金塘大橋主通航孔索塔基礎(chǔ)承臺施工方案118

1、舟山大陸連島工程省部技術(shù)專家組第一次工作會議會議材料之金塘大橋主通航孔橋索塔基礎(chǔ)、承臺施工方案簡介浙江省舟山連島工程建設(shè)指揮部二OO五年十一月目錄一、工程概況 2二、施工總平面布置 4三、主要設(shè)備配置 7四、主墩施工平臺設(shè)計 9五、邊墩、輔助墩施工平臺設(shè)計 17六、鉆孔樁施工 20七、主墩鋼吊箱設(shè)計與施工 21八、主墩鋼吊箱混凝土封底 27九、主墩承臺、塔座施工 27十、輔助墩、過渡墩施工 27一、工程概況1、工程簡介金塘大橋連接金塘島與寧波市，是舟山大陸連島工程的第五座跨海特大橋，起于金塘島上雄鵝嘴，接西堠門大橋，經(jīng)化成寺水庫、茅嶺、瀝港水道和灰鱉洋海域，止于寧波鎮(zhèn)海老海塘，接寧波連接線，長

2、26.54km。其中：金塘側(cè)接線長5.511 km,金塘側(cè)引橋長0.907km，跨海大橋長18.415km，鎮(zhèn)海側(cè)引橋長1.667km。主通航孔橋-A合同段里程樁號為：K33+115K34+325，從金塘側(cè)起依次為D1#邊墩、D2#輔助墩和D3#主墩，鎮(zhèn)海側(cè)依次為D4#主墩、D5#輔助墩和D6#邊墩，橋跨布置為：77m+218m+620m+218m+77m=1210m。、主要工程內(nèi)容工程主要內(nèi)容包括：輔助墩、過渡墩、主塔的基礎(chǔ)、承臺及其附屬設(shè)施（包括主橋防撞設(shè)施）施工，輔助墩和過渡墩墩柱施工。D3索塔基礎(chǔ)采用48根2.53.0m變截面鉆孔灌注樁，D4索塔基礎(chǔ)采用42根2.53.0m變截面鉆孔灌

3、注樁，樁長分別為117m和110m。承臺采用實體鋼筋混凝土圓端形構(gòu)造，平面尺寸D3為63.2834.02m、D4為56.7834.02m，厚6.5m，承臺上設(shè)厚2.5m的塔座，封底混凝土厚2m。過渡墩、輔助墩承臺下均設(shè)10根2.53.0m變截面鉆孔灌注樁，樁長109.2m 至116.2m不等。承臺采用實體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墩身采用分離式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。3、主要工程量混凝土：13.14萬m3、普通鋼筋：1.30萬t、環(huán)氧鋼筋：0.42.萬t、鋼材：1.42萬t、擠壓套筒：29萬個。4、工期合同工期12個月。在12個月的工期內(nèi)完成上述工作，任務(wù)十分艱巨。5、施工作業(yè)天數(shù)分析根據(jù)業(yè)主提供的氣象、水文資

4、料，綜合考慮臺風(fēng)、雷暴、大風(fēng)、霧日、波浪及潮流等因素的影響，施工現(xiàn)場年有效作業(yè)天數(shù)為272天，平均每月有效作業(yè)天數(shù)為22.5天。說明：大風(fēng)、霧日、波浪及潮流等因素對材料的運輸、起重船的吊裝等影響較大，對平臺上鉆機成孔施工影響較小，因此鉆機成孔部分工作的有效作業(yè)天數(shù)可適當(dāng)增加。圖1 金塘大橋總體布置圖二、施工總平面布置1、項目部駐地A標項目部設(shè)在金塘島，占地面積11000m2（100m110m），具體位置由業(yè)主指定，項目經(jīng)理部職工約600人。金塘大橋項目部駐地金塘大橋項目部駐地圖2 項目部駐地位置圖圖3 項目部平面位置示意圖2、施工用電方案本工程供電系統(tǒng)分為陸上供電和水上供電二部分。）水上供電系

5、統(tǒng)配置本工程施工現(xiàn)場距離海岸較遠，通過海底電纜供電的安全性得不到保證，綜合分析后決定采用柴油發(fā)電機組建立電站分別供電。利用發(fā)電機組建立個發(fā)電站：在墩建立電站，供墩所有的用電負荷（除自帶電源的設(shè)備外）；在墩建立電站，供墩所有的用電負荷；在、墩建立電站，供、墩所有的用電負荷；在、墩建立電站，供、墩所有的用電負荷。圖水上供電系統(tǒng)平面布置圖2）陸上供電系統(tǒng)配置陸上生產(chǎn)、生活和辦公區(qū)用電由1臺400kVA箱式變壓器提供。在變壓器附近設(shè)1臺250kW備用發(fā)電機組，為生產(chǎn)、生活和辦公區(qū)提供臨時應(yīng)急電力。3、臨時碼頭在金塘島業(yè)主指定的岸線范圍內(nèi)建設(shè)1座臨時材料碼頭，碼頭長72m、寬15m，采用鋼管樁基礎(chǔ)，碼頭

6、通過棧橋與海岸連接。碼頭上配備1臺25t克令吊機，施工期間，鋼筋、勁性骨架、模板及小型設(shè)備等均由此裝船運至施工現(xiàn)場。臨時碼頭的結(jié)構(gòu)形式詳見臨時工程設(shè)計文件。4、施工現(xiàn)場平面布置現(xiàn)場共六個工程墩，輔、邊墩施工平臺通過棧橋連成整體。二主墩間保留不小于220m的通航寬度。三、主要設(shè)備配置為確保工程高質(zhì)量按期完工，根據(jù)施工區(qū)域內(nèi)水文、地質(zhì)及氣象條件，我局將利用自身水上的施工優(yōu)勢，調(diào)用適應(yīng)寬敞海域水深流急條件下的大型船機設(shè)備投入到本工程中，船機設(shè)備根據(jù)施工進度計劃分批進場，主要的大型船機設(shè)備配備如下：1、航工樁7#打樁船航工樁7#打樁船為二航局自有，該船配備有GPS打樁定位儀、沉樁最大直徑達1.6m，可

7、以滿足本工程需要。 2、ICE V360型振動錘該型號振動錘具有超大激振力，采用兩臺并聯(lián)配置可以滿足本工程大直徑、超長鋼護筒的沉放要求，該振動錘為我局自有設(shè)備。3、鉆機采用ZSD300、KP3500等具有“超大提升能力、超長鉆深”特點的鉆機。4、1200t起重船1200t起重船主要用于主墩鋼吊箱的整體吊裝作業(yè)。5、500t起重船500t起重船為我局自有，可投入到本工程施工，主要用于鋼護筒沉放等起重作業(yè)。6、300t起重船300t全旋轉(zhuǎn)起重船正在我局杭州灣大橋使用，可投入到本工程施工，主要用于鋼護筒沉放等起重作業(yè)。7、150t起重船150t全旋轉(zhuǎn)起重船正在我局杭州灣大橋使用，可投入到本工程施工，

8、主要用于鋼護筒沉放、鋼套箱拼裝等起重作業(yè)。8、80t起重船80t全旋轉(zhuǎn)起重船在我局蘇通大橋工作已接近尾聲，可投入到本工程中用于鋼護筒沉放、鋼套箱拼裝等起重作業(yè)。9、混凝土攪拌站在D3#、D4#主墩分別建1座攪拌站平臺，平臺尺寸為43m45m（41m45m），每座平臺配備2臺75m3/h攪拌站，為主墩鉆孔樁及承臺提供混凝土。固定式攪拌站平臺受自然因素的影響較小，可有效地保證施工作業(yè)。10、混凝土攪拌船1602、1603混凝土攪拌船是我局自行建造的大型混凝土攪拌船，每艘攪拌船可自備1250m3混凝土材料，每艘船的混凝土額定攪拌強度為160m3/h。擬先投入1艘攪拌船為邊墩、輔墩提供混凝土，在主墩吊

9、箱封底及承臺混凝土澆注時可將2艘船同時投入使用。、動臂式塔吊每座主墩配備臺型動臂式塔吊，該塔吊起重力矩，吊幅內(nèi)起重量達、吊幅處可吊重，主要用于主墩平臺的平聯(lián)安裝、鋼筋籠吊放等作業(yè)。、平臂式塔吊平臂式塔吊以內(nèi)吊重，處可吊重，用于邊墩、輔助墩施工。13、模板系統(tǒng)為提高邊墩、輔助墩混凝土的外觀質(zhì)量、減少風(fēng)荷載對模板提升的影響并加快施工進度，墩身采用液壓爬升模板系統(tǒng)進行施工，該系統(tǒng)已在蘇通大橋、潤揚大橋南汊北索塔及陽邏大橋的施工中得到了成功應(yīng)用，施工工藝成熟。14、混凝土拖泵采用長沙中聯(lián)公司生產(chǎn)的HBT60型拖泵，用于泵送混凝土入倉。15、測量設(shè)備全站儀采用瑞士徠卡TCA2003型，全球定位系統(tǒng)采用瑞

10、士徠卡SR530雙頻大地型RTK接收機GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。四、主墩施工平臺設(shè)計1）設(shè)計條件水文條件序號設(shè)計參數(shù)設(shè)計取值1設(shè)計高潮位2.0m2設(shè)計低潮位-1.67m3設(shè)計水流速2.83m/s4設(shè)計泥面標高D3#墩：-28.0m；D4#墩：-22.5m5允許沖刷深度D3#墩5.0m；D4#墩：10.0m6設(shè)計風(fēng)速正常工作：20.0m/s；抗臺：40m/s7設(shè)計波高正常工作：H=2.5m，T=6.57s；抗臺：H=3.8m，T=6.57s設(shè)計參數(shù)序號分項設(shè)計取值1護筒頂口高程+4.5m；2鋼護筒護筒總長61.5m(D3#墩)、51.5m（D4#墩），內(nèi)徑3.0m，重量約121t（D3#墩）、102t

11、（D4#墩）；采用2臺ICE V360型液壓振動錘并聯(lián)、利用移動式導(dǎo)向架整根沉放，并聯(lián)后的振動錘最大激振力達6400kKN；3起重設(shè)備平臺上布置 2臺12000kNm動臂式塔吊和1臺克令吊機；4攪拌機系統(tǒng)75m3/h攪拌機；50kN-20m抓斗吊；1000kN筒倉5鉆機荷載施工平臺按6臺KP3500型鉆機同時作業(yè)設(shè)計，鉆機隔孔布置，單臺鉆機重量1250kN，沖擊系數(shù)1.3；6平臺均載生活區(qū)：15 kN/m2、護筒區(qū)：10kN/m2、攪拌區(qū)：30kN/m27船舶荷載平臺兩側(cè)靠船力各200kN）平臺結(jié)構(gòu)型式、主墩平臺結(jié)構(gòu)如圖圖示：D3#、D4#墩施工平臺由生活區(qū)平臺、護筒區(qū)平臺、攪拌區(qū)平臺組成。生

12、活區(qū)和攪拌區(qū)平臺基礎(chǔ)采用150018鋼管樁；護筒區(qū)平臺基礎(chǔ)采用鋼護筒及120014輔助鋼管樁，固定吊機處采用250020鋼管樁。在標高+2.0m處設(shè)置鋼管平聯(lián)，以保證平臺結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。生活區(qū)上部結(jié)構(gòu)自下而上為樁頂設(shè)置2HM588X300橫梁和HM588X300縱梁、普通型單層雙排貝雷片縱梁、型鋼I16和8mm厚鋼板面層；護筒區(qū)平臺上部設(shè)置軌道支撐梁、鉆機軌道和動臂式塔吊軌道，采用2HM588X300和2HN912X302；攪拌區(qū)上部結(jié)構(gòu)自下而上為樁頂設(shè)置2HN912X302橫梁和HN912X302縱梁、普通型單層雙排貝雷片縱梁、型鋼I16和8mm厚鋼板面層。）鉆孔平臺搭設(shè)主墩處最大水深達，

13、水深流急，平臺設(shè)計時采用部分斜樁以增強結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在承臺上下游用航工樁進行鋼管樁沉放，平臺搭設(shè)順序如下：搭設(shè)起始鋼平臺依托起始平臺，將懸臂式導(dǎo)向架后端固定在起始平臺上通過懸臂式導(dǎo)向架，由全旋轉(zhuǎn)起重船和并聯(lián)振動錘沉放鋼護筒然后依次向前推進將鋼護筒用兩層平聯(lián)連成整體同時在平臺兩側(cè)補振鋼管樁將鋼管樁及鋼護筒通過平聯(lián)形成鉆孔鋼平臺（鋼護筒入土深達，可直接承受鉆孔施工荷載）。、墩起始及攪拌區(qū)平臺使用和全旋轉(zhuǎn)浮吊進行平聯(lián)、橫梁、上部結(jié)構(gòu)以及固定式攪拌站的安裝。4）D3#（D4#）主墩鉆孔平臺平面布置起始平臺搭設(shè)完成之前，由布置在起重船上的1臺400kW發(fā)電機供電，起始平臺搭設(shè)完成、前移導(dǎo)向架離開起始

14、平臺后，將發(fā)電機組移至起始平臺上，在施工平臺上共配置4臺400kW發(fā)電機組。在起始平臺的另側(cè)同步搭設(shè)攪拌站平臺。在攪拌站平臺上布置2臺75m3/h固定式攪拌站，配備2000m3的砂石料儲備倉，混凝土采用2臺HBT60 型拖泵泵送。在護筒區(qū)平臺橫橋向軸線二側(cè)布設(shè)塔吊軌道，2臺動臂式塔吊可沿橫橋向軸線移動。在護筒區(qū)平臺的一側(cè)布置1臺25t克令吊機，以方便小型構(gòu)件及設(shè)備移運。輔助平臺可作為施工人員的辦公與生活平臺。具體布置如圖8示。5）鋼護筒沉放鋼護筒采用定位導(dǎo)向架精確定位，導(dǎo)向架利用起重船吊裝移位。導(dǎo)向架采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，具有剛度大、不易變形的特點。作業(yè)時將導(dǎo)向架錨固在已完成的起始平臺或已沉放的鋼護

15、筒頂口上。在導(dǎo)向架前端設(shè)置上、下2層相距10.0m的導(dǎo)向定位框，導(dǎo)向框內(nèi)設(shè)有定位、糾偏的液壓千斤頂和鎖定裝置。參見圖9。導(dǎo)向架導(dǎo)向架圖9 導(dǎo)向架定位鋼護筒施工圖片6）施工平臺的海底防護D3#、D4#墩施工平臺設(shè)計允許沖刷深度分別為5.0m和10.0m。為了確保在施工期間的安全，施工期間定期對平臺及其周邊一定范圍內(nèi)的泥面高程進行動態(tài)監(jiān)測，當(dāng)D3#墩沖涮深度接近5.0m、D4#墩沖刷深度接近10.0m時，采用袋裝砂進行拋填防護。袋裝砂每袋重量不小于40kg，每3040袋為一組裝入尼龍網(wǎng)兜內(nèi)，由深艙駁運輸至施工現(xiàn)場、浮吊整體吊裝拋填。五、過渡墩、輔助墩施工平臺設(shè)計過渡墩、輔助墩平臺分別布置2臺鉆機同

16、時作業(yè)，鉆機利用浮吊吊裝、移位，其余設(shè)計參數(shù)同主墩。過渡墩、輔助墩施工平臺設(shè)計見圖10和圖11：為施工方便，利用鋼棧橋?qū)⑾噜彽倪叾铡⑤o助墩連接起來，在平臺上布置發(fā)電機組、儲油設(shè)施和泥漿制備處理設(shè)施等，在棧橋上布置辦公、生活等臨時設(shè)施。根據(jù)進度計劃，先進行D5#、D6#墩施工，D5#、D6#墩鉆孔樁施工完成后，再將鉆機移至D1#、D2#墩。D5#、D6#墩鉆孔樁施工時，每墩各配備1臺2500kN.m塔吊進行吊裝作業(yè)。圖10D1#、D2#墩施工平臺平面布置圖（單位mm）圖11D5、D6墩施工平臺平面布置圖（單位mm）六、鉆孔樁施工本工程共有130根30002500變截面鉆孔灌注樁，D3#墩48根、

17、D4#墩42根，其余各墩均為10根。鉆孔樁穿越的地層自上而下依次為：塑狀淤泥質(zhì)亞粘土、軟塑狀粘土、亞粘土及中密狀粉細砂、粘土及中密至密實狀中細砂、硬塑狀（亞）粘土夾中密至密實狀中粗砂、硬塑狀亞粘土夾密實狀砂礫、強風(fēng)化至弱風(fēng)化英安巖。1）鉆進成孔：鉆孔施工采用泥漿護壁、回旋鉆機氣舉反循環(huán)施工工藝。選用技術(shù)性能先進，提升能力強、配重較大的全液壓鉆機進行鉆孔樁施工，每座主墩配置6臺鉆機，輔、邊墩各配置2臺鉆機。鉆進成孔分三個階段：護筒內(nèi)鉆進、護筒底口鉆進、土層內(nèi)鉆進。護筒內(nèi)鉆進：護筒內(nèi)以淤泥質(zhì)亞粘土和粘土為主，采用2.8m的刮刀鉆頭加壓清水鉆進，鉆頭四周外壁均勻布設(shè)長為1520cm的鋼絲刷以便鉆進的

18、同時對護筒進行清掃。土層內(nèi)鉆進：在護筒底口附近采用2.5m刮刀鉆頭慢速減壓鉆進，每小時進尺控制在0.5m左右。鉆頭走出護筒底口5m后恢復(fù)正常鉆進。進入基巖（弱風(fēng)化）后鉆頭換成滾刀鉆頭。2）泥漿制備及泥漿循環(huán)：本橋地處海洋環(huán)境，水中含鹽量較高，擬采用我局的科研成果海水泥漿進行鉆孔施工，該海水泥漿具有不分散、低固相、高粘度的優(yōu)質(zhì)特性，已在杭州跨海大橋D13#主墩120m超長鉆孔樁施工中成功應(yīng)用，得到了眾多專家的肯定并建議推廣使用。3）成樁施工：主墩單樁鋼筋籠重量達100t。護筒范圍內(nèi)的鋼筋籠分內(nèi)、外兩層，兩層間距20cm，內(nèi)外兩層鋼筋籠采用整體加工工藝。鋼筋籠在加工車間下料，分節(jié)同槽制作，單節(jié)鋼筋

19、籠長度為不小于8m。鋼筋籠節(jié)段由動臂式塔吊吊裝、擠壓套筒連接接長，接長后的鋼筋籠（重量大于75t以后）利用鋼吊架或浮吊下放。利用導(dǎo)管二次清孔后，采用拔球法灌注水下混凝土。單根鉆孔樁的最大混凝土方量約700m3，經(jīng)計算：配備1只15m3集料斗可滿足首批混凝土的灌注量。4）成孔、成樁質(zhì)量檢測鉆機成孔后，用測壁儀檢測成孔質(zhì)量，用超聲波法和測錘法聯(lián)合檢測沉渣厚度；成樁后，用聲測法和鉆芯取樣法檢測成樁混凝土質(zhì)量。七、主墩鋼吊箱設(shè)計與施工主墩采用有底雙壁鋼吊箱設(shè)計。D3#墩鋼吊箱外壁長65.38m、寬36.12m，壁體寬度1.05m；D4#墩鋼吊箱外壁長58.88m、寬36.12m，壁體寬度1.05m。鋼

20、吊箱頂標高為+6.5m，底標高為-2.406m。D3#墩鋼吊箱總重量約為800t，D4#墩鋼吊箱總重量約為770t。1）鋼吊箱的設(shè)計工況整體吊裝階段；封底混凝土施工階段；鋼吊箱抽水階段；鋼吊箱內(nèi)澆承臺混凝土澆注階段；2）設(shè)計條件設(shè)計高潮位：2.0m設(shè)計低潮位：-1.67m流速：2.87m/s波高：2.5m承臺頂口標高+6.5m，為方便施工，鋼吊箱頂口標高按+6.5m設(shè)計。3）鋼吊箱構(gòu)造鋼吊箱由底板、壁板、鋼管支撐及拉壓桿等四大部分組成。鋼吊箱底板采用型鋼焊接所形成的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，底板設(shè)置三道高度為2.0m隔艙板（與封底混凝土等高度），將鋼吊箱沿橋軸線方向分成三個區(qū)域進行封底施工。鋼吊箱壁體寬1.

21、05m，由內(nèi)外壁板、水平環(huán)板、水平撐、鋼箱梁等組成。拉壓桿一端與鋼吊箱底板相連，另一端與鋼護筒相連，拉壓桿二端采用鉸接接頭。在每根鋼護筒上設(shè)置8根拉壓桿。鋼管支撐在鋼吊箱內(nèi)沿縱橫方向設(shè)置2道，支撐鋼管中心標高5.0m。鋼管撐作用于吊箱四周鋼箱梁上，在縱、橫鋼管撐交點處設(shè)置豎向支撐桁架。見圖12圖15。4）鋼吊箱的拼裝、制作鋼吊箱在陸上分塊加工制作（分塊重量約20t），水運至拼裝現(xiàn)場。在金塘大橋南側(cè)的避風(fēng)錨地布置4艘2000t大型平板駁，將每2艘船連接成整體形成1個拼裝吊箱用的浮平臺，每座拼裝平臺處配備1艘全旋轉(zhuǎn)浮吊。鋼吊箱拼焊完成后，對焊縫處進行水密試驗。鋼吊箱內(nèi)壁兼作承臺模板，為防止海水對鋼

22、構(gòu)件的銹蝕影響承臺外觀質(zhì)量，鋼吊箱的內(nèi)壁采取臨時防腐措施。5）鋼吊箱整體吊裝D3#墩鋼吊箱總重量約800t，D4#墩鋼吊箱總重量約770t。利用1200t浮吊整體吊裝就位。1200t起重船（鎮(zhèn)航818#）性能表總長總寬型深86m28m6.3m起重性能仰角（）6055504540最大起重量（主鉤）（噸）26002465236122782211起升高度（主鉤）（噸）64.659.552.343.833.6起升高度（副鉤）（米）686254.144.733.8圖16 1200t（鎮(zhèn)航818#）起重船八、主墩鋼吊箱混凝土封底主墩封底混凝土底標高為-2.0m，封底厚2.0m。D3#主墩封底混凝土總方量3136.1m3，D4#主墩封底混凝土總方量2778.7m3。封底混凝土采用中心集料斗、多導(dǎo)管從一側(cè)向前逐步推進的工藝進行灌注。澆注封底混凝土前，清除鋼護