永武高速公路深水橋施工技術(shù)

1、永武高速公路深水橋施工技術(shù)一、項(xiàng)目概況永武高速公路有近60公里北繞柘林湖，多次跨越柘林湖庫(kù)叉，全線橋梁總長(zhǎng)18.9KM/95座，橋梁比例16.33%;樁基水超過20米的深水橋梁有5座，其中：南山一橋、巾口大橋、紅巖潭大橋的最大水深近30米，是我國(guó)內(nèi)河橋梁建設(shè)基礎(chǔ)施工水深最深的橋梁工程。這三座深水橋均為40米預(yù)應(yīng)力硅T梁，具體簡(jiǎn)況如下表:項(xiàng)目南山一橋巾口大橋紅巖潭大橋小計(jì)橋長(zhǎng)（m）9697698092547重型鋼棧橋長(zhǎng)（m）8605207592139深水平臺(tái)（個(gè)）20141852鋼棧橋用鋼（t）2600190025007000鋼護(hù)筒用鋼（t）1600110016004300鋼平臺(tái)用鋼（t）290

2、0200035008400臨建總用鋼（t）71005000760019700三座深水橋于2009年8月份開工，2010年12月完成了橋梁下部構(gòu)造。深水樁基在施工過程中，大都遇到了斜巖、孤石、裂隙、溶洞、堅(jiān)石等一種或多種情況，穿孔、漏漿、塌孔、平臺(tái)和護(hù)筒下沉、卡鉆等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，需要潛水員全程配合，樁基施工難度之大、工效之低、投入之大，都比預(yù)想的要困難得多。二、工程設(shè)計(jì)和施工方案的確定在橋位選定和施工方案的確定上，項(xiàng)目辦提前介入、全過程參與,及時(shí)調(diào)整與優(yōu)化。1、橋位的選定南山一橋、巾口大橋設(shè)計(jì)單位提出了二個(gè)方案，其中二方案（即綠線方案）采用橋梁將兩岸島嶼直接連起來，線形較為順直，專家一致推薦，但

3、有一座長(zhǎng)2KM的深水橋梁，基礎(chǔ)水深達(dá)35m；一方案（即紅線方案）沿山邊布線，平面線形略差，但將特長(zhǎng)深水橋梁分成三座橋梁跨越，且最大水深要淺5m。鑒于旅游高速公路的特點(diǎn)，綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和施工工期、難度等因素，經(jīng)與專家深入溝通，最終采用了路線一方案，為工程施工爭(zhēng)取有利條件。紅巖潭大橋設(shè)計(jì)單位也提出了二個(gè)方案，經(jīng)與當(dāng)?shù)卮迕駵贤?，發(fā)現(xiàn)二方案要跨越一個(gè)深水泥潭（紅巖潭因此而得名），故采用了一方案，橋長(zhǎng)相近，但湖底條件相對(duì)較好。2、施工方案的確定為保證后期施工的順利進(jìn)行，項(xiàng)目辦未雨綢繆，2009年3月，在設(shè)計(jì)單位擬定初步設(shè)計(jì)方案后，項(xiàng)目辦即組織國(guó)內(nèi)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的深水橋?qū)＜覍?duì)三座深水橋的施工方案開展技

4、術(shù)論證，為項(xiàng)目施工招標(biāo)和施工圖設(shè)計(jì)提供咨詢意見；施工單位進(jìn)場(chǎng)后，2009年8月8日,項(xiàng)目辦再次組織專家對(duì)深水橋?qū)嵤┓桨高M(jìn)一步論證，以指導(dǎo)深水橋梁的實(shí)施，將原承包人擬采用的組合駁+鉆孔平臺(tái)并周轉(zhuǎn)一次的方案調(diào)整為通長(zhǎng)重型鋼棧橋+全平臺(tái)的方案；實(shí)施過程中，項(xiàng)目辦成立專門的工作小組，對(duì)深水橋梁的施工進(jìn)行全程跟蹤，提供全面的技術(shù)、協(xié)調(diào)和資源的支持，為深水橋的順利施工提供了強(qiáng)有力的保證。三、鋼便橋及鋼平臺(tái)的搭設(shè)柘林湖是由人工筑壩形成的人工湖，南山一橋橋址處于大傾角半山腰、紅巖潭大橋處于魯溪河原河道，陡斜坡、孤石、裸巖、溶洞遍布，水下地形起伏不平、覆蓋層淺甚至無覆蓋層，鋼棧橋、鋼平臺(tái)施工及鋼護(hù)筒沉放難度大、

5、穩(wěn)定性差。經(jīng)過試樁，采用90T振動(dòng)錘插打720、820鋼管樁，鋼管樁插入深度一般為2.04.0米，最小深度為0米。為確保穩(wěn)定，棧橋按3mx3m間距布置2X2根鋼管樁，高位剪刀撐固結(jié)，形成穩(wěn)固的小“板凳樁”；平臺(tái)按順橋向間距3.55米、垂直橋向間距911.5米不等布置4X4根鋼管樁，高位剪刀撐固結(jié)，形成穩(wěn)固的大“板凳樁”。平臺(tái)與棧橋聯(lián)結(jié)，確保整體穩(wěn)定性。鋼管樁上搭工字鋼墊梁、鋪貝雷片、分配梁、橋面板等構(gòu)成橋面系，棧橋面寬6米，平臺(tái)為15米X30米。裸巖及孤石處基礎(chǔ)：先將鋼管樁垂直下放到位，潛水員用袋裝砼將樁底堆碼固結(jié)做基座，再剪刀撐加固。紅巖潭大橋4#平臺(tái)有根鋼管樁正處于一塊較大的孤石（利用潛水

6、員探摸），在該預(yù)定樁位旁邊先插打入一根鋼管樁，然后再施工該鋼管樁，兩根鋼管樁連接，相互幫扶，以保穩(wěn)定。類似情況，三座深水橋有近二十處之多。斜陡坡巖地段基礎(chǔ)：在南山一橋和紅巖潭大橋多處墩位于坡度較大的陡斜坡裸巖地段，坡度4050左右。為此，先下潛水員進(jìn)行小范圍的水下爆破，鑿平巖面，使鋼管樁有穩(wěn)固的著床位置，再用浮吊將鋼管樁逐一垂直下放至預(yù)定位置，履帶吊配合固定，并逐一互相聯(lián)結(jié)形成小“板凳”，進(jìn)而相互聯(lián)結(jié)成大“板凳”，確保穩(wěn)定。四、鋼護(hù)筒的安設(shè)紅巖潭大橋中段和巾口大橋，地層上部多為透水的圓礫、卵石、塊石等，采用120T振動(dòng)錘插打鋼護(hù)筒，插入深度一般為2.03.0米，但往往鋼護(hù)筒底部漏水。故先上沖擊

7、鉆加大沖擊35米至中風(fēng)化，然后振動(dòng)錘跟進(jìn)，二次插打鋼護(hù)筒。插打好的鋼護(hù)筒與施工平臺(tái)焊接，進(jìn)一步確保穩(wěn)定。鋼護(hù)筒跟進(jìn)之后，仍漏水嚴(yán)重的，就下潛水員，在鋼護(hù)筒內(nèi)外水下灌注砼的方式對(duì)該樁位進(jìn)行密封處理。南山一橋大部分和紅巖潭大橋起終點(diǎn)段位于斜坡裸巖上，因鋼護(hù)筒底不在同一水平面上，高差達(dá)23米，無法下放。首先，安排潛水員對(duì)所在的位置進(jìn)行水下爆破，炸平位置；如效果不佳，則在樁位處安排鉆機(jī)空打，適當(dāng)?shù)募哟筱@機(jī)錘頭直徑，把高差過大的部分徹底打平，并繼續(xù)下打2米左右，將鋼護(hù)筒象栽樹一下“栽”進(jìn)去，鋼護(hù)筒內(nèi)外灌注砼密封處理。五、深水巖溶樁基施工因設(shè)計(jì)未逐樁鉆探，進(jìn)場(chǎng)施工后發(fā)現(xiàn)深水橋有大量樁基均有溶洞、裂隙等不良

8、地質(zhì)，與設(shè)計(jì)文件出入較大。為此，項(xiàng)目辦要求承包人對(duì)三座深水橋梁進(jìn)行逐樁超前地質(zhì)補(bǔ)鉆，通過鉆探發(fā)現(xiàn)南山一橋、紅巖潭大橋不良地質(zhì)發(fā)育，紅巖潭大橋有50根樁、南山一橋有26根溶洞較發(fā)育、并有多根樁基有溶洞串，水中最大處溶洞達(dá)到14.3米（紅巖潭大橋18#墩右1孔），岸上最大處溶洞達(dá)到17.1米（紅巖潭大橋19#右1孔）。另外，三座深水橋均地處武寧系礫巖，巖石強(qiáng)度達(dá)到60MP以上，鉆孔工效很低。對(duì)溶洞無填充物的樁基礎(chǔ)采用拋填片石及粘土方法處理。對(duì)有填充物溶洞的樁基礎(chǔ)，視洞內(nèi)填充物和充填情況處理。當(dāng)溶洞內(nèi)空間較大時(shí)采用拋填片石及粘土方法處理；當(dāng)溶洞內(nèi)填充物較密實(shí)、基本填滿時(shí)適當(dāng)提高泥漿比重即可。關(guān)鍵是要

9、根據(jù)超前地質(zhì)鉆探情況，備足相應(yīng)的片石和粘土，并密切注意孔內(nèi)水頭變化，及時(shí)造漿和回填，以穩(wěn)住孔內(nèi)水頭。逐樁超前地質(zhì)勘探，不能以點(diǎn)反映出整個(gè)樁位的真實(shí)情況，由于溶洞位置、容量的不確定性，給樁基施工帶來了很大的難度。如紅巖潭大橋12#左-1、17#左-0、17#左-1樁基施工時(shí)，在地勘報(bào)告無溶洞處，卻遭遇較大溶洞，瞬間護(hù)筒內(nèi)水位急降十余米，造成孔內(nèi)外的水壓力差急劇變化、補(bǔ)水不及，14mm厚鋼板卷制的鋼護(hù)筒被瞬間擠壓變形。事后由潛水員下水割除變形鋼護(hù)筒，重新加工護(hù)筒下放，并水下砼密封。深水橋施工中最困難就是紅巖潭大橋19#右-1樁的探頭巖處理，該樁位于湖岸邊的陡崖上，樁徑2米，樁身1/3于岸上，2/3

10、于水中，且經(jīng)過潛水員的水下探摸，確定該樁位正處于山體突出的探頭巖上，巖石厚9.3米，向內(nèi)凹陷4.5米，懸空6.5米，再下為45%陡坡，無法搭設(shè)工作平臺(tái)。經(jīng)研究，在探頭巖上加大面積現(xiàn)澆樁基工作平臺(tái)（平臺(tái)以嵌巖樁相連），確保鉆機(jī)就位。打穿該突出巖體后，再下鋼護(hù)筒，在鋼護(hù)筒底澆筑水下砼密封處理，該樁施工前后歷時(shí)3個(gè)多月。六、施工環(huán)保措施本項(xiàng)目位于著名的廬山西海風(fēng)景區(qū)，柘林湖水屬國(guó)家一級(jí)水質(zhì)、為南昌市未來備用水源地，水域中生存有大量的現(xiàn)代桃花水母，是全國(guó)最大的桃花水母繁衍地，其中巾口大橋、紅巖潭大橋區(qū)域均為專供出口的水產(chǎn)養(yǎng)殖基地，水環(huán)境極為敏感、環(huán)保要求很高。為了確保一湖清水不受污染，橋梁建設(shè)在環(huán)保文明施工、污染防治上狠下功夫，在加強(qiáng)宣傳教育的同時(shí)，采取了多種切實(shí)可行的措施，取得了明顯的效果。如沖擊鉆鉆孔施工時(shí)，對(duì)于淺覆蓋層和裸巖樁位采用清水鉆工藝，其余樁位采用泥漿循環(huán)工藝，但不摻加任何化學(xué)物質(zhì)；