湘桂铁路扩能改造工程深水桥梁基础施工Word文档格式.docx
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施工方案的制定是和工期要求紧密结合的,针对不同的合同工期要求,我们结合经济成本可以制定不同的施工方案;
同时根据我们前期进场后掌握的现场资料,对于不同的水文地质情况,也要有针对性地进行不同地施工方案设计。
因此我们要把工期和现场实际情况紧密结合起来,制定出既能满足工期要求,同时又要符合现场情况、经济成本最低。
但目前国家大型铁路建设一般工期要求比较紧,通常是要求在一个枯水季节完成下部结构施工。
在这种情况下,我们要以工期为中心,展开施工组织方案的设计。
2.总体施工方案的制定
按在一个枯水季节完成下部结构施工展开总体施工方案的制定。
2.1.作业平台及运输、吊装方式
2.1.1.不通航内陆湖泊
当水深不深、水中墩不多时,可直接采用填砂筑岛作为钻孔施工平台,各墩直接填砂拉通作为运输通道。
下部结构施工可采用汽车吊,上部梁体吊装可以采用汽车吊;
当主跨不能拉通时可采用塔式起重机进行吊装。
2.1.2.通航运河
在这种情况一般河道不宽,水深适中,水位比较稳定。
通常设计为低桩承台,基坑开挖较深。
此时要保证通航,航道是不容许占用,也不容许筑岛施工的。
我们可采用施工栈桥和钻孔桩施工平台的方案,至于运输和吊装方式,如果航道容许,我们可采用船舶运输、浮吊吊装;
也可以用施工栈桥将主墩与两岸(通航航道是保留的)拉通,与施工便道连接,此时如不采用船舶运输、浮吊吊装的方式,施工栈桥应满足运输和吊装的承载要求。
2.1.3.航道河流
此时水深较深,对于航道两侧深水处的主墩,一般要采用钢结构施工平台和施工栈桥。
同时作业平台和运输通道的设计均要考虑汛期的影响。
对于处于漫滩处的墩台,当上部结构为简支梁,同时也可以在一个枯水期能完成下部结构施工的,为节约施工成本考虑,可以采用填砂筑岛的方案。
当两岸均能满足大型运输船舶和浮吊通航和停靠的要求,可采用船舶运输、浮吊吊装及两岸修建码头的方案,施工栈桥只作为小型机具及施工人员的通行通道。
否则,施工栈桥就应满足重载运输及吊装的要求。
2.1.4.其他事项
当进行筑岛施工时,填料要用砂土填筑,在材料匮乏的情况下也得要细粒土填筑;
承担上部梁体施工运输的栈桥,要满足防汛的要求;
当覆盖层不厚的情况下,钻孔桩钢护筒尽量打至基岩面,以减小塌孔风险;
当钢护筒底口未达到基岩面时,不宜利用其作为钻孔平台的支撑;
有防汛要求的栈桥应尽量增大跨度,减少钢管支墩;
深水作业平台除应满足钻孔桩作业要求外,还应综合考虑后续围堰施工的需要。
2.2.围堰
2.2.1.围堰类型的选择
围堰的形式有很多,我们可以根据实际情况进行选择。
当筑岛施工时,可采用钢筋混凝土围堰、钢板桩围堰等;
当处于深水区时,高桩承台可采用单壁钢吊箱;
低桩承台可采用双壁钢套箱;
根据我们的施工经验,当围堰内开挖为10m左右时,都可以采用拉森Ⅵ型钢板桩进行围堰施工,当然需在钢板桩内侧进行加固。
2..2.2.其他事项
当覆盖层为较厚的黏性土层时不宜用套箱围堰,可用钢板桩围堰;
无能采用何种形式的围堰,当筑岛时一定要用沙土填筑;
当承台处在基岩层中,要于设计院沟通,尽量将其提高到基岩以上2-3m,以便于围堰下沉施工;
在航道部门同意的前提下,同设计院沟通,尽量减小承台埋深,以减小施工难度;
3.工程事例之一:
长荆铁路汉江特大桥
3.1.设计情况
长荆铁路汉江特大桥,全长3968.64m米,其中主桥长413.2m,为五跨(56m+3×
100m+56m)预应力钢筋砼连续箱梁结构。
有11墩处于汉江河道内,长年有水,水深在3.0m~18m之间。
其中主桥59#、60#、61#三个墩位于深水中。
3.2.施工场地布置及施工机具、设备
3.2.1.施工作业平台的布置
钟祥汉江特大59#、60#、61#主墩位于深水中。
在59#、60#墩位搭设钢管钻孔平台进行钻孔施工以钢套箱、钢吊箱作围堰施工承台及墩身;
在61#墩位筑岛作为钻孔作业平台,进行钻孔施工以薄壁钢筋砼沉井作围堰施工承台、墩身。
3.2.2.施工栈桥
58#~59#墩跨间为汉江通航航道,在59#墩~70#墩间修建施工栈桥与西岸连通。
栈桥靠墩位上游10m。
施工用电力线、砼输送管道、施工人员及小型机具由栈桥上通过。
3.2.3.钻孔泥浆循环系统
59#墩、60#墩钻孔作业在钻孔作业平台上进行,泥浆循环系统是利用6根钻孔桩的钢护筒,用泥浆导流槽将各护筒相互间连通,钻孔平台上的沉碴池与护筒连通。
护筒起到储浆池及泥浆二次沉淀池的作用。
61#墩钻孔作业平台是填筑的砂岛,在岛上游方向用编织袋及粘土构筑泥浆储浆池及沉碴池,经泥浆导流沟,通过泥浆管与钻机和护筒内泥浆相通,设沉碴池和储浆池各1个。
3.2.4.水上起吊及运输
59#、60#、61#主墩在水中施工有大量的起重作业,以及材料、机具的运输作业,施工中采用以六七式铁路舟桥器材为主组成的起吊、运输系统。
对水上小型材料、机具的吊装作业,配备两台水上30t动臂吊机(简称“浮吊”);
对59#、60#墩钢吊箱、钢套箱的吊装作业,配备一台水上250t龙门吊机。
图示见(图二)水上龙门吊布置图。
水上运输有一艘由两只全形舟和一艘型号993的机动舟组成运输平台,以及两艘机动驳船。
一只全形舟由三个标准舟节和一个分水节纵向连接而成。
水上200t龙门吊由六四式军用梁作龙门吊吊梁,八五式军用墩作龙门吊塔架,标准梁节将十六只标准舟节联结成一刚性浮动基础,起吊系统由5t卷扬机及走12的滑车组组成。
3.2.5.施工码头
本桥共设施工码头三个。
3.3.方案选择
深水施工可以采用导向船作水中浮动平台,利用拖轮、驳船、浮吊进行施工,也可采用施工栈桥的方案,将深水墩与河岸连接。
前者使用的机械设备多,受天气影响大,施工辅助时间长,成本较高,在两岸须设水上起重码头。
采用施工栈桥方案,变水为岸施工水中墩,则要求栈桥具有较大的承载力,满足起吊及运输设备的行驶,方能确保工程需要。
施工栈桥方案必须满足承载50t以上的承荷能力,施工栈桥的成本也较高。
经过方案比选,决定将两个方案结合起来,发挥两者优势。
架设轻型施工栈桥运输小型材料、机具,以及满足砼输送导管及电缆线铺设到深水墩。
利用机动舟、驳船、浮吊、龙门吊进行水中大型机具设备的吊、运作业。
小型机具及砼的输送在施工栈桥上进行,对施工栈桥的承载力要求在15t左右即可。
3.3.栈桥方案及施工
栈桥基础为直径800mm的钢管,桩长在15m~24m之间,墩间跨距10m~11m之间。
每个墩有两根钢管桩并排,水面上部以型钢焊成一体,墩项以两片I30工字钢横向联结作分配梁。
分配梁上架设六根I50工字钢作施工栈桥梁。
沿桥纵向,每隔1.5m~2m用2[10槽钢将两排扣轨横向联结。
施工栈桥两侧用ø
48mm钢管设防护栏杆。
栈桥钢管桩基础在用标准舟节拼装的浮动平台上的导向架内定位,浮吊吊住DZ-40振击入河床至设计深度。
图示见(图三)施工栈桥图。
3.5.钻孔平台
方案选择
一种方案是利用六根直径2.4m的钢护筒作平台支撑桩,在护筒上焊接牛脚,然后以万能杆件桁架或其它型钢作平台。
另一种方案是钻孔平台的支撑桩不利用钢护筒而另外打设,平台与钢护筒彼此独立。
第一种方案省去了另外打设钻孔平台支撑桩的工程量,降低了成本,加快了工程进度。
但该方案存在两点不足,一是护筒定位精度较难控制。
钢护筒在浮动的全形舟拼装的平台上定位打设,船只易随波晃动,定位精确度难以达到要求;
二是在钻孔作业过程中,必须确保不塌孔,护筒不沉陷,否则引起倾斜,难以纠正,甚至造成事故。
第二种方案将钢护筒与钻孔平台彼此独立开来,增加了钻孔平台支撑桩的定位打设工作量,其优点是钢护筒定位及打设在平台上进行,作业面开阔,定位精确;
钢护筒与平台分开,钻孔对平台的振动力不会传递钢护筒上,对孔壁稳定有益;
该桥处覆盖层地质松散,不紧密,易塌孔,若塌孔严重会引起钢护筒沉陷和偏移,不会对钻孔平台产生影响。
钢护筒之间互相以型钢联结,以增强其整体性。
本桥选取第二种钻孔平台方案。
钻孔平台施工
钻孔平台支撑桩采用12根直径1.1m的钢管,钢管由12mm厚钢板卷制焊接而成。
在全形舟桥组成的浮动平台上以导向框架定位,用DZ-90振动锤打入河床。
用I56工字钢纵横布置在支撑桩上作平台,工字钢与支撑桩间焊接牢固,工字钢之间焊接扣钣栓结,并焊斜撑进行加固。
工字钢梁的布置形式,考虑钻机走行轨沿工字钢梁行走,另外,在平台尺寸的设计时,既要满足钻孔施工作业空间,又要考虑浮吊吊装吊距、水上龙门吊的跨距,并尽量缩减对主航道的侵占。
平台工字钢梁除六个钻孔桩孔位外,皆满铺木枕铺面,平台周围设立栏杆,挂安全网。
图示见(图四)钻孔桩作业平台布置图。
3.6.钻孔施工
3.6.1.护筒的施工
钻孔桩钢护筒由厚度14mm的钢板卷制成直径2.4m的园筒焊接而成,根据浮吊的起重能力、吊钩高度、钻孔平台高度等,确定每节钢护筒长度不超过10m。
钢护筒的施工步骤:
(1)安放导向框架
在平台上下放钢护筒导向框架。
导向框架底部插入河床3m,上部以加工的定位框固定在平台上。
导向框架垂直度和平面位置要满足施工规范允许的要求;
(2)接长钢护筒
每节钢护筒长度不超过10m,全护筒一般由2~3节对接焊接而成。
将第一节钢护筒用浮吊吊入导向框内,钢护筒沿导向框内壁放下。
护筒上口放至距导向框上部0.4m时,在护筒侧壁上焊接牛腿,使护筒担在导向框框架上,浮吊松钩。
吊装第二节钢护筒,两节护筒对位好后,进行焊接接长。
浮吊稍稍吊起钢护筒,将第一节钢护筒上的牛脚用氧气-乙炔切割掉,再将接长的钢护筒下放,若需再接长,同上步骤,接长至设计长度后,将钢护筒下放至河床上;
(3)调整钢护筒位置
接长钢护筒并下放到位后,用经纬仪从两个垂直角度方向观察是否符合施工规范要求,用浮吊、倒链等对钢护筒位置进行调整。
(4)振入钢护筒
将DZ-90振动锤将钢护筒振入河床内,至设计深度。
在振入过程中,两台径纬仪从两垂直角度方向分别观察钢护筒,确保其倾斜度符合规范要求。
发现异常现象,立即停止振入,检查原因,采取有效措施;
(5)辅助振入钢护筒至设计深度
本桥主墩处河床覆盖层表层为细砂层,下层为圆砾层,基岩为泥质砂岩。
因砂层、圆砾层松散、易坍塌、透水性强,所以钢护筒须尽量穿入覆盖层较深。
为减少钢护筒振入河床内时所遇阻力,当钢护筒振入到河床中12米左右后,用空气吸泥机(进泥管口内径150mm)将钢护筒内细砂、小砾石吸出,然后用振动锤将钢护筒往下振入。
3.6.2.泥浆循环系统及泥浆调配
钻孔设备
(1)覆盖层钻孔设备:
在覆盖层内钻孔采用上海探矿机械厂GPF2000型泵吸反循环旋转钻机。
(2)岩层钻孔设备:
钻岩时改用XF-3型转盘式气举反循环钻机,钻头采用牙轮钻头。
3.6.3.钻孔施工
(1)覆盖层钻孔施工
根据桥墩位处地质条件及钻孔设备的选择情况,松散的细砂层、圆砾层采用GPF-2
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