杭州湾大桥工程施工组织设计-pdf(1)

杭州湾大桥 标工程指导性施组 1 编制依据 一 公路桥涵施工技术规范 二 港口工程桩基工程规范 三 海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 四 公路建设项目环境影响评价技术规范 试行 五 港口建设项目环境影响评价规范 六 公路全球定位系统 GPS 测量规范 七 公路工程施工安全技术规程 八 杭州湾大桥工程指挥部提供的关于杭州湾大桥标段划分 设 计推荐方案 工程量等有关资料 九 我集团公司对施工现场 施工海域的实地考察和我集团公司 积累的成熟技术 科技成果 施工工艺方法及同类工程的施工经 验 2 工程概况 2 1 桥梁地理位置 杭州湾大桥是我国 五纵七横 国道主干线中同洲至三亚沿海大 通道跨越杭州湾的最简捷通道工程 起点为嘉兴海盐杭州湾北岸的东 西大道和乍嘉苏高速公路交点附近 由北至南跨越 01 省道 杭州湾 北海塘 杭州湾海域 三北浅滩 慈溪庵东十塘 九塘 八塘横江等 终点位于八塘横江以南约 500m 处 大桥全长 36Km 其中海域部分 长 31 5Km 2 2 气象 水文 地质等自然条件 2 2 1 气象 2 2 1 1 气温 杭州湾地处亚热带 四季分明 气温随季节变化明显 常年平均 气温在 16 左右 最热月为 7 月 平均气温为 28 左右 最冷月份 为 1 月 平均气温为 3 4 极端最高气温为 39 1 出现在 7 8 月份 极端最低气温为 10 6 出现在 1 月份 2 2 1 2 湿度 桥区气温湿润 空气中水汽含量较高 全年平均相对湿度为 81 82 各月平均相对湿度夏季略高于冬季 最小相对湿度为 5 10 出现在冬季 2 2 1 3 降水 桥区降水充沛 年平均降水量近 1300mm 其中 6 月份最多 平 均近 200mm 12 月份最少 平均近 50mm 最多年降水量为 1754 2 1810 7mm 最少年降水量为 674 8 790 7mm 2 2 1 4 风 1 风向 桥区季风特征明显 冬季 1 月份风向集中于西北方位 春夏两 季风向则集中于东南方位 秋季风向分布范围较广 主要集中于 NW 至 SE 风向 2 风速 桥区全年平均风速为 3m S 左右 北岸略大于南岸 且平均风速 的季节变化不大 3 台风 桥区台风影响时有发生 但由于杭州湾地区特殊的地理位置 其严重影响的台风出现不多 大桥附近的乍埔及慈溪自 1968 年有风 速观测记录以来 还没有出现过强台风 乍埔及慈溪测得的最大风速 分别为 20 3m S 和 22 6m s 2 2 1 5 雾 桥区全年有雾 夏季最少 冬季出现最多 南岸慈溪站全年平均 舞日数 21 5 天 12 月份出现最多 平均 3 2 天 7 月份最少 平均 0 7 天 最多年雾日数慈溪为 67 天 雾的生成时间一般在下半夜到清晨日出 之前 雾消散时间在日出升温后 2 3h 内 中午前后到下午雾的出现 较少 总之 雾对施工的影响不是主要因素 2 2 2 水文 2 2 2 1 杭州湾的冲淤面貌及其演变特征 1 冲淤面貌 北岸侵蚀坍塌 岸线后退 南岸淤涨 岸线推出 南岸庵东浅滩 前沿冲淤幅度约 6 7m 中间部位床面冲淤幅度约 4 6m 2 演变特性 杭州湾泥砂与钱塘江河口交换频繁 湾内床面呈 东冲夏淤 季 节性冲淤变化和南淤北冲特性 2 2 2 2 汐特征 外海潮传入杭州湾 受到喇叭形平面外形的压缩以及水深变浅底 摩擦效应作用 潮波逐渐出前进波变为驻波性质 日 夜潮不等现象 站 名 项 目 北 岸南 岸 乍 浦海 王 山 最高潮位 m 5 543 72 最低潮位 m 4 01 2 39 最大潮差 m 7 574 26 平均高潮位 m 2 521 45 平均低潮位 m 2 12 1 08 平均潮差 m 4 652 53 平均涨潮历时 时 分 5 275 56 平均落潮历时 时 分 6 596 29 统计年限1930 19991972 1981 明显 属浅海半日潮海区 常设潮位站的潮汐特征见表 2 1 杭州湾常设潮位站潮汐特征值表 2 1 2 2 2 3 台风暴潮及其灾害 杭州湾地处中纬度 夏 秋季节常受台风影响 根据统计 平均 每年受台风影响 1 6 次 最多的为 1962 年达 5 次 2000 年有 3 次 影响杭州湾的强台风若与天文大潮相遇就形成风暴潮 受杭州湾喇叭 口形平面外形的影响 湾内台风增水值大 风暴潮水位高 伴随大风 浪和暴雨 称之为 三碰头 风暴潮对海上工程破坏很大 是杭州 湾内最大的自然灾害 2 2 3 地形 地貌与工程地质 2 2 3 1 地形地貌特征 杭州湾位于我国东部沿海的中段 北邻长江三角洲 南依姚北平 原 东为星罗棋布的舟山群岛 西以澉浦为界与钱塘江相界 杭州湾 为我国最大的典型喇叭口状河口湾 纵长约 100km 宽度由湾口处 100Km 向西到湾顶缩小到仅 20 余 Km 桥位处海域宽度约 32Km 杭州湾南北两岸陆域地形为广阔的平原地形 北岸为凹岸 为杭 嘉湖平原 西侧属湖积平地 地面标高 3m 左右 东侧属长江三角洲 平原 地面标高 3 5m 左右 南岸为凸岸 为慈北平原 属海积平原 地面标高 3 3 5m 呈舌状向北突出 杭州湾两岸大提以外均有滩地发育 北岸为冲刷岸 滩地狭窄 以侵蚀岸为主 宽度一般 200 600m 滩面坡度平缓 一般 3 6 南岸滩地称三北浅滩 最宽处约 9Km 滩坡平缓 坡降 0 5 0 6 杭州湾水域位于钱塘江与东海衔接部位 纵长约 100Km 海底地 形由东往西逐渐抬升 海水由深变浅 桥位区水深一般 10m 左右 在强烈的潮流作用下 在不同部位形成了不同的海底地形地貌特征 大桥通过部位均由潮流冲刷槽与潮流脊两种地貌类型构成 2 2 3 2 地质条件 本区段地层分别为亚砂土 灰色淤泥质亚粘土 灰色淤泥质粘土 亚粘土 粉细砂 亚粘土层 粉细砂层 软土层很厚 对钢管桩施工 没有什么影响 2 3 标段工程结构概况 项目规格 mm 数量圬工量备 注 钢管桩 1600 22 20 1188 根 桩顶以下 47m 范 围 为 22mm 其余壁 厚 为 20mm 管内填芯D 60001188 根 3 17257 15m D 为管径 封底 11000 600132 个 3 7526 63 m 厚度为 600mm 承台 11000 3000132 个 3 33811 35 m 厚度为 3000mm 系梁 6000 2000 1500 66 个 3 1188 m 厚度为 1500mm 墩身132 本标段为杭州湾大桥南引桥 南侧 水中区下部结构工程 长为 3 99Km 结构形式为复合桩 板式墩 基础为 9 根带倾斜角度 6 1 的大直径钢管桩 160Cm 壁厚自桩顶以下 47m 范围内为 22mm 其余壁厚为 20mm 管顶 7 6m 范围管内填充混凝土 钢管桩伸入承台 内约 1 6m 封底混凝土厚 60cm 承台厚 300cm 单幅桥承台直径为 11 0m 双幅桥承台间设有一 3 0 1 5m 6 0m 的联系梁 墩身上部 6m 为花瓶型 下部为等截面倒圆角的矩形结构 其结构布置见图 2 3 1 标下部工程结构示意图 2 4 标段主要工程数量 主要工程数量见表 2 4 1 主要工程数量表 2 4 1 2 5 工程特点 2 5 1 地处海洋 环境特殊 2 5 1 1 本标段工程全部位于海上 施工场地为水上 材料全部依靠船 舶运输 海上施工电力依靠自发电 施工用水及施工机械设备用燃料 也必须全部用运输船舶通过海上运输至各墩位 2 5 1 2 保护施工海域的海洋环境不受污染和破坏是施工全过程必须 面临的重要课题 2 5 2 施工条件恶劣 影响施工的不利气象因素和水文因素较多 根据海上安全作业的 要求 风力应 6 级 风速 13 8m s 对雾天的能见度应 500m 对日降水量应 25mm 无雷暴 施工船舶定位及安装作业对波浪要求 H1 10 0 8m 或 T 6s 船舶航行及施工作业对波浪要求 H1 10 1 2m 或 T 6s 根据杭州湾大桥海域气象及水文等自然特征 超过海上安 全作业的时间较多 海上施工的条件是非常恶劣的 扣除恶劣不利气 象因素和水文因素 其船舶定位 安装施工作业日数和船舶航行及施 工作业日数将不会超过 200 天 2 5 3 设计复杂 技术标准高 首先 1 6m 大直径钢管桩整根桩长达 70 80m 重达 58 16 65 96t 且均为 6 1 的斜桩 要求其打桩架高度必须大于 85m 以上 国内 能满足该桩施工要求的为数不多 目前上海东海大桥正在施工 中港 集团的打桩船能适应杭州湾大桥长大直径钢管桩施工作业的已难抽 调到杭州湾大桥 设备供给相对困难 其次 钢围堰体积大 且要能承受台风和波浪的侵袭 承台为大 体积 高性能混凝土 且要求一次连续浇筑 施工难度大 2 6 工程的主要施工难点 第一点 施工位置处于宽阔水域 远离陆地 受风 浪 潮流等 的影响 作业天数较短 缺乏组织类似工程的经验和实践 施工组织 和管理难度较大 第二点 杭州湾大桥施工水域由于浪大流急 风疾潮汹 又受台 风及季风影响 所以其有效作业天数少 且逐月分布不均 施工作业 难度大 难以组织连续均衡施工 甚至停工 窝工现象将十分严重 作业效率低 按现有预算定额测算将与实际成本发生很大差距 技术 措施费用占有比例将很大 第三点 由于工程特殊 所以特殊设备的采购投入也将很大 而 大桥工程完毕后 其特殊设备可用之处又非常有限 为了完成特殊的 使命而购置的巨大特殊设备资金转入工程成本摊销的比例也势必加 大 致使工程成本加大 第四点 施工水域潮汐变化大 桩顶和承台均处于潮位变动区 夹桩和承台施工均需抢潮作业 第五点 表层淤泥和砂质粉土极易冲刷 施工抛锚 打桩船就位 作业会引起局部冲刷加剧 极易发生走锚偏位溜桩等 将会发生较多 的丢锚现象 第六点 海上 高空 机 电施工交织 安全隐患多 管理难度 大 第七点 工期紧 船机人员投入多 相互干扰大 施工难度大 2 7 工程的主要技术难点及对策 2 7 1 工程测量精度的控制 难点 工程全部位于海上 测量控制点少 测量精度受到气 象因素的影响较大 采取的对策 第一 采用 GPS 全球定位系统和全站仪等先进的测量仪器 第二 选派高素质 事业心强的测量人员担负本标段工程的测量 工作 第三 在工程开工前严格按照规范要求对三角网基点桩 水准基 点桩及其它测量资料进行核对 复测 第四 测量时认真作好记录 加强测量资料的计算和复核 2 7 2 大直径钢管打入桩的施工 难点 钢管桩长 70 80m 斜度 6 1 桩径 1 60m 如何保 证打入桩的施工质量和提高打入桩的施工进度 采取的对策 第一 采用 GPS 全球定位系统精确测定斜桩桩位 第二 采用日本东亚建设工业 株 最新型全旋式第七鹤隆丸打 桩船插打大直径钢管桩 第三 用型钢及时夹桩 将已施工的钢管桩连成整体 以改变钢 管桩桩顶端单悬臂受力状态 增强钢管桩抗风抗潮汐能力 混凝土生产采用自动计量拌合站拌合 混凝土出料后直接进入输 送泵 输送泵配导管灌注 在施工平台上存放灌注一根桩所需的材料 确保每根桩混凝土灌注连续进行 第四 采用二次清孔的工艺 确保孔底沉渣厚度满足规范要求 2 7 3 高性能混凝土与承台大体积混凝土的施工 难点 高性能混凝土配制与承台大体积混凝土的温差控制与 防裂 采取的对策 第一 混凝土灌注采用自动计量的搅拌船拌合 输送泵配布料杆 灌注 在搅拌船上至少存放一次灌注需要量所需的材料 确保每次混 凝土灌注连续进行 第二 选用低水胶比和优质原料 并掺加足够数量的矿物细掺料 和高效减水剂等配制高性能混凝土 第三 承台大体积混凝土的温控防裂主要采取 采用质量优良的 水泥 砂石料 符合饮用水标准的水 掺入高效复合减水剂 埋置冷 却水管通冷却水循环降低混凝土内部的温度 混凝土浇筑完成后及时 覆盖保温以减小混凝土的内外温差 第四 承台采取一次浇筑完成 高度小于 20m 的墩身混凝土分两 次进行浇筑 高度大于 20m 的墩身混凝土分三次进行浇筑 3 施工方案 3 1 施工组织原则 第一 方案优化 规避风险的原则 对大直径钢管桩的施工 钢围堰的拼装 封底混凝土施工 承台 大体积混凝土施工及墩身施工等工程的关键工序进行施工方案的研 究制定 在技术可行的前提下 择优选用最佳方案 2 尽量规避施工 风险 第二 设备精良 保障有力的原则 本工程海上运输与作业多 在施工中配备精良的施工设备和施工 船舶 广泛应用成套的机具 充分发挥机械作用 根据本工程特点 配备性能良好 高效先进的施工机械 我集团公司及其联合体准备购 买日本东亚建设工业 株 最新型全旋式第七鹤隆丸打桩船施工大直 径钢管桩 组装一首性能优良 搅拌与输送自动化程度高 抗风能力 强 自航 机动灵活的混凝土搅拌船 混凝土全部采用自动计量拌合 同时配备大型的浮吊和运输船只 实现海上施工成龙配套的机械化作 业 并加强机械设备保养 保证机械完好率和利用率 重要设备及易 损设备要有一定的储备 保证施工的连续性 在施工中制定各种有效 的管理措施及激励机制 提高效率 加快工程进度 第三 强调监控 安全第一的原则 工程地处海上 在施工中加强监控和测量工作 采用 GPS 全球卫 星定位系统和全站仪等先进的测量工具 组成强干的测量队伍 配备 先进的测量仪器 从中线 高程和几何尺寸上确保工程测量精度 进 行高程测量时采用三角高程测量技术 同时应用 TTM 理论对施工误 差进行修正 定期对临时水准基点进行复核 确保高程测量的准确 在施工中按照 施工 测量 误差分析 参数调整 预 报 的循环过程对施工进行控制 在施工中要充分考虑台风 海浪的影响 确保施工安全 在施工 中必须始终按照技术可靠 措施得力 确保安全的原则确定施工方案 确保大直径钢管桩施工质量及围堰结构万无一失 第四 优质高效 确保质量和工期的原则 加强领导 强化管理 优质高效 在施工组织中明确质量目标 贯彻执行 ISO9001 质量体系标准 积极推广 使用 四新 技术 确 保创优规划和质量目标的实现 并在施工中强化标准化管理 编制科 学的 合理的 周密的施工方案 合理安排施工进度 实行网络控制 搞好工序衔接 实施进度监控 确保实现工期目标 满足业主要求 控制成本 降低工程造价 第五 坚持环保 文明施工的原则 由于本标段工程地处海上 施工中稍有不慎 就会对海洋生态环 境造成污染和破坏 在施工中遵守国家和地方有关环境保护 控制环 境污染的规定 采取必要的措施防止施工中的燃料 污水 废料和垃 圾等有害物质对海洋造成污染 防止扬尘 汽油等物质对环境空气的 污染 防治噪声对环境的污染 把施工对环境 空气的影响减少到允 许的范围内 采取切实可行的方法 确保创造一个良好的施工环境 认真贯彻宁波市市政府和业主的文明施工要求 树立 文明施工为人 民 的便民利民思想 严格按照国家和宁波市有关规定组织施工 争 创文明安全工地 3 2 总体施工工艺流程与施工步骤 3 2 1 作业组织划分 根据本标段工程规模与工程分布地域及工程特点 施工组织主要 按插打钢管桩 管内清淤与填芯 钢围堰加工 钢围堰组装与承台施 工 材料运输与混凝土搅拌 墩身施工等六大专业划分 进行平行与 流水作业 3 2 2 工程总体施工工艺流程 施工工艺流程见图 3 2 1 标工程总体施工工艺框图 3 2 3 总体施工步骤 施工总体步骤见图 3 2 2 杭州湾大桥 标下部结构施工步骤一 打桩船插打钢管桩示意图 图 3 2 3 杭州湾大桥 标下部结构施工 步骤二 支撑梁安装及钢围堰吊装示意图 图 3 2 4 杭州湾大桥 标下部结构施工步骤三 围堰内封底混凝土灌注示意图 图 3 2 5 杭州湾大桥 标下部结构施工步骤四 钢管桩内填芯混凝土施工 示意图 图 3 2 6 杭州湾大桥 标下部结构施工步骤五 承台混凝 土灌注示意图 图 3 2 7 杭州湾大桥 标下部结构施工步骤六 桥 墩混凝土灌注示意图 3 3 施工方法 3 3 1 钢管桩插打施工 1 总体施工方案 本标段全部为 1600mm 钢管桩 钢管桩全部斜置 最大斜度 6 1 约 9 46 桩长 70 80 米不等 桩最大质量约 68 4t 钢管桩插 打采用进口日本东亚建设工业 株 第七鹤隆丸打桩船 该打桩船桩 架高度为 90 米 打桩船的打桩能力能将最大重量为 80t 最大桩径为 2 5m 的长桩在倾斜角为 25 的范围内进行任意角度的插打 钢管桩由专门生产厂家负责加工 用 2000t 驳船运输 钢管桩的 定位采用 RTK 测量技术 它是以载波相位观测量为根据的实时差分 GPS RTD GPS 动态测量定位系统 测量精度可达厘米级 按设计 施工准备 GPS网站 钢桩水上运输80m打桩船打桩 水上砼拌合船水上夹桩铺底 安装钢套箱 钢套箱制作 钢套箱驳船上拼装 钢 筋 半 成 砼封底 桩内钻进取土与清孔 品 加 工 吊装钢筋笼钢筋笼船上成型运 输 浇注桩内砼 承台钢筋笼成型 浇注承台桩砼 拆除钢套箱 倒吊法安装系梁模板 系梁钢筋笼成型 浇注系梁砼 拆除系梁模板 绑扎墩身钢筋 安装墩身模板 浇注墩身砼 砼养护 竣工复测 图3 2 1 标工程总体施工工艺框图 52 插打钢管桩步骤 1 钢管桩在拼装船上拼装后 运到墩位 2 拼装船 打桩船抛锚定位 3 打桩船将钢管桩整体吊装至桩位 定位 4 插打钢管桩至设计标高 图3 2 2 杭州湾特大桥 标下部结构施工步骤一 打桩船插打钢管桩示意图 12 吊装钢围堰步骤 1 车间内分块制造围堰的底板 侧板 2 将加工好的围堰底板和侧板 用运输船运到墩位处 3 在墩旁的铁驳上拼装钢围堰 4 利用浮吊整体吊装钢围堰 并与支撑梁连接牢固 图3 2 3 杭州湾特大桥 标下部结构施工步骤二 支撑梁安装及钢围堰吊装示意图 水上搅拌船 输送泵 12 灌注封底混凝土步骤 1 低水位时在桩顶处安装止水密封圈止水 2 利用搅拌船和输送泵浇注水下封底混凝土 图3 2 4 杭州湾特大桥 标下部结构施工步骤三 围堰内封底砼灌注示意图 水上搅拌船 输送泵 12 灌注封底混凝土步骤 1 孔 内 吸 泥 并 清 孔 达 到 灌 注 水 下 混 凝 土 程 度 2 利 用 搅 拌 船 和 输 送 泵 浇 注 水 下 填 芯 混 凝 土 图 3 2 5 杭 州 湾 特 大 桥 标 下 部 结 构 施 工 步 骤 四 钢 管 桩 内 填 芯 混 凝 土 施 工 示 意 图 水上搅拌船 输送泵 12 灌注承台混凝土步骤 1 围堰内抽水 检查止水情况 2 修整桩头至设计标高 并清理干净 3 绑扎承台钢筋 4 利用搅拌船和输送泵浇注承台混凝土 5 混凝土养护 图3 2 6 杭州湾特大桥 标下部结构施工步骤五 灌注承台混凝土示意图 水上搅拌船 输送泵 12 灌注桥墩混凝土步骤 1 承台顶部凿毛 并清理干净 2 立模板 绑扎钢筋 测量检查 3 利用搅拌船和输送泵浇注墩身混凝土 4 墩身养护 低潮位时拆除围堰等临时结构 图3 2 7 杭州湾特大桥 标下部结构施工步骤六 桥墩混凝土灌注示意图 要求确定管桩的吊点位置 钢管桩起吊到位后 调整钢管桩的高度 送入桩帽下 将桩架调整到设计所需角度 上好桩锤 桩帽 同时导 杆锁紧装置将桩卡住 完成锁桩作业在确认桩位正确 具备开锤条件 后 开始锤击沉桩 为了改善单根悬臂桩的受力结构 有效防止钢管 桩被风浪等冲击破坏 及时将相临的桩用钢箍和型钢联结使单桩形成 近似的两端固结体系 从而加大钢管桩抵御风浪的能力 2 施工工艺流程 施工工艺流程见图 3 3 1 钢管桩施工工艺框图 3 施工主要注意点 临时固结钢管桩施工 所谓临时固结钢管桩即在钢管桩插打完以后 为了改善单根悬臂 桩的受力结构 有效防止钢管桩被风浪等冲击破坏 及时将相临的桩 用钢箍和型钢联结使单桩形成近似的两端固结体系 从而加大钢管桩 抵御风浪的能力 本标段钢箍和联系梁同时起夹桩和承台施工平台两 种作用 钢箍采用 20 毫米厚的钢板卷制成两个半圆结构 内部衬一 10 毫米厚的橡胶板以增大摩擦并保证密贴 两个半圆箍靠螺栓连接 箍高和螺栓参数根据最不利状态计算决定 钢箍根据桩基设计情况制 成斜交管节与钢管桩装配后形成水平块件 便于平台和承台底模安 装 钢箍外侧根据桩基的平面布置情况焊牛腿 牛腿竖向板留螺栓孔 该处螺孔提高螺栓与型钢相连 形成固结体系完成夹桩作业 严格控制钢管桩倾斜 确保桩位位置 钢管桩破损 钢管桩破损的原因可能有操作不当 如钢管桩下沉时 久振动 强振动力 钢管桩制造不良 接头不平整 不密贴 受力不均 避免振坏钢管桩的有效措施为 严格控制每次连续振动的时 间不超过 10MIN 振动下沉速度小于 5CM MIN 或钢管桩有明显回跳时 应立即停止振动查找原因处理 3 3 2 钢管桩内填芯施工 1 总体施工方案 南引桥低墩深水区的基础为钢管斜桩 为满足桩与承台的连接构 造要求 在钢管桩顶部 7 6m 范围内设计采用混凝土填芯 每墩的钢 管桩插打完毕后即可进行钢管顶部 7 6m 范围内的混凝土填芯施工 首先将打桩船移走 利用工作船上的履带式吊机 在低潮位时安装钢 管桩夹桩箍和联系梁 在联系梁上安装钢围堰底模 筋混凝土预制 块 并调平至承台底标高 用浮吊吊装钢围堰 完成封底混凝土浇 注并达到设计要求强度后 用空气吸泥机辅以高压射水吸出孔内泥 渣 安装钢筋笼并灌注管内填芯混凝土 2 施工工艺流程 施工工艺流程见图 3 3 2 钢管桩填芯施工工艺框图 3 施工主要注意点 钢围堰 钢围堰的主要功能防止海水的侵扰 保证钢管桩的填芯与承台施 工 套箱高度按封底混凝土 0 6m 承台高度 3m 高于承台顶面 2m 围堰总高度为 5 6m 钢套箱底板采用钢筋混凝土预制板 支撑预制底板的方式为 在 钢管桩适当位置设置钢管夹箍 并在夹箍上组焊牛腿 牛腿上布置支 撑梁 侧板采用钢结构组焊件 圆弧侧板用 I16 工字钢作竖肋 竖肋 间距为 1 0m 6mm 钢板作面板 圆弧侧板与侧板 圆弧侧板与底板 的连接均用 L120 120 12 角钢 圆弧侧板设竖向拼接逢 箱内设三道 支撑 支撑采用 500 钢管 钢围堰在工厂分节制造预拼装后 用船 舶运输 在驳船上整体拼装 用 250 t 吊船吊装 封底混凝土 封底混凝土作为平衡重的主体 主要抵抗水浮力在套箱底部形成 的弯曲应力 同时还起到防水渗漏的作用及作为承台的承重底模 本 工程的主要特点是低潮时底板在水位以上 所以 封底混凝土施工充 分利用低潮时进行 并采取措施为 适当提高封底混凝土的强度级别 掺入高效复合减水剂 起到减水 提高和易性及提高早期强度 浇注选择在后续几天天气相对较好的时段进行 以减少风 海浪 气 流等对混凝土早期强度低而产生的不利影响 在钢套箱底板中开设四 个 300 的进出水孔 以减少静水浮力作用 3 3 3 承台施工 1 施工总体方案 钢管桩内混凝土填芯施工完毕后 按设计要求进行钢管桩桩头处 理并剥桩头 调直管内钢筋 测量封底混凝土顶面 承台底面 标高 对高于承台底设计标高部分混凝土应予以处理 并清净围堰内的杂 物 绑扎钢筋 布置散热管 按大体积混凝土施工工艺要求灌注承台 混凝土 2 施工工艺流程 施工工艺流程见图 3 3 3 承台施工工艺框图 3 施工主要注意点 承台钢筋绑扎 承台平面尺寸大 钢筋较粗 数量大 为缩短本工序时间 承台 钢筋连接采用 墩粗直螺纹钢筋接头 连接技术 钢筋在岸上加工 船运至现场绑扎 特别注意墩身伸入承台钢筋布置及系梁连接筋的加 固 防止浇筑混凝土时跑位 在钢筋与模板之间设置混凝土垫块 确 保钢筋净保护层尺寸满足设计要求 承台混凝土灌注 混凝土在搅拌船上集中拌合 用输送泵输送 用串筒送混凝土至 灌部位 为确保施工质量 采用斜向水平推进法施工 混凝土自由下 落高度不得超过 2m 保持水平分层 且分层厚度不超过 30cm 采用 插入式振捣棒振捣 浇筑过程中 设专人负责检查围堰 钢筋和墩身 预埋钢筋的稳定情况 发现问题 立即处理 承台大体积混凝土连续灌注的组织措施 承台最大圬工为 285m3 由于海上作业条件差 在一定程度上又 受到大风和潮涌的限制 为了保证施工质量 混凝土一次连续浇注在 组织上应采取以下措施 A 加强调度值班 及时处理施工中出现的矛盾和解决施工中可 能发生的问题 B 要与当地气象部门和海洋观测站保持联系 索取气象和海潮 等信息 把混凝土灌注时间选择在气候稳定 对施工有利的时段 C 提前对机械设备进行保养维修 使机械设备处于良好状态 以确保混凝土灌注过程不发生故障 D 灌前对材料的运输组织 人员的分工及灌注方案等 均应做 细致的方案设计与计划 确保万无一失 E 灌前要对参加人员进行技术交底 划分责任区 并分工落实 到每一个人 实行责任包保制 F 搅拌船上要保证备足砂石料与水泥及施工用水 保证一次施 工不用补料 G 水上搅拌船的生产能力为 100m3 h 保证每小时生产混凝土不 小于 50m3 承台大体积混凝土温控防裂措施 承台最大厚度 3 0m 一次浇注混凝土 285m3 属于大体积混凝 土施工 从以往大体积混凝土的施工经验可知 大体积混凝土在施工 过程中 由于混凝土量大 水泥的水化热热量大 在混凝土内外散热 不均匀以及受到内外约束的情况下 在混凝土内部产生较大的温度应 力 导致混凝土发生开裂 因此 大体积混凝土施工中的温度控制是 防止混凝土开裂的关键 温差控制原则 混凝土的中心温度与表面温度的差值不得超过 25 混凝土表面温度与环境空气最低温度的差值不得超过 25 冷 却水管之间混凝土最高温度与冷却水温度的差值不得超过 25 温 控防裂措施为 A 控制温度升降速度 防止出现过大温度应力 选用低水化热水泥 降低混凝土内部热量 选用矿碴 42 5 级 水泥 28 天水化热 335KJ Kg 比普通水泥低 42KJ Kg 掺加缓凝剂 推迟水化热的峰值 混凝土缓凝时间可推迟 8 10 小时 从而延缓水泥的水化速度 掺加粉煤灰 降低水泥用量 减少水泥水化热 降低混凝土的入模温度 B 选择合理的浇筑工艺 浇筑方法 浇筑方法采用 斜面分层 薄层浇筑 连续推进 自然流淌 一次到顶 的方案 振捣 根据混凝土自然形成的流淌斜坡度 在浇筑带前 后 各布置 2 道振捣器 随着混凝土向前推进浇筑 振捣器相应跟进 表面处理 混凝土浇筑约 3 4h 后 先按设计标高用长括尺 初括平 后在混凝土初凝前用木蟹打压实 最后用铁抹刀抹光 C 内排外保 减少混凝土内外温差 根据国内外经验 大体积混凝土内外温差控制在 25 以内 可避 免混凝土出现温度收缩裂缝 为此拟采取以下措施 内排 尽快排出混凝土内部热量 降低混凝土内部温度 在混凝土浇注以前 预先在混凝土内按间距 2m 梅 花 型 布 置 200mm 的钢管作散热管 散热管布置见图 6 2 13 混凝土灌注中和 灌注后每隔 2h 换冷水循环散热一次 可降低混凝土内部温度 5 8 待混凝土内外温差降至 25 以下可停止换水 混凝土达 28 天后用同 标号混凝土将散热管灌实 外保 在混凝土表面采取保温措施 控制混凝土内外温差 及表面与空气温差 避免出现深层裂纹和表面裂纹 在混凝土顶面采 取两种保温措施 承台若在夏季施工 散热管内水温较高 一般超过 40 待混凝土终凝后将抽换的热水覆盖混凝土表面 既可保温 又 作养生 若承台在冬季寒冷期间施工 大气温度较低 在表面覆盖厚 5cm 的草袋 D 改善混凝土的性能和施工工艺 提高混凝土抗裂能力 采用干净的砂 石料 含泥量分别控制在 3 和 1 以下 掺加高效缓凝减水剂 配制自密实流态混凝土 既减少混凝 土用水量 又能延缓终凝时间 同时增加混凝土前期强度 防止混凝 土发生开裂 掺加一定粉煤灰 除减少水泥用量外还能增加混凝土的抗 渗 抗裂能力 优化施工工艺 提高混凝土抗裂性能 采用全面分层的方法 浇注 每层厚度控制在 0 5m 浇注顺序由一端往另一端进行 混凝 土连续浇注 加强混凝土的捣固 增加混凝土密实度 3 3 4 系梁施工 1 施工总体方案 系梁设于同一墩位左 右两幅桥梁承台间 以增强桩基础的整体 稳定性能 其施工方法为 同一墩位左 右两幅桥梁承台施工完毕后 拆除承台钢围堰 在两承台顶设置倒吊支架 安装系梁模板 凿毛承 台与系梁连接部分的承台表面混凝土 并调直预埋于承台内的系梁连 接钢筋 按设计要求帮扎系梁钢筋笼 并在承台与系梁结合部位涂刷 VZ 型混凝土界面结合剂 一次连续灌注系梁混凝土 2 施工工艺流程 施工工艺流程见图 3 3 4 系梁施工工艺框图 3 施工主要注意点 3 施工主要注意点 系梁是在承台模板拆除后进行的 对承台与系梁结合面的凿毛 处理 应在吊架安装后进行 防止发生安全事故 浇注系梁混凝土前 应在新旧混凝土结合面上涂刷混凝土界面 结合剂 以增强系梁与承台的良好结合性能 混凝土应参加高效复合减水剂 提高系梁早期强度 以缩短工序 时间 3 3 5 墩身施工 1 施工总体方案 墩身上部 6 为花瓶形实体墩 下部为标准的矩形截面 四角设圆 弧 外截面尺寸 5 2 2 2M 墩身施工采用常规的现浇施工法 承台 施工完毕后 绑扎墩身钢筋 组装模板 灌注混凝土 模板采用优质 钢板定型加工 混凝土由水上混凝土搅拌船提供 根据海上风大的特 点 墩身混凝土分 2 次浇筑完成 第一次灌注等截面矩形部分 第二 次灌注顶部变截面部分 2 施工工艺流程 施工工艺流程见图 3 3 5 墩身施工工艺框图 3 施工主要注意点 钢模防锈处理 保证混凝土外观质量 墩身施工模具采用钢模板 根据墩身结构尺寸 采用特殊设计 工厂加工 在施工中 由于海洋气候不但潮湿 且空气中含有盐份 足以使钢模板表面 已立好的 准备灌注混凝土 锈蚀 脱模后混凝 土表面呈绣斑点 不光滑 颜色不一致 在这样气候环境下 普通脱 模剂不能抵抗含盐空气的侵蚀 一般涂完脱模剂后如不能及时灌注混 凝土 第二天模板就会出现锈蚀 如不采取措施 将严重影响墩身混 凝土的外观质量 解决办法为 采用乳化环氧树脂脱模剂 乳化环氧树脂脱模剂主 要以环氧树脂为主 外加增韧剂 洁光剂 凝固剂进行乳化而成 实 施时 在打磨 刷洗干净的钢模板面时用丙酮擦洗一遍 然后涂刷环 氧树脂脱模剂 涂完 6 8 小时后凝固 模板面形成一层环氧树脂层 坚硬 光滑 不生锈 涂一次可以反复使用 8 10 次 可以保护模板 面用不生锈 因模板面很光滑 筑成的混凝土面也很光滑 颜色一致 钢筋防腐 在海洋环境中 若设计采用环氧涂层防腐钢筋 在施工中要特别 注意防止钢筋保护涂层的损伤 在灌注混凝土前 必须经过严格检查 对损伤者 应予以补加涂刷 并布置适量的垫块 确保钢筋保护层的 设计厚度 混凝土的养护 混凝土的养护用水必须使用淡水 严禁突省事而采用海水 养护时间不的少于 14 天 管桩插打完毕 安装夹桩箍 焊牛腿 低潮水位 岸上分块加工制作 海上运输 驳船上组装 安装支撑梁 吊装围堰底版 安装围堰侧板 封底砼灌注 桩内吸泥清孔 安装钢筋笼 灌注桩内填芯砼 钢筋砼分块预制 水上运输 250t浮吊 堵 孔 空气吸泥机 搅拌船上拌合砼 图3 3 2钢管桩填芯施工工艺框图 桩内填芯施工完毕 割桩顶部分钢管 剥桩头 调直钢筋 测量封底砼标高 承台底标高 围堰内清理 钢筋岸上加工制作 绑扎承台钢筋 钢筋水上运输 布置散热水管控温防裂 检查验收 监理鉴证 浇注承台砼 原材料试验及选定砼配合比 砼搅拌船上搅拌砼 排内热 外保温 淡水养身 拆模 顶面清理 图3 3 3承台施工工艺框图 同墩左 右幅承台施工完毕 拆除围堰 倒吊支架设计 安装倒吊支架 岸上加工制作 承台结合面砼表面凿毛 预埋钢筋整理调直 安装系梁模板 钢筋岸上加工制作 绑扎系梁钢筋笼 海上运输 结合面涂刷界面剂 原材料检验 配合比选定 浇注系梁砼 搅拌船搅拌砼 淡水养身 拆除模板倒吊支架 图3 3 4系梁施工工艺框图 墩身采用常规现浇方法施工 承台施工完毕后 绑扎钢筋 立模 板 灌注混凝土 混凝土由水上混凝土搅拌船提供 根据本标段桥墩离岸较远 墩高在 10 24 米之间的特点以及工程 量 工期 墩身结构与承台的整体性能 工程造价等因素 墩身拟采 取现浇施工 模板采用优质钢板定型加工 墩身混凝土分 2 3 次浇 筑完成 施工工艺流程见图 3 3 5 墩身施工工艺框图 3 3 6 混凝土与材料供应 混凝土原材料主要通过搅拌船停靠码头上料 其它材料部分可通 过水上运输船直接由供货地运往施工现场 部分在码头上料运往施工 现场 利用南岸的西三码头作为钢材 钢结构件的上货点及人员上下 班的乘船所 同时在北岸海盐预制场附近与场九公路入海口适当位置 建造一码头 并在岸上建一混凝土原材料存放场及部分型材仓库 在 西三码头附近设施工营地及生产加工场 3 3 7 测量控制 设置海上固定测量平台 GPS 测站 用全球卫星定位仪测设 固点于固定平台上 作为大桥精密的测量控制点并组成本标段桥墩简 易控制网 并作为测定蹲位 桩位的基准站 打桩时桩的定位全部采 用 GPS 测设定位 承台和墩墩身的定位可采用全站仪或经纬仪交会 定位 并定期复核 以确保桥梁的控制精度 承台 系梁施工完毕 清理基顶 测量定位 钢筋材质检验 岸上弯制 绑扎墩身钢筋 钢筋海上运输 安装墩身模板 原材料试验 及选定砼配合比 灌注墩身砼 砼搅拌船及搅拌砼 淡水养身 竣工复测 图3 3 5墩身施工工艺框图 脚手架搭设 模板岸上加工 海上运输 3 4 主要施工机械设备的选择及投入 本工程主要机械设备是打桩船 混凝土搅拌船 浮吊和运输驳船 等 但最关键的设备还是打桩船和混凝土搅拌船 3 4 1 主要施工机械的选择 3 4 1 1 打桩船 第七鹤隆丸打桩船是日本东亚建设工业 株 依靠长年积累下来 的丰富海洋施工经验并运用多种技术专利设计而成的 于 1996 年制 造 该船搭载有 Amclyde 公司生产的 700t 大型全旋式抓吊起重机及 C0NMACO 公司生产的采用滑轮构造的打桩导杆最新型设备的 ABS 级远洋作业船 其耐航性能及完好的停泊机能适应各种极其严酷的海 上作业 此外 在一些操作技术要求较高的作业中 也能发挥其机能 是大型的多功能作业船 其打桩作业性能见表 3 4 1 第七鹤隆丸打桩船的打桩能力是在装备有主体重量达 47t 级油压 杆锤的情况下 也能将最大重量为 80t 最大桩径为 2 5m 的长桩在倾 斜角为 25 的范围内进行任意角度的插打 打桩机导杆采用悬垂式 全长 80m 采用 p S 系统 摆幅调整系统 可调整水面上 52m 至 90m 之间的高度 导杆由 4 段三角形桁架连接而 成 顶端一节 32m 中间一节 16m 一节 8m 底部一节 26m 导杆上 端的连接点头部装有整个导杆中最大的 27m 滑轮构造 而在导杆下 端的桁条处装有左 右 3m 位置的调整装置 因而能进行较高精度 船名 项目 第七鹤隆丸打桩船 船 东东亚建设工业 株 制 造 年1996 主要尺寸 长 m 80 0 宽 m 32 0 深 m 6 0 吃水 m 3 0 排水量 t 2 7400 最大载荷 3340t 甲板强度 15t m 桩架型式与 高度 型 式旋转 高度 m 90 桩锤型式与 规格 型 式液压 规格 t 13 5 打桩能力 桩径 m 2 5 桩长 m 80 吊重 t 80 抗风抗潮 能力 抗风30m s 抗潮流1 03m s 打击能量与 打击次数 最大打击能量 回28 6t m 最小打击能量 回1 0t m 最小打击次数45 回 min 的打桩作业 第七鹤隆丸打桩船主要性能表 3 4 1 本标段钢管桩直径为 1 6m 长度为 70 82m 倾斜角度为 9 46 6 1 按最大桩长 82 计其最大重量为 68 38t 按本工程钢管桩的技 术参数 选用第七鹤隆丸打桩船施工是非常合适的 序号名 称规格及型号 数量配置计划备 注 1打桩船1 艘 进口日本二手船施打 82m 以下桩 2打桩船1 艘 自有临时工程 3混凝土搅拌 船 3000t1艘 4起重船250t1 艘 租赁 广救 2 5起重船60t1 艘 自有 6运输驳船2000t2 艘 社会协作运桩专用 7运输驳船2000t2 艘 社会协作材料运输专用 8拖航1964kw2 艘 租赁 广救 7 宁波 2 起重船 运输驳船 拖航用 9交通船2 10抛锚船4 3 4 1 2 混凝土搅拌船 本标段混凝土作业 按每次混凝土连续作业要求 其钢管桩内填 芯每根为 14 53m3 封底一次浇筑量为 57 m3 承台一次连续浇注量为量 256 15 m3 系梁一次连续浇注量为 18 m3 墩柱按一次连续浇注最大量 为 60m3 按本工程最大一次灌注量 256 15 m3 的要求 选择额定生产 能力为 100 m3 h 的搅拌船可以满足需要 搅拌船拟定为自制 其主要 性能如下 一 船体性能 长 46 m 宽 22 深 4m 满载吃水 3 1 m 二 混凝土搅拌性能 生产能力 100m3 h 细骨料 360 m3 粗 骨料 640 m3 水泥 100 2t 三 混凝土输送方式 液压布料杆辅助混凝土输送泵运输 极 限泵送高度 45m 水平最大距离 35 m 3 4 2 主要施工机械设备的配置 用于本工程的主要施工机械设备见表 3 4 2 要施工机械设备配备表表 3 4 2 11 12 13 14 15 油料补给船 淡水补给船 生活补给船 工作驳船 履带起重机 1000t 1000t 1000t 2000t 50t 1 1 1 4 4台 社会协作 社会协作 社会协作 租赁 自有 2 台 自航 油料补给用 自航 淡水补给 自航 生活用品补给 配合承台 墩身施工 4 台装在工作驳船上 租赁 2 台 16汽车起重机20 35t2辆自有陆地上卸料 装料 4 工程进度计划 4 1 施工进度计划编制依据和原则 4 1 1 编制依据 一 根据业主对工期的要求 二 根据工程所处地域的气象 水文 地质等自然环境特点及海上 安全作业条件 三 本标段工程数量大小及结构特点 四 本投标人拟投入的人力 设备等资源情况及管理水平 4 1 2 编制原则 一 严格按照业主规定的控制性工期要求 科学合理地安排施工 程序及进度 确保业主规定的工期并力争提前 二 运用网络计划技术和动态信息施工管理手段 统筹安排 合 理安排各项目正常的流水 交叉作业 抓住钢管桩的插打和承台施工 两个控制工期的主要项目 做好计划关键线路监控管理 使施工始终 处于受控状态 以减免不必要施工干扰 确保资源配置合理 均衡生 产 三 充分考虑台风 龙卷风 雷暴 强冷空气 雾 暴雨等灾害 性天气对施工的影响 作好台风期 雨季 冬季及农忙 节假日期间 的施工安排 充分利用春 冬季施工的黄金季节 组织掀起施工高潮 4 2 总体施工进度计划 按业主要求 杭州湾大桥工程计划 2003 年 10 月开工 施工 总工期为 60 个月 竣工期即为 2008 年 9 月 根据本标段工程规 模和工程结构特点 结合现场实际情况和我单位施工能力 同时 综合考虑平行作业和相关标段的工序衔接关系 并为交通工程及 桥面施工留够工期 我单位确定的工期目标是 计划 2003 10 1 日开工 2007 6 31 日竣工 总工期为 46 个月 施工总工期为 45 个月 为其它单位后续工程施工留 15 个月 总体施工进度计划安排详见 图 4 2 1 杭州湾大桥 标段工 程施工进度计划横道图 4 3 主要分项工程进度指标估算里程碑工期 4 3 1 施工准备 施工准备计划在业主招标期间至 2003 年 9 月底前进行 主要组 织人员 机械设备 材料进场 完成主要的临时设施 交接桩和复测 复核技术资料 办理征地拆迁 筹建工地试验室 确定配合比设计 设计制作模板等工作 4 3 2 钢管桩施工 本标段计有 160cm 钢管桩 1188 根 按一艘打桩船施工 每天 插打按 2 根计算 则需要 594 天 考虑台风 龙卷风 雷暴 强冷空 气 雾 暴雨等灾害性天气对施工的影响 实际工作日按 50 考虑 则需要 1188 天 合 40 个月 打桩施工应于 2007 年 1 月底完成 再 考虑设备维修 施工计划按 42 个月 加上进口的第七鹤隆丸打桩船 具有抗恶烈气候能力强 定一次位可以插打多根桩等优越性能 施工 速度快 安排 42 个月完成 1188 根钢管桩是有很大富裕的 4 3 3 填芯施工 填芯施工包括钢围堰安装 混凝土封底 管内吸泥与清洗管壁 安装钢筋笼 灌注填芯混凝土等五个工序 每工序完成所需时间大致 为 钢围堰安装 夹箍安装 1 天 支撑梁安装 2 天 围堰底板安装 1 天 围堰侧板组装及加固 2 天 围堰侧板吊装 1 天 共计需要 7 天 混凝土封底 混凝土灌注 1 天 等强 4 天 共需要 5 天 管内吸泥与清洗管壁 每个承台 9 根桩 吸泥与清洗管壁需要 2 天 安装钢筋笼与灌注填芯混凝土 按每天安装 3 个钢筋笼与灌 注 3 根管的填芯混凝土计算 需要 3 天 一个承台桩的填芯共需 17 天 考虑台风 龙卷风 雷暴 强冷 空气 雾 暴雨等灾害性天气对施工的影响 实际工作日按 50 考虑 实际需要 34 天 4 3 4 承台施工 承台施工包括剥桩头 钢筋调直 封底混凝土顶面处理 清理 绑扎钢筋 布置散热管 浇注混凝土等工序 每工序完成所需时间大 致为 剥桩头 钢筋调直 封底混凝土顶面处理 清理 实施时几 个工序可同时进行 约需 2 天 绑扎钢筋与布置散热管 2 天 灌注混凝土 1 天 养身与围堰拆除 5 天 围堰拆除后养身继续进行 1 个承台施工需要 10 天 考虑台风 龙卷风 雷暴 强冷空气 雾 暴雨等灾害性天气对施工的影响 实际工作日按 50 考虑 实际 需要 20 天 4 3 5 系梁施工 1 个系梁施工包括安装吊模支架 承台与系梁结合面混凝土表面 凿毛 预埋钢筋整理调直 模板安装 绑扎钢筋 浇注混凝土等工序 每工序完成所需时间大致为 吊模支架安装 0 5 天 结合面混凝土作毛与预埋钢筋整理调直 0 5 天 模板安装 1 天 绑扎钢筋 1 天 浇注混凝土 1 天 养护与拆模 4 天 1 个系梁施需要 9 天 考虑台风 龙卷风 雷暴 强冷空气 雾 暴雨等灾害性天气对施工的影响 实际工作日按 50 考虑 实际需要 18 天 4 3 6 墩身施工 1 个墩施工包括基顶清理 测量定位 绑扎钢筋 安装模板 浇 注混凝土等工序 考虑本标段桥墩为低墩区和海上施工特点 每墩按 2 次施工进行工程进度指标估算 每工序完成所需时间大致为 基顶清理与测量定位 1 天 搭架与钢筋绑扎 1 次 3 天 灌注混凝土 1 次 1 天 混凝土养护 3 天 搭架与钢筋绑扎 2 次 4 天 灌注混凝土 2 次 1 天 混凝土养身与拆除模板 拆模后继续养护 3 天 1 个桥墩施工需要 16 天 考虑台风 龙卷风 雷暴 强冷空气 雾 暴雨等灾害性天气对施工的影响 实际工作日按 50 考虑 实际 需要 32 天 4 3 7 施工模具配置 从以上单项工程进度指标分析 1 个墩的填芯施工需要 17 天 34 天 承台施工需要 10 天 20 天 共计 27 天 54 天 在 27 54 天中已打桩 54 根 按照打桩的进度 应配置 6 套钢套箱模具才能匹 配 132 个墩按配置 6 套模板计算 每套需要周转 22 次 考虑海上 作业条件及海洋气候对钢结构的腐蚀 拟配置 12 套钢套箱 每套周 转 11 次 即可满足 44 个月施工要求