水上造桥施工方案

跨江大桥水上施工综合技术方案一、工程概况1.1项目基本信息本项目为城市主干道跨江桥梁工程，全长1850米，主桥采用双塔双索面斜拉桥结构，主跨380米，边跨150米，桥面宽34.5米，双向六车道设计，设计荷载等级为公路-I级，设计使用年限100年。桥梁跨越通航等级Ⅲ级航道，最高通航水位3.8米，最大水深22米，平均水流速度1.8米/秒，桥区年平均风速12.5m/s，每年6-9月为台风季。1.2工程地质条件根据地质勘察数据，桥位处河床覆盖层主要由第四系松散堆积物组成，自上而下依次为：①淤泥质黏土（厚2-5m，天然含水量45-60%）；②中砂层（厚3-8m，密实度中密）；③圆砾层（厚5-12m，粒径20-80mm，含卵石15-20%）；④中风化砂岩（顶板标高-35.6至-42.3m，饱和单轴抗压强度35-45MPa）。河床冲刷深度按百年一遇洪水计算为3.2m。1.3主要结构形式基础结构：主塔采用钻孔灌注桩基础，每个主塔墩下设24根直径2.5m的钻孔灌注桩，桩长65-72m；辅助墩采用12根直径2.0m钻孔灌注桩；过渡墩采用8根直径1.8m钻孔灌注桩。下部结构：主塔墩采用双薄壁墩身，高78m；辅助墩为实体墩，高18m；过渡墩为花瓶形墩，高15m。上部结构：主梁采用钢混组合梁，标准节段长12m，重约180t；斜拉索采用高强度低松弛镀锌钢丝，最大索力6800kN。二、施工总体部署2.1施工分区规划将工程划分为三个施工大区：北区（左岸陆地及滩涂区）：设置混凝土搅拌站（HZS120型，产能120m³/h）、钢结构加工车间（30m×80m）、材料仓库（2000㎡）及生活区。中区（水域施工区）：划分主塔墩施工区、辅助墩施工区、主梁架设区及临时航道区，设置两座施工栈桥（宽6m，总长580m）连接两岸。南区（右岸陆地区）：设置预制梁场（占地15000㎡）、张拉作业区及机电设备存放区。2.2施工流程规划前期准备阶段（2个月）：完成施工许可办理、海事通航审批、施工栈桥搭设、测量控制网建立。基础施工阶段（8个月）：依次完成主塔墩、辅助墩、过渡墩桩基及承台施工。下部结构施工阶段（6个月）：进行墩身及塔柱施工，同步开展上部结构预埋件安装。上部结构施工阶段（12个月）：采用悬臂拼装法施工主梁，同步进行斜拉索安装及张拉。桥面系及附属工程阶段（4个月）：完成桥面铺装、防撞护栏、照明及监控系统安装。验收及通车准备阶段（2个月）：分阶段验收、荷载试验及缺陷修复。2.3主要施工设备配置设备类型规格型号数量主要用途浮吊300t全回转2艘钢结构吊装、大型设备转运打桩船桩架高度45m1艘栈桥钢管桩施工钻机ZJ30型旋转钻机8台钻孔灌注桩施工混凝土输送泵HBT80型4台混凝土浇筑龙门吊50t/25m2台预制梁场构件转运挂篮菱形挂篮（自重85t）4套主梁悬臂施工张拉设备YCW500型千斤顶6套斜拉索及预应力张拉测量仪器TrimbleS9全站仪3台施工测量控制三、关键施工技术3.1水上施工栈桥及平台栈桥结构设计：采用"钢管桩+贝雷梁+钢面板"结构形式，钢管桩采用φ630×8mm螺旋钢管，横向间距3.0m，纵向排距6.0m，单桩入土深度25-30m。贝雷梁采用321型，双层布置，横向每排5片，桥面铺设10mm厚防滑钢面板，设置1.2m高防护栏杆及安全警示灯带。施工工艺：采用打桩船进行钢管桩施打，选用DZ90型振动锤，控制垂直度偏差≤1%。桩顶安装双拼I36b工字钢横梁，横梁与桩顶采用焊接连接。贝雷梁采用浮吊整体吊装，每榀长12m，通过U型卡连接固定。桥面系安装完成后进行静载试验，加载至设计荷载1.2倍，持荷1小时观测结构变形。3.2深水桩基施工钢护筒施工：主塔墩采用φ2.8m×16mm钢板卷制护筒，长35m，单重58t。采用"导向架+振动下沉"工艺，导向架采用型钢组焊，确保护筒平面位置偏差≤5cm，垂直度偏差≤0.5%。护筒下沉完成后，顶部高出施工水位2.0m，底部嵌入圆砾层≥3m，采用黏土回填护筒外壁与地层间隙。钻孔施工：采用正循环回转钻进，泥浆采用膨润土造浆，控制泥浆比重1.2-1.4，黏度22-28s，含砂率≤4%。钻进至圆砾层时，采用牙轮钻头并投加钢粒，钻进速度控制在0.5-0.8m/h。终孔后进行清孔，采用换浆法，控制孔底沉渣厚度≤5cm，泥浆指标达到比重1.15-1.20，黏度18-22s。钢筋笼及混凝土施工：钢筋笼分3节制作，采用直螺纹套筒连接，单节长22-25m，吊装采用双吊点起吊，入孔后控制中心偏差≤5cm。混凝土采用C35水下混凝土，坍落度200-220mm，通过导管法浇筑，导管埋深控制在2-6m，浇筑上升速度≥2m/h，超灌高度≥1.0m。3.3主塔墩承台施工双壁钢围堰设计与施工：围堰采用圆形双壁钢围堰，外径28m，内径25m，高22m，壁板厚12mm，设置6道环向加劲肋。分6节预制，节高3.5-4.0m，浮运到位后采用"锚碇定位+注水下沉"工艺，着床后进行封底混凝土施工（C30水下混凝土，厚3.0m）。基坑开挖与支护：采用抓斗式挖泥船配合空气吸泥机进行水下开挖，开挖直径30m，深度8.5m。围堰内壁设置12道型钢支撑（双拼I45b工字钢），支撑间距2.5m，安装时预加轴力500kN。承台混凝土施工：承台为哑铃形结构，长32m，宽18m，高4.5m，C40混凝土总量2160m³，分3层浇筑，每层厚1.5m。采用冷却水管降温（φ50mm镀锌钢管，间距1.0m×1.0m），通入20℃循环水，控制内外温差≤25℃。混凝土浇筑完成后覆盖保湿养护，养护期不少于14天，强度达到设计值85%后方可进行后续施工。3.4塔柱施工液压爬模系统：采用ZPM-100型液压爬模，模板面板为18mm厚酚醛覆膜胶合板，背楞采用双拼10号槽钢。爬模系统总重约65t，爬升速度0.6m/h，每次浇筑高度4.5m，设置4层操作平台（层高2.2m）。钢筋工程：塔柱钢筋采用HRB400E级钢筋，最大直径32mm，采用直螺纹连接，丝头加工长度28mm，连接力矩650N·m。钢筋绑扎时设置劲性骨架（[16槽钢组焊），确保钢筋位置偏差≤10mm，保护层厚度偏差±5mm。混凝土工程：采用C50自密实混凝土，坍落度260±20mm，扩展度≥750mm，初始流动度损失≤30mm/h。布料采用串筒（长3m，直径200mm），分层厚度≤500mm，振捣采用φ50mm插入式振捣棒，振捣时间20-30s/点。施工至索塔锚固区时，精确安装斜拉索导管，控制其轴线偏差≤3mm，平面扭转≤2mm。3.5主梁悬臂拼装施工施工挂篮设计：采用菱形挂篮，总重85t，承载能力200t，主桁片采用2[32a槽钢组焊，前移采用液压驱动，行走速度0.5m/min。挂篮设置抗风缆（φ20mm钢丝绳），在风速≥15m/s时进行锚固，锚固力≥300kN。钢混组合梁施工：节段运输：梁段由预制场通过运梁船运输至桥位，采用300t浮吊起吊，起吊角度控制在30°以内。精确定位：通过挂篮上的液压调位系统（X/Y/Z三向调节，精度±2mm）进行梁段定位，采用全站仪实时监测。湿接缝施工：节段间设置30cm宽湿接缝，采用C60无收缩混凝土，内置Φ15.2钢绞线（张拉控制应力1395MPa）。体系转换：按"先边跨合龙→后中跨合龙"顺序进行，合龙段长度2m，采用临时刚性连接+体内外预应力相结合的合龙工艺。3.6斜拉索施工斜拉索安装：斜拉索采用PE防护平行钢丝束，最大长度178m，重约12t，采用"塔端牵引+梁端吊装"工艺安装。索导管内设置导向装置，避免索体与管壁摩擦，安装完成后对索管进行注浆密封（无收缩水泥浆，水灰比0.45）。张拉施工：采用"两端同步张拉"工艺，张拉设备为YCW500型千斤顶（额定张拉力5000kN），油表精度0.4级。张拉顺序按"先中跨后边跨、先长索后短索"原则，分3级张拉（20%→60%→100%设计索力），每级持荷5min。张拉过程中监测塔柱偏位（允许偏差≤15mm）及梁体标高（允许偏差±10mm），实时调整张拉参数。四、施工测量控制4.1测量控制网建立平面控制网采用三等GPS网，布设7个控制点（两岸各3个，水中1个），使用TrimbleS9全站仪按静态相对定位法观测，基线精度≤1mm+1ppm。高程控制网采用二等水准测量，布设9个水准点，使用LeicaLS15电子水准仪，往返测较差≤2√Lmm（L为测段长度，以km计）。4.2施工放样关键技术桩基施工：采用极坐标法放样，使用2"级全站仪，平面位置偏差≤20mm，护筒顶标高偏差±50mm。承台施工：设置4个承台角点控制桩，采用交会法复核，平面位置偏差≤30mm，顶面标高偏差±20mm。塔柱施工：每节段施工前进行三维坐标放样，控制轴线偏差≤5mm，截面尺寸偏差±10mm。主梁施工：每个梁段设置6个监控测点（梁端4点，梁中2点），采用测边交会法观测，平面位置偏差≤10mm，高程偏差±5mm。4.3施工监测系统建立三维变形监测系统：监测频率：基础施工阶段1次/3天，塔柱施工阶段1次/节段，主梁施工阶段1次/2天，大风暴雨后加测。监测内容：塔柱倾斜（精度0.1mm/m）、主梁挠度（精度±1mm）、斜拉索索力（采用磁通量传感器，精度±1%）、基础沉降（精度±0.1mm）。数据处理：采用专业监测软件（MeasureGIS）进行数据处理，当变形超过预警值（设计值的80%）时启动预警机制。五、质量安全环保控制措施5.1质量管理体系组织保障：成立质量管理领导小组，设置专职质检员12人，建立"班组自检→工序互检→专业检查→监理验收"四级质量检查制度。材料控制：主要材料实行"二维码"追溯管理，钢材、水泥、外加剂等进场需提供出厂合格证及第三方检测报告，按规定进行抽样复试（钢材每60t一批，水泥每200t一批）。过程控制：对关键工序（桩基、预应力张拉、钢结构焊接等）实行"首件认可制"，首件验收合格后方可批量施工，施工过程中留存影像资料（每道工序不少于3张照片）。5.2安全生产管理危险源管控：辨识重大危险源12项（水上作业、高空坠落、起重吊装等），编制专项应急预案并组织演练（每季度1次）。安全防护：高空作业设置双层防护栏杆（高度1.2m+0.6m）、安全平网（每隔10m设一道），临边洞口采用工具式盖板（厚度50mm）封闭。设备安全：起重设备安装GPS定位系统及重量限制器，定期进行载荷试验（每半年1次），操作人员持证上岗并进行班前安全技术交底。水上交通安全：施工水域设置助航标志（浮标8个、桥涵标4个），配备2艘警戒船（24小时值班），夜间开启警示灯（红色闪光灯，间隔1.5s）。5.3环境保护措施水环境保护：设置沉淀池（三级，总容积500m³）处理施工废水，排放前检测pH值（6-9）、悬浮物（≤150mg/L）；桩基施工采用泥浆船收集钻渣，严禁直接排入河道。大气污染防治：混凝土搅拌站安装PM10在线监测仪，粉尘排放浓度≤10mg/m³；易扬尘材料（水泥、砂子等）采用密闭罐车运输，堆场设置防尘网（2000目/㎡）覆盖。噪声控制：高噪声设备（破碎机、空压机等）设置隔音棚，昼间噪声≤70dB，夜间≤55dB，确需夜间施工时办理夜间施工许可并公告周边居民。生态保护：在施工区周边设置200m生态保护区，严禁砍伐树木、破坏植被；施工结束后清理临时设施，恢复河道原貌。六、特殊季节施工措施6.1雨季施工措施防雨准备：搅拌站、钢筋加工棚等搭设防雨棚（采用彩钢板，坡度≥5%）；仓库内材料架空存放（高度≥30cm），配备足够数量的排水泵（扬程≥15m，流量≥100m³/h）。混凝土施工：雨天不进行露天混凝土浇筑，确需施工时采取防雨措施（搭设活动雨棚），调整混凝土坍落度（减少20-30mm），适当减小水灰比（降低0.02-0.03）。基坑防护：基坑周边设置排水沟（宽30cm，深40cm）和集水井（50cm×50cm×60cm），配备潜水泵（功率2.2kW）及时排水，边坡覆盖塑料薄膜防雨。6.2台风季施工措施预警机制：与气象部门建立预警联系，提前48小时获取台风信息，当预报风力≥8级时启动防台预案。设备防护：浮吊、打桩船等大型设备提前撤离至避风锚地；施工栈桥设置防风缆（每30m一道），桥面上严禁堆放杂物。人员撤离：台风来临前24小时组织水上作业人员撤离至陆上安全区，切断施工现场临时电源，关闭配电箱。灾后恢复：台风过后对施工设施进行全面检查（结构变形、设备性能等），经专业评估合格后方可恢复施工。6.3冬季施工措施混凝土工程：采用冬季施工配合比（水泥用量增加5%，掺加早强剂），拌合水加热（≤80℃），骨料预热（≥5℃），确保混凝土入模温度≥10℃。钢筋工程：钢筋焊接在室内进行，环境温度低于-5℃时采取预热措施（预热温度150-200℃，持续时间30s），焊接完成后自然冷却至常温。保温措施：混凝土浇筑完成后采用棉被+电热毯覆盖保温，养护期间保证混凝土内部温度≥5℃，强度达到设计值75%前不得受冻。七、施工进度计划保障措施7.1组织保障措施实行项目经理负责制，建立周进度例会制度，及时解决施工中存在的问题。划分施工责任区，将进度目标分解到各作业班组，实行"周考核、月兑现"的奖惩制度。配备足够的专业技术人员（桥梁工程师8人，结构工程师5人，测量工程师3人），确保技术指导到位。7.2资源保障措施资金保障：设立专用账户，确保工程款专款专用，储备3个月的流动资金（约2000万元）应对突发情况。材料保障：主要材料（钢材、水泥、钢绞线等）提前1个月储备，储备量满足2个月施工需求，建立材料价格波动预警机制。设备保障：关键设备（钻机、浮吊、挂篮等）配备备用设备（钻机2台，液压泵4台），易损配件（钻头、液压密封件等）储备量满足1个月更换需求。7.3技术保障措施采用BIM技术进行施工模拟，提前发现并解决施工冲突（如管线碰撞、工序交叉等），减少施工延误。对关键工序采用"四新"技术（新技术、新工艺、新材料、新设备），如桩基施工采用旋挖钻+冲击钻组合工艺，提高成孔效率30%。编制详细的季节性施工措施，确保特殊季节施工连续进行，减少气候因素对进度的影响。7.4应急保障措施制定进度延误应急预案，当关键线路工序延误超过5天时，采取赶工措施