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主要工程项目的施工方案、施工方法
6.1.总体施工方案
6.1.1.钻孔桩施工
在每桥的钻孔桩施工墩设一个固定施工作业平台,全标段计11个。
平台上布置护筒导向架,利用振动打桩机插打钢护筒,在平台上安装一台或两台旋转式钻机,对应的设置两套或一套泥浆处理器,一个泥浆处理罐,用泥浆船运钻渣至岸上按规定进行处理。
在平台上设一台500KN龙门吊,用于吊放钢筋笼、下导管、移钻机等。
用输送泵送混凝土直接入混凝土灌注吊斗、按导管法灌注桩身水下混凝土。
6.1.2.钢管桩内填芯施工
K6+089~K6+469(70+2×
120+70)m和K11+929~K12+369(80+2×
140+80)m连续梁桥的边墩为钢管混凝土斜桩。
钢管内混凝土的填芯,采用在钢套箱组装就位、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,用导管法灌注管内填芯水下混凝土的方法组织施工。
6.1.3.承台施工
承台全部采用钢套箱施工。
根据承台底在低水位时高于海水面的特点,对钻孔灌注桩墩的钢套箱就位和封底混凝土施工,拟采取钻孔桩或钢管混凝土斜桩施工完毕后,将平台上的钻孔设备或打管桩设备全部移走,拆除承台平面尺寸对应的平台构架,低潮时在钻孔桩钢护筒或钢管桩钢管上焊接钢套箱的支撑牛腿,围堰底板与侧板在工厂分块制造,用铁驳运至墩侧,在低水位时,用龙门吊或浮吊分块吊拼,并在低水位时按空气中灌注混凝土方法灌注封底混凝土;
对钢管混凝土桩,钢套箱采取码头驳船上拼桩、整体浮运就位,在低水位时按空气中灌注混凝土的方法灌注封底混凝土。
封底混凝土到达设计要求强度后,切割钢护筒、修整桩头、绑扎钢筋、布置散热管、灌注承台混凝土。
6.1.4.墩身施工
根据本标段三段桥梁布置分散、离岸较远、工程量大、工期紧等特点,墩身施工拟采取三段平行、各段独立、配制相同的原则进行施工。
原设计墩身为预制吊装,考虑墩身结构与承台的整体性能和降低工程造价等因素,墩身拟采取现浇施工。
每桥设置三套主墩模板,一套边墩模板,以先施工左幅、后施工右幅的顺序组织施工。
外模采用优质钢板定型加工;
内模采用组合钢模板,墩身混凝土分2~3次浇筑完成。
6.1.5.箱梁施工
对K6+089~K6+469(70+2×
120+70)m和K11+929~K12+369(80+2×
140+80)m连续梁桥的0#与1#梁段在支架上施工,2#~14#和2#~16#梁段利用挂篮悬臂浇注;
K24+579~K25+079(90+2×
160+90)m连续梁桥的0#段采用在支架上施工,1#段采用在0#段上将两只挂篮连体,利用连体挂篮在T构两端对称悬臂灌注,一次成型,2#~18#梁段利用挂篮悬臂浇注。
每桥采用3对、6只挂篮,按先左幅后右幅的次序同时进行T构的施工。
中跨合拢段直接采用挂篮底模平台和内外模板施工;
边跨直线梁段在支架上施工,边跨合拢段利用挂篮底平台及吊架施工。
合拢次序完全按设计给定的程序进行。
6.1.6.混凝土与材料供应
在三段桥梁的主墩和K24+579~K25+079(90+2×
160+90)m连续梁桥的边墩旁分别设固定平台,在主墩平台上堆放砂石料,设生产能力为50m3/h和25m3/h的混凝土拌合站,采用混凝土输送泵灌注混凝土,边墩混凝土通过边墩至相邻主墩的简易连接栈桥,由主墩拌合站供应并用输送泵灌注混凝土。
材料由岸上码头通过水上运输到平台,材料的提升,主墩下部施工用桅杆吊机,上部施工主墩用塔吊、边墩用摇头扒杆和桅杆式吊机。
6.1.7.箱梁线形控制
为确保箱梁合拢误差符合规范要求和成桥后的线型,在箱梁灌注过程中,将影响箱梁挠度的各因素变化信息输入微机处理,用PCCP程序计算,并及时向设计单位反馈,与设计单位密切合作,共同完成箱梁线形控制。
6.1.8.测量控制
在每桥设置四个固定测量平台,用GPS全球卫星定位仪测设、固点于固定平台上,作为每桥精密的测量控制点和组成全桥导线简易控制网。
对墩位、桩位的定位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。
6.2.主要工程项目的施工方法
6.2.1.钻孔桩施工
6.2.1.1.设计概述
本标段有三联连续预应力箱形梁桥,钻孔桩基础桩径均为2.5m,三桥总计桩数为148根、总桩长15230m、C30水下混凝土计76585m3。
其中K6+089~K6+469(70+2×
120+70)m连续梁桥桩长110.Om,计36根,总长3960.0m,C30水下混凝土19473m3,K11+929~K12+369(80+2×
140+80)m连续梁桥桩长110.0m,计39根,总长4290.0m,C30水下混凝土21057m3,K24+579~K25+079(90+2×
160+90)m连续梁桥桩长分别为100和80m,其中100m长桩57根,计5700m,80m长桩16根,计1280m,C30水下混凝土计36055m3。
6.2.1.2.施工方案
在每桥钻孔灌注桩施工墩均设一个固定的海上施工作业平台,全桥计11个。
横桥向布置成矩形,覆盖整个主墩承台,并向两端延伸,一端设混凝土拌合站,一端设材料堆放场及加工场。
平台主梁用万能杆件组拼,支撑桩用Φ1200×
12钢管,用I32b作分配梁,其上满铺方木与钢板。
边墩平台与主墩平台之间设便桥连接,其主墩平台和边墩平台的结构布置分别见图6-2-1、图6-2-2,便桥结构布置见图6-2-3。
平台上布置护筒导向架,利用振动打桩机插打钢护筒,在K6+089~K6+469(70+2×
140+80)m连续梁桥的主墩平台上各安装一台旋转式钻机,一套泥浆处理设备,一个泥浆处理罐;
在K24+579~K25+079(90+2×
160+90)m连续梁桥的主墩平台上安装两台旋转式钻机,两套泥浆处理设备,一个泥浆处理罐;
在各主墩平台上布置一台500KN龙门吊,用于吊放钢筋笼、移钻机等。
在施工平台上设生产能力为50m3/h和25m3/h的自动计量拌合站,用输送泵输送混凝土直接入混凝土灌注漏斗,用导管法灌注桩身水下混凝土。
160+90)m连续梁桥边墩设一固定钻孔桩施工平台,边墩平台与主墩平台设简易栈桥连接。
平台上布置一台500KN龙门吊机和一台旋转式钻机,一套泥浆处理设备,一个泥浆处理罐以及发电站等设备。
输送泵通过栈桥,由相邻主墩拌合站供混凝土,用输送泵输送混凝土直接入混凝土灌注吊斗、按导管法灌注桩身水下混凝土。
6.2.1.3.施工工艺流程
深水大直径灌注桩施工工艺流程见附篇:
施工组织设计建议书(表5、主要分项工程施工工艺框图-表5.1)。
6.2.1.4.施工方法
6.2.1.4.1.平台施工
钢管桩由卷管机卷制,焊逢均由自动焊机施焊,钢桩帽、托梁及主梁等均在钢结构加工厂加工,所有钢结构制作均需满足规范要求。
万能杆件主梁在500t方驳上按24与20m分节拼装。
钢管桩用打桩船插打,平台用浮吊拼装。
(1)、定位方法
钢管桩的平面位置由一台经纬仪及一台全站仪采用前方交会法控制,当钢管桩未完全嵌固以前,应对其位置连续观察,出现偏位及时纠正。
在确认桩位正确后,开始锤击沉桩,锤击过程应重锤轻打,沉桩控制以高程控制为主。
(2)、桩帽及梁的安装
安装顺序为:
桩帽→托梁→主梁→分配梁。
安装前必须在搁置面上放出安装线,安装线以油漆标出,每道工序均严格控制高程。
吊装机械为浮吊。
6.2.1.4.2.桩护筒的制作
2.5m大直径桩基护筒用δ=20mm的A3钢板卷制,考虑到桩长和倾斜度影响,桩护筒内径加工成Φ=2.7m。
为了保证钢护筒的整体刚度和接口质量,在每节护筒的焊接口处加焊δ=16mm、宽15cm的加强钢带;
护筒底段加焊δ=16mm、宽50cm的加强钢带作刃脚。
护筒焊接采用开坡口双面焊,要求焊逢连续,保证不漏水。
6.2.1.4.3.桩护筒埋设
桩护筒的插打,采取在固定平台上布置悬臂导向架,导向筒为Φ3000×
16,上端固定在"
井"
字形工字钢上,下端联于万能杆件梁下弦杆上。
钢护筒导向架结构布置见图6-2-4。
钢护筒插打采用两次定位法,施工要点为:
(1)、先在桩位处固定好悬臂导向架,中心测量准确定位;
(2)、在平潮时(最高潮或最低潮)将Φ2900×
16钢套筒插入海床,该导筒长20m,靠自重下沉,若下沉偏斜可拔出重插,达到设计对钻孔垂直度的要求;
(3)、在钢套筒内插打使用的钢护筒Φ2700×
20,并振动下沉至设计标高;
(4)、拔除导向架,钢套筒移至下一桩位插打钢护筒。
6.2.1.4.4.设备选型
本标段桥梁桩基所处地层分布为黄色淤泥、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘性土灰砂、砂夹粘性土、砂质粉土、粉细砂等,地质条件简单,设计选择灰-灰黄色粉细砂作为桩基持力层。
根据地质条件及钻机性能、拟选用郑州探矿机械厂生产的KP-3000钻机和武汉大桥局桥机厂生产的QJ-250、BDM-3000等钻机可以满足,配20m3/h空压机气举反循环排碴,优质膨润土泥浆护壁。
钻头采用刮刀钻头,配北京煤炭科研院井建所生产的D862型耐磨焊条,直流焊机。
6.2.1.4.5.泥浆拌制
选用优质的膨润土加入CMC、聚丙稀酸胺、生物聚合物、纯硷等添加剂配制高质量的复合泥浆,其配比经试验室试验确定。
泥浆指标应达到相对密度1.05~1.15,粘度16~22s,PH值大于6.5,含砂率小于4%,胶体率大于95%,失水率小于20ml/30min,泥皮厚小于3mm,静切力1~2.5Pa。
当粘性指数大于15,浮渣能满足施工要求时,可利用孔内原土自行造浆护壁。
施工中决不允许向孔内直接投入块状土护壁,也严禁使用海水拌制泥浆。
6.2.1.4.6.泥浆循环与排渣
为对施工水域的环境保护负责,施工时按国家规定严禁向海域排放泥浆和钻渣,120m和140m跨桥梁主墩平台布置一台钻机,拟用一台BE-250型泥浆处理机,BE-25型泥浆处理器总功率为6.2KW,泥浆处理能力为250m3/h。
BE-250型泥浆处理器主要由高频振动筛、泥浆泵和旋流除砂器组成,见图6-2-5所示。
图6-2-5
BE-250泥浆处理器示意图
160m跨桥梁主墩布置两台钻机,为了减少BE-250型泥浆处理器的投入,拟充分利用护筒及自制的泥浆罐,配制一台德国产的BE-250型泥浆处理机形成泥浆循环与排渣系统。
泥浆循环及处理系统见图6-2-6。
回浆池与钻孔之间由联通管连接,储浆池用以储存泥浆、控制潮涨潮落时钻孔内泥浆水头高度。
泥浆与钻渣由钻机反循环到泥浆罐,在泥浆罐内经两次沉淀、过滤后返回护筒泥浆池,再经联通管到达钻孔内,形成泥浆系统。
当泥浆罐内沉渣占泥浆罐容积的70%左右时,利用钻机接杆的停钻时间排渣,钻渣通过漏槽流到泥浆船再运至指定地点统一处理防止污染和淤积河道。
钻渣排放完毕关上闸门,再抽满泥浆可继续钻进。
图6-2-6
涡流泥浆循环及处理示意图
6.2.1.4.7.钻孔
6.2.1.4.7.1.钻机安装就位
钢护筒施工完毕后,用浮吊吊装钻机就位。
钻机下铺垫型钢以保证钻机在钻孔过程中不产生倾斜和移位。
钻机就位后其底座应平稳、水平,钻架垂直,且保证钻机顶部的起重滑轮槽、钻头、桩位中心在同一铅垂线上,以保证钻孔垂直度。
孔口处钻杆中心与桩位中心水平偏差不得大于5cm。
6.2.1.4.7.2.钻进成孔
开钻时以低档慢速反循环钻进,钻进时根据地质资料掌握土层变化,及时捞取钻渣取样,判断土层,记入监理工程师提供的专用记录表,并与地质资料核对。
根据核对判断的土层调整钻机的转速和钻孔进尺。
钻进时连续进行,不随意中途停钻。
孔内水头始终保持在海水面以上2m,加强护壁,防止塌孔。
升降钻头时应平稳
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