水中墩施工方案

XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案1 目 录1、编制依据 .12、工程概况 .12.1 设计概况 .12.2 地质情况 .12.2 水文及气象条件 .23、施工方法 .23.1 总体施工方案 .23.1.1 栈桥施工 .23.1.2 双壁钢围堰施工 .23.1.3 钻孔桩施工 .33.1.4 承台施工 .33.1.5 墩身施工 .33.2 水中墩施工工艺流程 .33.3 钢栈桥施工方法 .43.3.1 浮吊及钢管桩钻孔平台就位 .53.3.2 测量放样 .63.3.3 钢管运输 .73.3.4 管桩基础钻孔和混凝土浇筑 .73.3.5 钢管桩接长及切割 .73.3.6 栈桥上部结构施工 .73.4 双壁钢围堰施工 .93.4.1 河床地质情况 .93.4.2 滑道施作 .93.4.3 双壁钢围堰设计 .103.4.4 双壁钢围堰加工及拼装 .133.4.5 双壁钢围堰拼装 .143.4.5 双壁钢围堰浮运下沉 .153.4.7 套箱内注砂压载 .16 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案2 3.4.8 围堰清基 .163.4.9 搭设钻孔平台 .173.5 桩基施工 .173.5.1 施工准备 .173.5.2 测量放样 .173.5.3 护筒埋设 .173.5.4 双壁钢围堰封底 .183.5.5 泥浆系统的设置 .193.5.6 钻机就位 .193.5.7 钻孔作业 .193.5.8 钢筋笼制作及安装 .203.5.9 导管的闭水试验 .203.5.10 桩基混凝土灌筑 .203.6 承台施工 .213.6.1 基底处理 .213.6.2 承台绑扎钢筋 .213.6.3 模板安装 .213.6.4 混凝土浇筑 .223.6.5 拆模、养生 .223.7 墩身施工 .223.7.1 施工准备 .223.7.2 钢筋制作与安装 .223.7.3 模板安装 .233.7.4 混凝土浇筑 .253.8 双壁钢围堰拆除 .254、计划工期 .255资源配置 .266 主要工程数量 .277.质量保证措施 .287.1 质量保证体系 .28 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案3 7.1.1 质量保证体系组织 .287.1.2 质量体系实施 .307.2 质量保证措施 .307.2.1 工程质量管理措施 .307.2.2 保证工程质量主要技术措施 .318 安全保证措施 .318.1 安全管理目标 .318.2 安全组织措施 .318.3 雨季洪期施工措施 .328.4 施工现场作业安全技术措施 .328.5 电焊机操作安全措施 .328.5 气割操作安全措施 .338.6 起重作业安全措施 .338.7 水上作业安全措施 .349.环境保护及文明施工 .349.1 环境保护措施 .349.2 现场文明施工措施 .3510.防洪应急救援预案 .3510.1 实施原则 .3510.2 应急救援领导小组及职责 .3510.3 应急报警机制 .3710.4 险情水毁应急与救援 .3710.5 险情水毁应急与救援 .3710.6 采取的措施 .3810.7 应急救援物资 .3911 附件 .40 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案1 1、编制依据1）新建客运专线长砂至昆明段桥梁施工图 D1K439+539.6XXXXX 特大桥施工图（长昆客专玉昆段施桥-25）；2）现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；3）国家及地方关于安全生产及环境保护等方面的法律法规；4）TB10203-2002 铁路桥涵施工规范；5）钢结构设计规范；6）装配式公路钢桥使用手册。7）钻（挖）孔灌注桩（长昆施桥参 20）；8）双线圆端形空心桥墩（长昆施桥参 02-A Ag0.05g）；2、工程概况2.1 设计概况XXXXX 特大桥全长 699.259m，大桥中心里程为 D1K439+539.6，起迄里程为 D1K439+198.358D1K439+897.617，本桥为双线桥，线间距 5.0m，桥跨结构型式为 1-32m1-24m+17-32m3-24m。该桥 2#、3#、4#墩位于舞阳河中，桩基采用钻孔桩，承台采用双壁钢围堰进行施工，墩高设计 34 米，均为空心墩。根据现场实地调查，舞阳河枯水季节蓄水深度约 8m13m，年正常蓄水深度约 8m13m，100 年一遇的洪水蓄水深约 15m17m，因此，双壁钢围堰平面设计尺寸为 17.0m14.0m；根据设计图纸，该桥水中墩采用钢栈桥配合施工，钢栈桥设计长度 171m（1#墩6#墩），桥宽 4.5 米，设计承载力 70 吨，采用梁柱式结构，栈桥立柱采用 530 管桩。2.2 地质情况地层岩性：沿线地层出露较为完全，自前震旦系至第四系地层皆有分布。岩性以灰岩、白云岩类可溶岩为主，相间分布板岩、泥岩、砂岩、页岩及煤系地层，局部地段有玄武岩分布。地质构造：区域范围内地质构造复杂，构造线密集，岩溶发育，以近SN 和 NE 向断层为主。 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案2 2.2 水文及气象条件水文条件：XXXXX 特大桥沿线经过的主要水流有 XXXXX。Q1/100=4420m 3/s，H1/100=347.53m，V1/100=2.89m/s，H 正常蓄水位=340.5m，H 马面坡电站发电水位=348.5m，气象条件：本桥所处地区气候属亚热带湿润季风气候，气温及降雨等各地虽有差异，但变幅不大。总的特点是：冬无严寒，夏无酷暑，气候温和，雨量充沛，阴雨天多，四季不甚分明。年平均气温 16.4，极端最高气温一般为 3437，局部高达 39，极端最低气温一般为-7至-10。年平均降雨量 11001200mm，510 月份为雨季，占年降雨量的 80%。3、施工方法3.1 总体施工方案XXXXX 特大桥 2#、3#、4#墩为水中墩，其中 2#、3#墩位于河道中央，按照设计正常最近三年最高水位 345m 计，最大水深 13m 左右，为本桥的关键控制工程。为便于水中墩施工，钢栈桥从 6#墩向小里程方向开始搭设，直至 2#墩施工平台。由于舞阳河属于 7 级航道，在双壁钢围堰安装和施工过程中，应设置明显标识，并安排专人 24 小时值守，确保安全通航。3.1.1 栈桥施工钢栈桥设计长度 171m，桥面宽度 4.5m，与桥墩连接处桥面宽度为 7 米，设计跨度 15m。栈桥立柱采用 530 管桩，要求管桩嵌入岩层不小于1.5m，上部结构采用 10t 浮吊配合进行施工。3.1.2 双壁钢围堰施工双壁钢围堰的主要是为桩基、承台和墩身施工创造一个良好的施工作业环境，同时具有抗涌潮和防洪水的能力，因此，钢围堰的施工是主墩基础施工的关键工序之一。2#、3#、4#墩采用双壁钢围堰进行施工，采用先堰后桩法，先下沉完毕套箱后，在套箱上搭设平台、打设护筒再进行钻孔作业。围堰内部尺寸比承台尺寸放大 80cm，预留模板安装拆除空间，同时避免套箱下沉位置偏差，侵占承台位置，即内部尺寸为 14.6*11.6m（由于设计图未出，拟定尺 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案3 寸），外轮廓尺寸为 17*14m，壁厚 1.2m。围堰底标高根据实际下沉深度，直到围堰刃角下沉至岩面，顶标高控制在为+435m，按照近三年来最高水位制定，总高度约为 14m。围堰共分三节（5m+5m+4m），制作，为方便加工及吊装，每节分为 6 块，块与块间设置隔舱板，以便围堰下沉过程中可适应河床的高差及调整围堰的倾斜度。3.1.3 钻孔桩施工采用先堰后桩工法来施工水中墩桩基及承台，先在加工场分块加工好套箱，浮运下沉完毕后，在套箱上直接铺设钻孔平台，优点是可以节省钻孔平台投入费用，而且平台牢固、稳定性强。钢筋笼利用吊车起吊安装就位。严格控制孔内沉渣厚度符合设计及验标要求、水下混凝土灌注速度和灌注连续性，确保成桩质量。混凝土采用自动计量拌合站拌合，混凝土输送车运输，导管法灌注水下混凝土。桩基完成后，按设计要求对桩基进行逐桩检测。3.1.4 承台施工2#、3#、4#墩采用双壁钢围堰施工，在钻孔桩施工结束，拆除钻孔平台，抽干围堰内水后，在套箱内支承台模板。水中墩承台均为大体积混凝土，为减小混凝土内外温差，控制混凝土表面裂纹，在承台内敷设冷却水管，施工过程严格做好大体积混凝土施工温度控制措施，并进行相关混凝土养护措施。3.1.5 墩身施工承台施工完成后，进行墩身施工，墩身施工先浇筑底部实心段，然后浇筑空心段，最后浇筑顶部实心段，待墩身和支座垫石施工完成后，拆除双壁钢围堰。3.3 钢栈桥施工方法为了便于舞阳河水上施工进行，设置 171 米长钢栈桥，栈桥宽 4.5 米，连接墩身位置，宽度适当加宽至 7 米，便于此处错车及混凝土泵车、汽车吊支腿。根据现场实地查看，河床覆盖层较薄，基本为裸岩。栈桥采用管桩和 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案4 贝雷梁作为主要承重材料，栈桥基础为 530mm*12mm 钢管桩，每个墩设 4根管桩，管桩之间用20a 槽钢焊接连接系，每跨间距 15 米。由于舞阳河部分河床冲刷原因，河床覆盖层较薄，在覆盖层较少位置，采用栽桩法施工，先用钻机砸一个直径大于管桩直径约 80cm 深约 1.5 米的孔，再将管桩插入孔内，然后用导管水下堵住孔内间隙。钢管桩桩顶开槽，架设 I56a 作为主梁，在主梁上放置 2 组单层双排贝雷梁。贝雷片上横桥向铺设 I22a 工字钢，间距 40cm，桥面板采用厚度为 6mm 花纹钢板。栈桥施工工艺主要包括基础钻孔、混凝土浇筑、贝雷梁或工字钢主梁架设、桥面板铺装及栏杆安装四部分，钢栈桥贝雷梁在岸上两片一组组装后利用吊机架设，钢平台主梁及分配梁岸上制作完成，运至现场架设后焊接接长；面板现场直接铺设。栈桥及钢平台施工工艺见下图3.3.1 浮吊及钢管桩钻孔平台就位水上吊装作业采用 1 台 10 吨动臂浮吊，浮吊为 67 式铁路舟桥配套设备，现场拼组，由 10 个标准舟节和杆件组成，拼组时在舞阳河右岸采用汽车吊将浮箱下水，再用汽车吊在浮箱上拼组杆件。 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案5 钻孔浮平台拼组：浮平台采用 4 个标准舟节浮箱，浮箱在岸边下水后，进行拼组，然后在 10吨浮吊或汽车吊配合下将浮箱连接成整体，中间根据钻机需要预留位置下钻头，完成后在浮平台四角安装 4 台 3 吨电动锚机。浮平台如图下图所示。浮平台示意图标准舟节浮箱具体参数有：长 9 米，宽 2.7 米，甲板至舟底高 1.5 米，全高 1.65 米，重 4.65 吨。标准舟节浮箱如下图所示。标准舟节浮箱示意图3.3.2 测量放样钢管桩定位：采用 1 台全站仪、两台 J2 经纬仪前方交会法（交会角控说 明 ： 栈 桥 管 桩 营 孔 用 浮 平 台 ， 采 用 4个 标 准 舟 节 或 6个 多 功 能 浮 箱 拼组 而 成 ， 之 间 用 公 路 桥 面 或 工 字 钢 等 连 接 ， 上 面 放 置 钻 机 ， 浮 平 台 定位 、 固 定 采 用 4台 电 动 锚 机 ， 抛 设 大 抓 力 锚 固 定 。 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案6 制在 60or120 o）放样栈桥钢管桩，钢管桩放样角为方位角。钢管桩控制部位为钢管外切线，经纬仪十字丝切于钢管外切线，可以观测钢管的平面偏位情况和垂直度，通过对讲机指挥打桩机调整钢管桩的垂直度和纠正平面偏位。打完的钢管桩及时采用全站仪进行复核，如有偏差过大的情况则拔出重打，同时，利用已经打好的钢管桩进行预打的钢管桩进行桩位核对，确保钢管桩的定位准确。高程控制：高程采用 DSZ2 水准仪及附近河岸上既有水准点控制，按四等水准进行控制测量，每隔 200m 左右设置一个水准点。根据水准点进行钢平台的高程控制，确保按照设计要求进行钢管桩高程控制。3.3.3 钢管运输3.3.4 管桩基础钻孔和混凝土浇筑由于舞阳河河底是裸岩，为了确保钢栈桥稳定，管桩基础采用直径80cm 的钻头进行冲击钻孔，钻孔深度不小于 1.5 米。钻机完成一个孔后，可不掏渣，直接用浮吊将管桩吊入孔内，孔在水中难以看见，需要用潜水员进行水下探摸，桩栽入孔后，再用 DZ60 振动锤打桩，管桩剧烈跳动停止振动，使管桩底进入持力层，完成栽桩后，接导管，浇筑水下砼，将管桩四周空隙堵住。混凝土高度宜超过河床 50cm，水下混凝土标号为 C30。完成水下混凝土灌注后，一根栈桥管桩完成，再进行下一管桩基础施工。3.3.5 钢管桩接长及切割钢管桩所需长度大于 12m，需接桩时先切割打桩时造成的弯曲部分，然后测量此时桩顶标高，计算出所需接桩长度，接桩在岸上进行加工完成后，焊接在已打入的钢管桩上，除了保证桩与桩的满焊以外，并且用四块加劲钢板进行帮焊，均匀布置在钢管桩周围，焊接时加劲板与钢管壁密贴，所有焊缝高度不得小于 6mm。接桩后桩顶高程误差不得大于10mm。接桩示意图见下图：钢管桩之间及时用剪刀撑 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案7 和横撑连接。横撑和剪刀撑均采用14 槽钢制作，与钢管桩间满焊，焊缝高度为 5mm。钢管桩插打时定位偏差0.1m，倾斜度1%，钢管桩入土深度不小于设计值且最后贯入度小于 3cm/分。3.3.6 栈桥上部结构施工打桩施工完成后，检查桩的偏斜及入土深度，在钢管桩之间安设型钢剪刀撑使其形成整体。同时在桩顶按设计尺寸气割槽口，并保证底面平整；吊放工字钢分配梁并与钢管桩焊接固定。主桁架拼装：栈桥的主桁采用 2 组单层双排贝雷梁，贝雷片采用 3m 一片的标准“321”型贝雷片。贝雷梁的单孔跨度 12m，横向用支撑架连接成整体。钢管桩施工完成以后，上铺贝雷桁架主桁纵梁，贝雷桁架在后方分组拼装，汽运至铺设位置，吊机起吊安装成主桁整体，并与分配梁连结。桥面系铺装：桥面系有工字钢 I22a 分配梁、6mm 厚的桥面板组成。分配梁间距 40cm。在已架设好的贝雷桁架纵梁上铺设横梁、纵梁及桥面板，贝雷梁与横梁之间用 U 型卡连接，其他采用焊接，利用吊机进行桥面系施工。 栏杆安设：栈桥栏杆采用钢管 48*3.5mm 做护栏，栏杆每 2m 设置一道立柱，、高度 1.2m，挡脚板采用槽钢20a 制作。施工中先将立杆打孔后焊接在桥面系横梁 上，接着穿钢管护栏，栏杆施工完毕后施工挡脚板。钢栈桥纵断面和横断面结构图如下：钢栈桥纵断面示意图 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案8 钢栈桥细部结构图3.4 双壁钢围堰施工3.4.1 河床地质情况根据现场实地查看，水中墩的覆盖层较薄，基本为裸岩，且2#、3#、4#为高桩承台，承台地面均在河床上部，且河床底面不平整，存在较大高差，在双壁钢围堰下沉前需要对河床进行清理。开挖爆破范围为围堰的施工范围，钢围堰平面尺寸为 17*14m，并考虑超宽 2m、挖除采用浮箱拼组成运输船，长臂挖机上船开挖，将一些松散的覆盖层挖除，然后采用水下爆破，爆破前需要测量好位置，计算好装药量和装药孔数量。起爆后用挖机将炸碎的碎石挖除清理，直至双壁钢围堰底部平整。3.4.2 滑道施作滑道在河岸边设置，长 24 米，坡度设为 1:10，滑道升入水面至少 10米，在河岸边及河道内打设各 4 根 530mm 管桩作为横梁支持，上面放置4 组双拼 I55a 主梁，主梁上铺 P43 轨，在岸边设置铰接头，这样双壁钢围堰滑入水中时不至于 I55a 落入水中。滑道示意图如下：2a=6m说 明 ： 1、 便 桥 桥 面 宽 度 为 4.5米 ， 桥 面 标 高 为 统 一 高度 。 2、 栈 桥 长 度 为 7米3、 图 中 标 注 为 毫 米 。4、 便 桥 管 桩 施 工 采 用 “栽 桩 法 ”， 先 用 钻 机 在 便桥 管 桩 位 置 ， 冲 击 一 个 直 径 约 80cm的 孔 ， 深 度 不 少于 1.5米 ， 完 成 后 10吨 浮 吊 将 桩 插 入 孔 内 ， 在 潜 水 员配 合 下 ， 灌 注 水 下 砼 ， 填 满 间 隙 ， 钻 机 利 用 浮 平 台 冲孔 。 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案9 水 面底 节 钢 套 箱液 压 自 锁 式 顶 推 千 斤 顶 轨 中 心 线砼 碎 石 钢 管 桩 碎 石20钢 轨滑道纵剖面图 P43轨钢 套 箱 530管 桩2I4I52I52I40液 压 自 锁 式 千 斤 顶 P3轨液 压 自 锁 式 千 斤 顶 15m 530管 桩2I410m5m2I415m河 道河 岸 .8.8滑道平面图3.4.3 双壁钢围堰设计1.平面形状的经济、技术比较:围堰平面形状的一般根据承台形状而定，常见的有圆形、矩形，也有哑铃型和异型钢围堰。该墩承台为矩形形承台，采用圆端型围堰，结构受力比较合理，但制作加工较困难，且用钢量要大，本项目水不是很深，流速也不大，承台尺寸较小，围堰受力不大，用矩形套箱满足施工要求。2. 经论证和比较:舞阳河水中无船只通行，且水深不是很多，水流流速不大，采用矩形双壁钢围堰较为理想。围堰内设置斜支撑，支撑避开承台、墩身的施工位置，克服了内支撑对承台、墩身的施工影响，矩形围堰 XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案10 加工方便快捷，精度质量有保障，用钢量比圆端型要节省。3.双壁钢围堰的结构设计双壁钢围堰的主要用途是为搭建钻孔平台、承台和墩身施工创造一个良好的干施工作业环境，同时具有抗涌潮和防洪水的能力，因此，钢围堰的施工是主墩基础施工的关键工序之一。双壁钢围堰采用滑道法下沉，在分块加工时在加工场安装滑道，滑道采用 I56a 作为主梁，在岸上设 2 道条形基础，安装工字钢，一直铺设到河内水深至少 2 米位置。套箱首节分块加工好后，在滑道上拼组，拼组完成首节后，用长行程液压千斤顶顶推套箱，在滑道上滑动，直到套箱滑入水面成漂浮状态，将套箱锚定好后，进行第二、三节套箱拼组，拼组完成后，在套箱四角安装锚机，抛锚后用锚机定位套箱，再用水泵向舱内灌水下沉。钢围堰由钢板和角钢焊接而成，围堰壁、分隔仓均为水密结构，各部结构如下：1）壁板：围堰周围由内外两层壁板组成，壁板厚 6mm，沿周围分布100mm*100mm*8mm（下面尺寸未标明者单位均为 mm）角钢的竖向加劲肋（纵骨肋），其中第二节竖向加劲肋为100mm*100mm*10mm 角钢，肋的间距内外壁间距平均为 50cm。内外壁上每隔 0.75-1.2m 设有200mm*10mm 水平环形钢板（横骨肋），同一平面上的内外水平环形板间以角钢100*100*8 相连，形成水平环形桁架，水平环板之间以角钢100*100*8进行竖向连接，使得内外壁组合成整体。2）隔仓：在内外壁间设有隔仓，在平面上将围堰钢壳等分为 8 个互不相通的仓，隔仓板为 6mm 厚钢板。3）刃脚：围堰在下沉时，在刃脚部分以上约 2m 的高度范围内填充 C20细石混凝土，并在内壁板设置100*100*8mm 刃脚加劲杆，水平间距为50cm。钢围堰共分 3 节，每节 8 块，其分节高度及重量见下表；双壁钢围堰结构设计图如下； XXXXX 特大桥水中墩施工专项方案11 钢围堰分节高度及重量表序 号 名 称 分节高度（m） 分节重量（t）1 第一节双壁 4 402 第二节双壁 5 503 第三节双壁 5 50合计 140（t）双壁钢围堰结构设计图腹 杆 2L75X8内 壁 板 6m外 壁 环 板250X1m内 壁 环 板250X1m竖 向 加 劲 肋L75X031 758 ，L =10 ，G=9.kg 758 ，L =10 ，G=9.kg 758 ，L =10 ，G= 9.kg 758 ，L =10 ，G= 9.kg 758 ，L =10 ，G= 9.kg 758 ，L =10 ，G= 9.kg 758 ， L =10 ， G= 9.kg758 ，L =10 ，G= 9.kg 758 ， L =10 ， G= 9.kg 758 ， L =10 ， G= 9.kg 758 ， L= 152， G =13.7 kg 758 ， L= 1362， G =12.3 kg 758 ， L =1362 ， G= 12.3k 758， L=1362 ， G= 12.3kg 58 ， L =1362 ， G= 12.3kg 758 ， L =1362 ， G= 12.3kg 58 ， L =1362 ， G= 12.3kg 758 ， L =10 ， G= 9.k 758 ， L =10 ， G= 9.kg 758 ， L =10 ， G= 9.k 7