天兴洲大桥主塔基础施工(06-11-23).ppt

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武汉天兴洲长江大桥武汉天兴洲长江大桥主塔墩深基础施工主塔墩深基础施工中铁大桥局集团股份有限公司中铁大桥局集团股份有限公司目目录录一、概述一、概述1.1.主桥桥式主桥桥式2.2.水文情况水文情况3.3.地质情况地质情况二、基础施工关键技术二、基础施工关键技术1.1.围堰设计与施工围堰设计与施工2.2.钻孔桩施工钻孔桩施工3.3.承台施工承台施工三、结束语三、结束语一、概述一、概述1.1.主桥桥式主桥桥式武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为双塔三索面钢桁梁武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为双塔三索面钢桁梁斜拉桥斜拉桥,孔跨布置为孔跨布置为（98+196+504+196+98）m,（98+196+504+196+98）m,下层铁路四线下层铁路四线,上层公路双向六车道上层公路双向六车道,桥面宽度桥面宽度27m;27m;主梁为板桁结合钢桁梁主梁为板桁结合钢桁梁,N,N形桁架形桁架;三片主桁三片主桁,桁宽桁宽30m,30m,桁高桁高15.2m,15.2m,节间长度节间长度14m14m。

主塔采。

主塔采用钢筋砼结构用钢筋砼结构,倒倒YY形形,塔高塔高188.5m;188.5m;每塔两侧各有每塔两侧各有331616根镀锌根镀锌平行钢丝斜拉索平行钢丝斜拉索,索最大截面为索最大截面为4517mm,4517mm,公路桥面处索距公路桥面处索距14m,14m,三索面间相邻索面中心距三索面间相邻索面中心距15m15m。

2.2.水文水文情况情况设计水位设计水位+27.5m,+27.5m,最高通航水位最高通航水位+25.68m,+25.68m,最低通航水位最低通航水位+9.62m,+9.62m,洪水期水流速度洪水期水流速度3.5m/s,3.5m/s,枯水期枯水期1.5m/s,1.5m/s,桥位处水流流桥位处水流流向与横桥向夹角向与横桥向夹角1010。

汛期主河槽摆向。

汛期主河槽摆向2#2#墩墩,枯水期则摆向枯水期则摆向3#3#墩。

墩。

3.3.地质情况地质情况2#2#主塔墩位于长江主航道深槽北侧主塔墩位于长江主航道深槽北侧,河床高程约为河床高程约为+5.0m,+5.0m,覆盖层主要为砂类土覆盖层主要为砂类土,岩面高程在岩面高程在-27m-27m附近，基岩附近，基岩主要为弱胶结、中胶结和强胶结砾岩。

主要为弱胶结、中胶结和强胶结砾岩。

3#3#主塔墩位于长江主航道深槽南侧主塔墩位于长江主航道深槽南侧,河床高程约为河床高程约为-2.9m-2.9m，覆盖层主要为性质较差粉细砂层覆盖层主要为性质较差粉细砂层,基岩埋藏较深基岩埋藏较深,岩面标高岩面标高在在-33m-33m附近附近,基岩上部主要为弱胶结砾岩基岩上部主要为弱胶结砾岩,下部以中胶结砾下部以中胶结砾岩为主岩为主,中、强胶结砾岩极限抗压强度分别为中、强胶结砾岩极限抗压强度分别为9MPa9MPa和和28MPa28MPa。

二、基础施工关键技术二、基础施工关键技术11、围堰设计与施工、围堰设计与施工主塔墩基础采用双壁钢吊箱围堰工厂整体制造、整体浮运的主塔墩基础采用双壁钢吊箱围堰工厂整体制造、整体浮运的施工方案，吊箱围堰集钢护筒插打定位导向、钻孔作业平台、承施工方案，吊箱围堰集钢护筒插打定位导向、钻孔作业平台、承台施工三种功能于一体。

台施工三种功能于一体。

1.11.1围堰设计围堰设计2#2#、3#3#主塔墩围堰均为双壁钢吊箱结构主塔墩围堰均为双壁钢吊箱结构,其结构及布置参其结构及布置参数如下：

数如下：

2#2#：

（长长）57.6）57.6（宽宽）31.2）31.2（高高）14.5m）14.5m3#3#：

（长长）69.5）69.5（宽宽）44.0）44.0（高高）15.0m）15.0m围堰壁厚：

围堰壁厚：

2.0m2.0m围堰作为钻孔平台时围堰顶面高程：

围堰作为钻孔平台时围堰顶面高程：

+25.0m;+25.0m;钻孔桩施工时最高施工水位：

钻孔桩施工时最高施工水位：

+23.0m+23.0m；围堰按五种工况进行检算：

浮运、插打定位钢护筒、钻孔围堰按五种工况进行检算：

浮运、插打定位钢护筒、钻孔平台、钻孔平台渡洪、封底堰内抽水。

平台、钻孔平台渡洪、封底堰内抽水。

1.21.2、围堰制造、围堰制造围堰按立面分节平面分块的原则在工厂制围堰按立面分节平面分块的原则在工厂制造造,控制结构尺寸和焊缝质量控制结构尺寸和焊缝质量,保证侧板及底隔保证侧板及底隔舱良好的水密性是至关重要的。

舱良好的水密性是至关重要的。

1.31.3、围堰拼装、围堰拼装2#2#主塔墩围堰岸上组拼焊接底节主塔墩围堰岸上组拼焊接底节4.54.5米米,下下河后继续接高拼装河后继续接高拼装1010米形成整体米形成整体,即两阶段拼即两阶段拼装总高为装总高为14.514.5米。

米。

3#3#主塔墩围堰岸上组拼焊接主塔墩围堰岸上组拼焊接1515米形成整体米形成整体,即一阶段拼装。

即一阶段拼装。

1.41.4、围堰下河、围堰下河2#2#墩围堰采用气囊托移法下河。

墩围堰采用气囊托移法下河。

底节拼装完毕底节拼装完毕,通过专用下滑通道通过专用下滑通道,气囊气囊充气充气,抬起堰体下河。

抬起堰体下河。

33主塔墩主塔墩围堰下河入水围堰下河入水3#3#墩围堰通过专用轨道滑道下河。

墩围堰通过专用轨道滑道下河。

1.51.5、围堰浮运、围堰浮运2#2#墩围堰驱动采用墩围堰驱动采用22艘拖轮艘拖轮,1,1艘为艘为6000HP6000HP布置围堰后方布置围堰后方推动围堰前进推动围堰前进,1,1艘为艘为2640HP,2640HP,布置在围堰前进方向的左边布置在围堰前进方向的左边调整围堰的前进方向。

调整围堰的前进方向。

3#3#墩围堰驱动采用墩围堰驱动采用33艘拖轮，艘拖轮，其中其中22艘为艘为6000HP6000HP，布置在，布置在围堰后方推动围堰前进围堰后方推动围堰前进,1,1艘为艘为2640HP,2640HP,布置在围堰前进方向布置在围堰前进方向的右边调整围堰的前进方向。

的右边调整围堰的前进方向。

3#3#主塔墩围堰浮运示意图主塔墩围堰浮运示意图3#3#主塔墩围堰浮运主塔墩围堰浮运1.61.6、围堰定位、围堰定位2#2#墩围堰采用锚墩加预应力钢绞线精确定位方案。

定位墩围堰采用锚墩加预应力钢绞线精确定位方案。

定位锚墩固定和调整围堰平面位置锚墩固定和调整围堰平面位置,利用液压千斤顶张拉钢绞线拉利用液压千斤顶张拉钢绞线拉缆对围堰进行精确定位。

缆对围堰进行精确定位。

2#2#主塔墩围堰锚墩定位布置图主塔墩围堰锚墩定位布置图定位锚墩定位锚墩3#3#墩围堰采用重型锚碇加前后定位船的定位方案。

前后墩围堰采用重型锚碇加前后定位船的定位方案。

前后定位船用来固定和调节围堰横桥向位置定位船用来固定和调节围堰横桥向位置;围堰北侧抛锚和围围堰北侧抛锚和围堰南侧埋设地笼用来固定和调节围堰顺桥向位置。

堰南侧埋设地笼用来固定和调节围堰顺桥向位置。

3#3#主塔墩围堰锚墩定位布置图主塔墩围堰锚墩定位布置图3#墩围堰前定位船墩围堰前定位船22、钻孔桩施工、钻孔桩施工2.12.1、钢护筒设计与施工、钢护筒设计与施工设计设计:

钢护筒内径均为钢护筒内径均为3600mm,Q235B3600mm,Q235B钢材钢材,定位桩壁厚定位桩壁厚24mm,24mm,其余壁厚其余壁厚22mm22mm。

每根钢护筒工厂按。

每根钢护筒工厂按33节段制作节段制作,每节长每节长20-2420-24米以米以内。

内。

制造制造:

钢板卷制钢板卷制,埋弧自动焊埋弧自动焊,专用组拼旋转台架完成节段制造。

专用组拼旋转台架完成节段制造。

现场对接现场对接:

墩位接长墩位接长,手工焊接。

手工焊接。

护筒试插护筒试插:

选择钢护筒下插的作业时段和制订调整插桩精度的措施。

选择钢护筒下插的作业时段和制订调整插桩精度的措施。

护筒插打护筒插打:

围堰上下导环作导向围堰上下导环作导向,浮吊整体起吊护筒至上下导环内浮吊整体起吊护筒至上下导环内,测测量仪器观测量仪器观测,利用上导环微调装置利用上导环微调装置,调整护筒垂直度调整护筒垂直度,护筒平稳插入护筒平稳插入河床稳定深度。

用浮吊辅助两台河床稳定深度。

用浮吊辅助两台APE400BAPE400B液压振动打桩机液压振动打桩机（激振力激振力共共640t,640t,自重共自重共56t）56t）将钢护筒打入设计高程。

定位钢护筒作为第一将钢护筒打入设计高程。

定位钢护筒作为第一批先行插打。

插打顺序按对角对称原则。

批先行插打。

插打顺序按对角对称原则。

两台两台APE400BAPE400B液压振动打桩机液压振动打桩机2.22.2、钻孔平台、钻孔平台定位护筒插打完毕定位护筒插打完毕,围堰双壁板内注水使其下沉并坐落在护围堰双壁板内注水使其下沉并坐落在护筒牛腿上筒牛腿上,挂桩固结挂桩固结,形成钻孔平台形成钻孔平台,平台顶面高程为平台顶面高程为+25.0m+25.0m。

放。

放松围堰与锚碇系统之间的连接。

松围堰与锚碇系统之间的连接。

2.32.3、钻机的选型、钻机的选型选用选用KTY3000BKTY3000B型系列和型系列和KTY4000KTY4000型为钻孔机械，气举反循环型为钻孔机械，气举反循环钻进全断面一次成孔。

钻进全断面一次成孔。

22、3#3#主墩分别各布置主墩分别各布置66台台KTY3000BKTY3000B型钻机和型钻机和88台台KTY4000KTY4000型钻机施工钻孔型钻机施工钻孔.钻头选型为：

钻头选型为：

重型刮刀重型刮刀,适用于覆盖层及基岩上部的弱胶结砾适用于覆盖层及基岩上部的弱胶结砾岩。

岩。

球齿滚刀球齿滚刀,适用于基岩中下部胶结砾岩。

适用于基岩中下部胶结砾岩。

2.42.4、配制泥浆循环系统、配制泥浆循环系统泥浆循环采用先进的泥浆循环采用先进的ZX-500ZX-500型泥浆处理系统型泥浆处理系统,选用优质粘土选用优质粘土或膨润土或膨润土,试验确定合理配合比试验确定合理配合比,拌浆机造浆。

拌浆机造浆。

泥浆指标泥浆指标:

比重比重:

1.05:

1.051.121.12；粘度粘度:

16:

162222秒秒;PH;PH值：

大于值：

大于6.5;6.5;含含砂率砂率:

小于小于4%4%；胶体率：

大于；胶体率：

大于95%95%。

2.52.5、钻进成孔、钻进成孔本桥钻孔桩施工特点：

本桥钻孔桩施工特点：

钻孔桩直径大钻孔桩直径大,桩孔深；桩孔深；桩孔成孔质量要求高（设计要求桩孔倾斜度桩孔成孔质量要求高（设计要求桩孔倾斜度0.75%,0.75%,高于规高于规范范1%1%的要求）；的要求）；桩孔嵌入岩层深桩孔嵌入岩层深,达达4646米以上；米以上；岩性软硬极其不均岩性软硬极其不均,相差相差100MPa100MPa以上。

以上。

试验桩施工试验桩施工在塔墩钻孔桩正式施工前进行了钻孔桩的工艺性试验。

试验在塔墩钻孔桩正式施工前进行了钻孔桩的工艺性试验。

试验桩施工严格按照试验大纲要求进行，施工时认真做好各项记录。

桩施工严格按照试验大纲要求进行，施工时认真做好各项记录。

试验桩经评审后，其成果作为确定最终的施工工艺及各项工艺参试验桩经评审后，其成果作为确定最终的施工工艺及各项工艺参数的依据。

数的依据。

钻机转速和钻压钻机转速和钻压实践证明实践证明,KTY4000,KTY4000型钻机较型钻机较KTY3000KTY3000型钻机钻孔作业效率更型钻机钻孔作业效率更高。

钻机转速不大于高。

钻机转速不大于5-65-6转转,重型刮刀选择钻压重型刮刀选择钻压5050350kN,350kN,球齿滚球齿滚刀选择钻压刀选择钻压550550700700kNkN,既可充分发挥钻机的能力又可提高钻既可充分发挥钻机的能力又可提高钻孔效率孔效率.2.62.6、清孔、清孔钻孔至设计高程后进行清孔。

清孔采用泵吸反循环法钻孔至设计高程后进行清孔。

清孔采用泵吸反循环法,将钻头提高距将钻头提高距孔底孔底100100150mm150mm，钻头慢速空转，钻头慢速空转,排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近并符合设计要求为止，砂率接近并符合设计要求为止，2.72.7、钢筋笼制造、运输与安装、钢筋笼制造、运输与安装制造制造:

长线法台座制作。

划分长线法台座制作。