业;(5)2004 年 8 月 1 日2004 年 9 月 15 日,顶板施工,工期 45 天;(6)2004 年 9 月 16 日2004 年 12 月 15 日,锚体混凝土施工,工期 90 天(3 个月),散索鞍支墩、锚室底板与锚体组织平行作业,以缩短工期;(7)2004 年 12 月 16 日2005 年 3 月 1
13、5 日,工期 90 天(3 个月),完成锚室侧墙、锚碇预应力锚固系统张拉、锚碇配重砼施工等;(8)2005 年 3 月 15 日2004 年 3 月 30 日,交工验收。第四章施工方案第四章施工方案1 地下连续墙的施工1.1 地下连续墙设计概述南锚碇基础施工采用地下连续墙方案,地下连续墙设计圆形结构,其内径为70m,壁厚 1.5m;地下连续墙嵌入弱风化砾岩 3m,至标高39.0m;其顶面标高为+21。0m,地下连续墙总高度为 60.0m。在圆形地下连续墙的内侧沿高度方向设置了厚度不一的钢筋砼内衬,内衬从上向下9依次为:6m 深度内厚 1.5m,621m 深度内厚 2。0m,2136m 深度内厚
14、 2.5m,3645m 深度内厚 3。0m.在24。0m 标高处设置有 8。0m 厚的钢筋砼底板,地下连续墙的顶面为 6。0m8。5m 厚的钢筋砼顶板,顶、底板间为填芯砼;在地下连续墙的外侧距离 10m 处采用自凝灰浆法设置挡水帷幕;地下连续墙及内衬以及顶板均采用30 号砼,底板采用 25 号砼,填芯为 15 号砼。地下连续墙结构见图41。图 4-1 地下连续墙结构示意图1.2 地下连续墙施工主要工序及流程(1)主要工序1)工作面地表处理、粘土层水泥土搅拌桩加固;2)地下连续墙施工导墙浇筑;3)地下连续墙单元槽段的划分、隔段开挖槽段;4)清基、下钢筋笼、布置注浆管并浇筑墙体砼直至全部完成墙体施
15、工;5)地下连续墙外挡水帷幕的施工;(与地下连续墙施工同时进行)6)地下连续墙防渗压浆施工;7)基坑开挖及内衬浇筑施工直至完成全部基坑开挖。10(2)施工工序流程(图 42)地表处理、水泥土搅拌桩加固图槽段开挖泥浆配制地下连续墙导墙浇注挡水帏墓施工4-2单元槽段划分及开挖墙体钢筋笼制作清基、下钢筋笼、注浆管下槽段墙本砼浇注连完成合部墙体砼浇注续防渗压浆施工墙地基坑开挖内衬施工施工工序流程图1。3 地下连续墙施工工艺要点1.3.1 地表处理及粘土层加固(1)地表处理在锚碇施工区域采用推土机平整场地,并夯实地基土;在挡水帷幕以外开挖截水沟,同时在施工区域内布置开挖排水沟,以便将施工区域内的地表水和
16、降水排出到施工区域以外保持其地表11干燥无积水。(2)表层粘土的水泥土搅拌桩加固根据地质资料显示锚碇处覆盖表层为 15.0m 厚的粘土,中间夹杂部分淤泥质亚粘土。为保证在淤泥质亚粘土层中进行地下连续墙槽段开挖时槽壁的稳定,采用水泥土搅拌桩加固此地层.1。3。2 地下连续墙施工(1)槽孔划分及导墙浇筑1)槽孔划分:根据设计图纸,圆形地下连续墙的槽孔平面划分为46 孔,平均每孔长度为 4。8m(墙体轴线弧长)。2)导墙浇筑:槽段放线后,在地连墙轴线两侧采用钢筋砼构筑导墙,以防地表土的坍塌和保证成槽的精度。导墙具有足够的刚度和承载力;导墙横断面采用“”形,导墙砼厚度为 20cm,导墙的高度为 1。5
17、m。导墙顶面高于地面 20cm,并确保其顶面高于地下水位1。5m。3)导墙施工时首先按放样边线开挖基槽,(两侧导墙的内间距为 1.55m)绑扎钢筋并立模浇筑30 号砼,在砼强度达到设计强度的70%后拆模,同时在两片导墙间按一定的间距加设支撑;然后在导墙背后和内侧回填粘性土并夯实。(2)地下连续墙施工工艺121)地连墙施工程序:按照总体施工进度计划和渡汛计划安排,对圆形地连墙,首先施工近岸侧半圆,再连续施工远岸侧的半圆。2)地连墙施工工艺流程(见图 4-3)图 4-3 地下连续墙施工工艺流程图3)施工工序与施工方法:上述施工流程中,槽孔开挖工序、清孔换浆工序、钢筋笼工序、砼浇筑工序和墙下帷幕灌浆
18、工序均属于关键工序(单项工程),其中泥浆下砼浇筑、钢筋笼焊接、高压摆喷灌浆和墙下帷幕灌浆工序属于特殊过程。施工中主要工序采用的主要施工方法和基本要求如下.槽孔开挖a.设备配置:地连墙槽孔开挖采用 2 台 BC40 型液压铣槽机、5 台 HS843HD 型钢丝绳抓斗(配重凿)、15 台 CZF1500 型冲击反循环钻机进行施工。b。开挖方法:槽段采取跳段开挖方式,即间隔 1 个槽段开挖.根据地连墙的设计宽度、深度及地层地质特点在覆盖层中采用“抓铣法”成槽,在进入下覆基岩后采用“钻劈法”和“凿抓(铣)法”.c。开挖工艺:“抓铣法”成槽即直接采用机械式抓斗(或液压式抓斗)三抓开挖槽孔上部的13淤泥质
19、亚粘土;换用液压铣槽机三铣开挖槽孔下部的粉细砂、烁砂层和软弱的强风化基岩层。“凿抓(铣)法”主要适用于孔下部的弱、微风化岩层,开挖程序如下:先采用冲击反循环钻机沿槽孔轴线钻 35 个主孔,继续采用冲击反循环钻机劈打主孔间的副孔和小墙以形成连续的槽孔;换用圆形或方形重凿配合液压铣槽机或机械式抓斗进行分层开挖,即用履带吊车吊重凿冲砸破碎基岩后,换用液压铣槽机或机械式抓斗捞出岩石碎块。d.槽段开挖完毕,进行槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度的检验,各项技术指标合格后方可进行清槽换浆工作。槽段长度容许偏差2。0;厚度容许偏差 1.5%、1.0%;垂直度容许偏差1/50。固壁泥浆:地连墙槽孔开挖施工时,全部采
20、用优质膨润土泥浆进行护壁。泥浆液面距导墙顶面高差不超过 50cm,不少于 30cm。施工时定期观测周围地下水位。当槽孔内外水位差小于1.0m时不得继续进行槽孔开挖施工;小于 1.5m 时不宜施工。固壁泥浆塑性指数 IP20,含砂率5%.清孔换浆a。清孔换浆:槽孔开挖至设计深度并检验合格后即进行清孔换浆;采用泵吸法清孔拟采用以下两种方法。14第一,液压铣槽机清孔,即将铣削头置入孔底并保持铣轮旋转,铣头中的泥浆泵将孔底的泥浆输送至地面上的 BE500 型泥浆净化机,由震动筛除去大颗粒钻渣后进入旋流器分离泥浆中的粉细砂。经净化后的泥浆流回到槽孔内,如此往复循环直至回浆达到标准。在清孔过程中根据槽内泥
21、浆面和泥浆性能状况加入适当数量的新浆以补充和改善孔内泥浆。第二,冲击反循环钻机清孔将空心钻头置入孔底,间断冲击,地面上的砂石泵将孔底泥浆抽出并送入泥浆净化装置,由震动筛除去大颗粒钻渣后进入旋流器分离泥浆中的粉细砂.经净化后的泥浆流回到槽孔内,如此往复循环直至回浆达到标准。清孔后距孔底0。21.0m 处的泥浆比重控制在 1。1 左右。b.地连墙接头刷洗:为保证墙段间接缝的施工质量,避免接缝夹泥等质量缺陷,除采用优质膨润土泥浆作为固壁泥浆外,还将采取刷洗措施清除“V”型接头表面上吸附的泥皮与杂质。钢筋笼制作安装a.槽段孔深 60m,其钢筋笼高度方向上分成5 段制作,每段长度 12.0m,其主筋采用
22、 12 米定长钢筋。钢筋片段制作时在平整场地卧式制作,加设劲性骨架确保其具有足够的刚度在起吊竖转时不致变形;钢筋节段间主筋连接采用等强度直螺纹连接接头便于现场的快速对接,同一断面上的主筋接头数应满足相关设计施工规范的要求;钢筋笼制作时预留插放砼导管的位置.地15下连续墙钢筋安装见图 4-4。b.在槽段孔清槽换浆合格后立即进行钢筋笼的安装工作.在待安装槽段的地面上拼装钢筋笼悬吊下放支架,将制作完成并检验合格的首段钢筋起吊放置于孔中并悬吊与支架上,使其顶面高出地面 50cm,然后起吊上一节段钢筋笼并与之对接,对接完成后通过悬吊系统缓慢下放钢筋笼至其顶面高出地面 50cm 止,再起吊上一节段钢筋笼对
23、接安装,这样往复直至完成全部钢筋笼的安装工作。图 4-4 地下连续墙钢筋安装示意图墙段砼的浇筑施工a.钢筋笼下放完毕经检验合格后下放砼浇筑导管,每槽段布置 2 根导管,导管直径为299mm,接段间采用双螺纹方扣快速接头形式。b。导管就位后,复测槽底沉渣厚度,在其达到设计要求时立即开始浇筑砼.水下砼浇筑时应遵循如下规定:开灌前导管底端距孔底的距离控制在0。30.4m;储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入砼中 0。8m 以上深度的砼储量;砼浇筑的上升速度不小于2m/h;导管底端埋入砼面以下的深度控制在24m 之间;导管提升时应避免碰撞钢筋笼;墙段的浇筑标高比墙顶设计标高增加 50cm。墙体砼浇
24、筑示意见图45。16c.水下砼应满足设计要求的抗压强度等级、抗渗性能及弹性模量等指标,水灰比应为0。450。6 之间,水泥用量不少于370Kg/m3;砼应有良好的和易性,入孔时的坍落度为80220mm。墙段连接及接头处理:本地下连续墙墙段间接头采用“V”型钢板接头,采用此种接头优点是接头完整,墙体间结合面形状规则,能够有效地阻挡砼流入主孔内.“V”型钢板接头的水平方向断面结构如图所示,“V型钢板采用厚度为 12mm 的热扎钢板加图 4-5 地下连续墙混凝土浇筑示意图工,在加工车间完成切割弯折后拼装焊接。地连墙墙段接头如图4-6。图 46 地下连续墙墙段接头示意图接头“V”形钢板在浇筑砼时起模板
25、作用,水平钢筋与“V”型板以搭接焊连接,焊缝长度为10d;在“V”形钢板两端用螺栓固定厚度1。0mm 的冷扎钢板,作为防止墙段内的砼绕流出V 形钢板端头的一项措施,以避免影响相邻槽段的开挖。具体方法是在 V 形钢板上间距 300mm(沿纵向)钻孔(直径为9mm),用M8 螺栓和 303mm 的扁钢板夹紧固定在 V 形钢板上,为防止砼由槽段底岩石或通过薄钢板外侧绕流至接头孔内,钢筋笼上下对接部位连接处的薄钢板沿纵向重叠搭接 1.0m,底部加长 1。0m,钢板宽度超过导管位置0。5m。1.3.3 地下连续墙质量检验与验收17地下连续墙施工完成后应及时对其施工质量检查验收,除对原材料、砼和钢筋笼等项
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