01军山大桥主五号墩基础施工钢围堰.docx

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01军山大桥主五号墩基础施工钢围堰

武汉市军山长江公路大桥

主

5#

墩

基

础

施

工

组

织

设

计

交通部第二公路工程局

一九九九年元月八日

武汉军山长江公路大桥5#主塔墩基础

施工组织设计文字说明

一、工程概况

军山长江公路大桥主桥设计为（48+204+460+204+48）m的五跨连续双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主桥全长964m，为分离式倒“Y”型索塔，塔离163.5m，索塔基础为壁钢围堰配以19根Φ2.5m钻孔灌注桩复合式基础，钢围堰设计为图形全钢结构，内径30m，外径33m，壁厚1.5m。

围堰顶面标高+25.0m，底面标高-5.5m，全高30.5m，垂直桥轴线方向上、下游设有异形小围堰，异形小围堰高22.64m，宽7.32m，长17.5m,壁厚l.5m。

钢围堰全重约1206T，分7节段加工、运输、接高、下沉，钻孔灌注桩桩底标高-43.00m，桩顶标高+1.5m，桩长44.50m，钢围堰封底砼底面标高-5.50m，顶面标高+1.0m，承台设计底面标高+1.50m，顶面标高+7.50m,其中基桩采用30号水下砼，承台采用30号砼，封低砼采用20号水下砼，钢围堰壁间灌注15号水下砼至钢围堰切割线处。

1、水文，地质

桥位处军山段单一河段上，河道顺直，常水位时江面宽为1000m，两岸堤间距离为1170m，由于受上游铁板洲及龙船矶的影响，桥位处主流偏北岸，主航道亦偏北岸河槽，桥堤区水文特征表⑴如下：

月份

1

2

3

4

5

6

平均水位（m）

12.3

12.33

13.58

16.07

18.97

20.46

月份

7

8

9

10

11

12

平均水位（m）

22.66

21.77

21.22

19.7

16.86

13.9

5＃主塔墩位于主河槽，河床表面无覆盖层，表面为3~4m的推移质砂层，下伏基岩分别为强风化、弱风化及微风化粉砂质泥岩，极限强度从13.45Mpa~29.97Mpa不等，层厚分别为3~5m，9~20m及20~38m不等，持力层为微风化粉砂质泥岩。

2、气象

桥位属副业热带到北亚热带过渡的季风气候，具有四季分明，无霜期长，水源充沛等特点，桥位气象特征见表⑵：

表⑵

极端最高气温41.3℃

极端最低气温　　　－18.1℃

月平均最高气温　28.9℃

月平均最低气温16.6℃

年最大降雨量

年最小降雨量

最大瞬时风速

夏季平均相对温度

1934.08.10

1977.01.30

1934.08.10

1977.01.30

2262mm

657.1mm

1031.3mm

80%

二、施工准备

鉴于军山大桥工期紧，任务重，我部采取超常规方案施工，即将施工准备、四通一平与主墩关键分项工程——钢围堰施工同步进行。

因此，所有施工准备工作均以围绕钢围堰施工进行展开。

1、场地布置

军山大桥A标段堤外桥轴线两侧地域开阔、平坦、条件好。

我部计划在此租用临时施工、生活办公用地。

施工用地主要包括施工便道、加工场、预制场、砂石料场、材料库、拌和场区等共32000m2，生活用地包括职工生活区。

全部共计45000m2。

具体见附图⑴示

2、水、电

水分生活用水和施工用水。

生活用水打井，搭设水塔、净化后管道通至生活区办公区食用，施工用水在拌和站附近设水井，搭水塔，不足时以江水补充。

电分水上用电和岸上用电。

水上用电钢围堰施工阶段以自发电为主，在发电船上布2台250Kw和2台120Kw发电机供电，钻孔灌注桩、承台施工阶段在钢围堰下游布设800KvA+400KvA箱变供电，岸上安装2台400KvA箱变，配2台250KvA移动式发电机配合。

3、码头施工水域

码头设于桥轴线下游50m至150m远范围，为砼附着式码头，具体见附图⑵示

施工水域基础施工阶段申请为沿主5#墩桥轴线方向向江心150m宽，岸侧至江边，顺水方向以主5号墩为中心，上游向长650m，下游方向150m长范围，具体见附图⑶示

三、施工方案简述

基本思路：

元月10号前完成定位船布设，13号前导向系统就位，14号首节双壁钢围堰接收，25号前完成次节钢围堰拼装并下沉，至3月20号前全部钢围堰下沉到位，3月底完成封底，4月10号开始钻孔至5月10号前确保完成4根以上基桩。

之后洪水期间继续钻孔施工，枯水季节进行围堰抽水并浇注承台，确保来年汛期前塔柱出水。

1、双壁钢围堰施工

双壁钢围堰施工包括锚碇系统布设，钢围堰现场拼装下沉，封底砼浇注等工序环节。

1.1、锚碇系统

1.1.1、锚碇系统的主要组成及作用

根据军山大桥桥墩处河段水流流向图知，桥位处河道顺直无回流，水流呈单向流态。

拟定钢围堰锚碇系统布置见附图⑷示。

由图可以看出：

定位船只设上游定位船。

考虑钢围堰平面尺寸较大，导向船组间距离宽，在上游距桥轴线约120m处与导向船平行设置两艘360T上的铁驳定位船，其作用是确定调整钢围堰顺水方向位置，控制主锚受力。

定位船靠投于上游方向的14只45T钢筋砼主锚牵拉，主锚距定位船约350m，分每只定位船7只一字摆开。

根据锚泊计算抛投位置坐标见表⑶示

导向船采用2艘1000吨级大型钢质甲板驳船。

驳船长55.0m,宽10.0m，型深2.6m，用万能杆件拼成空间桁架将二船联成导向联结体系，导向船既作为调整，确定钢围堰位置的约束体系，又作为主墩基础施工的工作平台。

除主锚外，定位、导向船组还配有侧锚、尾锚及八字锚等，具体见附图⑷示

1.1.2、锚碇系统的布设

锚碇系统系统布设包括定位船初定位，抛主锚、边锚、尾锚及八字锚，岸侧拼装导向船组浮运导向船组牵拉于定位船后就位，并抛导向船组边、尾锚及八字锚，完成锚碇系统布设，具体如下：

定位船定位用拖轮将其顶推至桥轴线上游150m左右的桥墩中心线处，按常规方法抛4个铁锚，实现初定位，按设计位置坐标抛主锚、边锚。

用全回转起重船（60t），主锚船首向下游，尾锚向上游。

运锚与锚鼻联结的一端吊起，使之与锚鼻联结，绞缆移动浮吊，通过两台经纬仪交绘控制吊钩位置，控制锚位。

下锚时锚链随锚一起慢慢下落，不得使锚链在河床成堆。

锚落至河床时，用经纬仪交绘复测受力状态下的吊钩位置，求算锚位做好记录，符合要求后拆卸吊索，带缆。

首先将成卷钢丝绳架放到存链方驳上的放缆支架上，把绳与锚链接好，用拖轮顶推控制锚链方驳向定位船移动，同时放锚链及钢丝绳，直至达到定位船。

系缆，并使缆绳松垂。

定位船就位应对其左右边缆对拉，调直理顺边缆来实现。

导向船就位时松垂尾锚缆后，用2艘拖轮，将导向船组顶推至定位船下游侧，用4根6×Φ37-1550-Φ43钢丝绳系结在定位船上。

再将4根尾缆调到导向船上，用导向船上的4台5t卷扬机缓慢放松4根临时系缆，此时，拖轮不要离开导向船，导向船下移至桥轴线上游20m左右时，打住临时系缆，割除多余尾缆，并与调缆系统对接。

系结定位船与导向船间接缆解除临时系缆。

抛设边锚、带缆，理顺、调直。

用调缆系统调整导向船组到拟定位置，使中轴线与桥墩中心重合。

其中心位于桥轴线上游约l0m处。

根据钢围堰下沉期间水位起落情况，围堰入水深度增加，主缆受力增大，将使导向船上移或后退，考虑到导向船夹持围堰向上游移动比向下游移动困难，将导向船初步定位在桥轴线上游10m外，为随时监测主锚缆受力，在定位船系结主锚缆的每个滑车组的钢丝绳固定端串联弹簧测力计，对施工过程中可能出现的主锚缆受力不均用串联的每个滑车组钢丝绳牵引的倒链滑车调整。

1.2钢围堰施工

钢围堰施工分加工、拼装、下沉及封底砼浇注几个阶段。

1.2.1加工与拼装

钢围堰加工由制作单位完成，这里不再叙述。

钢围堰拼装分两个阶段进行。

为保证工期，首节由制作单位拼装成整体并浮运至工地现场使用，次节以后由制作单位制成八块运抵工地，施工单位在岸边拼装船上分节拼成整体，运抵墩位处用大型浮吊整体吊装接高的施工方案。

1.2.1.1首节钢围堰的接收

首节钢围堰在制作单位拼装时，根据施工单位工艺要求，应在入水前将首节纲围堰施工用临时附属设施安装完成，并经检查无误后方可调入水中准备浮运，这些附属设施包括临时支垫、临时牵拉、定位、限位装置，吊装用吊耳设备等。

具体见附图⑸示

首节钢围堰运抵工地现场指定位置后，由施工单位将导向船上牵拉钢围堰附属设备连好后，制作单位用大型浮吊将首节钢围提起，抽出拼装船，然后缓缓放首节钢围堰入水自浮，稳定后松吊钩去吊绳，施工单位用牵拉设备将其托进导向船组内予定位置就位即可。

1.2.1.2钢围堰拼装、接高

次、后节钢围堰接高根据250t大型浮吊起重吊高技术参数结合钢围堰结构外形尺寸和块段重量确定次节为6.0m，第三、四、五、六节为4.2米，第七节为1.6米。

6m节段自重128t，4.2m节段最大吊重179.2t。

各节钢围堰均在岸边水上拼装船上拼成整节，然后拖运至墩位处用250t浮吊整体吊装接高。

1.2.1.2.1水上拼装平台

钢围堰水上拼装平台由3艘400t驳船联成整体组成，400t方驳主尺寸为40×9.3×2.5m，分别布置在左、中、右位置，组拼成长40m，宽34的平台，船与船之间用I40工字钢构成联结，拼装平台见附图⑹示，定位船首尾用万能杆件联为一体，横向每隔1.5m用I40工字钢构成联结，用12m长工字钢接长为每根36m，纵向间距为1.5m的组焊T型粱与甲板焊成框架，其上覆盖16mm钢板与框架一起焊成平台。

用水准仪找平。

平台组合采取先抛锚定位三艘400t方驳，初步定位后牵横向微调手动滑车，并在三船间予留出一定宽度，将三船临时固定垫平后通过连接型钢框架焊成整体。

最后在平台上用仪器测围堰位置，划出置堰安装线编号，以便围堰拼装能对号入座。

1.2.1.2.2围堰节段拼装

钢围堰块件拼装在水上拼装平台上进行。

水上拼装平台搭设完成并锚碇布设后，在平台上拉线找平放出钢围堰安装线，于每个分块处装置定位垫块，每块2个。

将所有垫块顶面控制在同一平面内，相应位置设靠模，拼装用的焊接设备按要求布置就位，将吊装用60t浮吊靠泊于拼装平台外侧，运装钢围堰方驳靠在浮吊外侧，准备钢围堰拼

装。

安装顺序先安装第4、8片，首先要在地样的隔舱线上焊上限位板，外壁线上焊靠摸，吊运来的钢围堰隔舱与地样限位板紧密靠拢，这样在圆周方向就控制了左右尺寸，然后在钢围堰下端内外壁板上焊上4个支墩，放4台液压千斤顶，调整钢围堰平台的相对水平。

在垂直方向上按单块钢围堰直角边求斜长的办法，把每一层自身斜长标出来，然后调整斜长尺寸，待第2层装妥后，再进行下一步细调。

细调方法是在对称的两个钢围堰上口隔舱处拉直径，控制内径误差范围在±20mm之内来完成基准块的定位。

将第二块吊至靠拢第一块并予留150~200mm距离，用相同的方法调整第二块水平，并保证上、下平面平齐。

将基准块一端为基准边，划出实际上应割除的余量线用气割切除。

然后接拢使第二块钢围堰隔舱线相吻合为止。

第三、四依此类推，当第八块合拢后，即可开始施焊。

1.2.1.2.3钢围堰接高

每节钢围堰在拼装船上完成后，加设起吊吊耳，撤出拼装平台两侧浮吊，解除临时锚碇系统，用2条1000t级拖轮顶推拼装船平台及钢围堰至5号墩位导向船组下游位置并临时锚锭。

将起吊钢围堰用250t大型浮吊停泊于钢围堰平台下游，安装起吊钢围堰用吊起，同时浮吊就位，准备起吊钢围堰。

钢围堰起吊时要求钢线同时受力，起吊后钢围堰保持水平。

起吊平稳后，缓慢辙出拼装船并回岸边准备拼装下节钢围堰。

拼装船辙离后，慢慢收缩250t浮吊上顶至主5#墩位处，使吊装钢围堰逐渐逼近已就位围堰位置。

在吊装围堰接近就位围堰前，调整浮吊吊装围堰高度至适当高度，以便其顺利就位于已安装钢围堰上空，牵好缆风绳，使上、下同堰初步对位正确，然后缓慢下落吊钢装围堰于就位围堰上。

下落前需使上、下限位板密合。

就位并微调达到要求后，填塞钢围堰间水平缝隙，准备施焊环板，施焊程序应为对称施焊，保证内、外壁焊缝焊透，以碳弧气刨使内、外壁封底焊全成白；然后内、外壁焊缝盖两遍。

施焊内、外焊缝前应予先制作工作平台，搭设脚手板，以此类推直至全部钢围堰拼装完成。

1.2.2、钢围堰下沉

钢围堰入水后调平靠隔舱加水进行，钢围堰着床前下沉一靠自重，二靠加水，钢围堰着床后下沉主要靠自重，隔舱加水、加砂、砼等，辅助以吸泥，振动等下沉措施。

钢围堰着床前应仔细探明河床断面状，并对所有缆绳、锚链、锚碇和导向设施进行细致地检查，记录并调整。

同时根据潜水工探明河床情况，采取予偏等措施使钢围堰落床就位于予期位置，钢围堰落床后，加设临时支垫，根据河床冲刷情况在围堰四周抛填卵、碎石以减少冲刷，河床以下采用吸泥振动下沉，用砂石泵、吸泥机抽换刃脚下覆盖层，用振动捶振动、下沉，同时浇筑两壁间砼。

为防止翻砂，采取吸泥法下沉时围堰外抛填片石，用抽水泵及时向围堰内补水，保持围堰内、外水位相平或围堰内水位略高于围堰外水位，同时作好围堰周边泥面高差测量，高差控制在0.5m以内，钢围堰刃脚嵌入岩面后缺口部分用袋装混凝上填塞，到位后进行基底处理。

基底处理包括：

基底面整平，消除残留物，消除钢围刃脚内壁附近的泥污等。

1.1.3封底砼

钢围堰下沉到位并清基完成后，先自行检查，填好隐蔽工程记录，报监管工程师书面认可后，在钢围堰顶部拼装施工平台，起吊钢护筒入围堰内，钢护筒分3节制作，逐节现场接高下沉。

接头采取包板焊、焊缝不得脱缝漏浆，振动不脱缝，节段焊接的顺直，两相邻护简的轴线相吻合，倾斜率≥1/1000。

护筒下沉利用钢围堰作网络骨架进行导向，护筒入岩面后，由潜水员下水将护筒外面的空隙用砂袋堵塞，并在护筒内封底砼高度范围填以砂砾。

砂砾的填高大致大于封底砼高度，防止封底砼挤压护筒变形和移位，同时也防止混凝上护简内而影响钻孔，钢护筒和钢围堰四周封堵完成，底面清理干净后即可布置封底砼导管而准备水下封底砼浇注工作。

封底砼浇注采用刚性导管法。

共布设导管20套，导管平均作用半径3.1m，砼导管为Φ273标准灌浆砼导管，导管壁厚10mm，容许承压1.5Mpa。

砼供应采取水陆并举，起动水上100m3/h拌和楼的陆上60m3/h搅拌站，共计160m3/h确保砼实际灌注能力达100m3/h以上，砼运运送岸上通过码头上船运到墩旁泵送入围堰，水上拌和直接接砼卧泵泵送入围堰，为确保砼输送速度，在钢围堰两侧导向船外各安100m3/hSwimming泵、80m3/hReed砼卧泵两台，同时泵送。

封底砼采用水下不离析砼，这种砼已在武汉白沙洲大桥得成功应用。

混凝土坍落度为180-200mm，封底砼浇注根据河床控测情况先低处，后高处，在灌注砼过程中，导管随混凝土面升高而徐徐竖向提升，导管埋入砼的深度不小于2m，不大于6m。

2、钻孔灌注桩施工

封底砼浇注完成后，即可在钢围堰顶部搭设钻孔平台和钻孔钻机，布设泥浆循环系统，安设箱变，准备开始基础钻孔桩施工。

主5号索塔基础桩设计为19根Φ2.5大孔径钻孔灌注桩，桩底标高-43.0m桩顶标高+1.5m，桩长44.5m，为确保平台围堰渡洪，采用性能可靠的大直径钻机一次成孔，具体安排2台郑州勘察机械厂生产的转盘式KP3500型钻机2台，钻机最大扭矩210KN·m，动力120Kw，QJ250-1型钻机2-4台，转盘最大扭矩120KN·m，动力95Kw。

钻孔方法为泵吸反循环法。

砂石泵配150FH型，流量达180m3/h。

计划4月10日前开钻，5月10日前确保完成4根以上桩基，使钢围堰基础安全渡洪，钢筋笼在水上平台分节整体加工，整体吊装接长下放孔内。

钢筋笼内用弯折角钢制作强大劲性支撑，确保吊装过程不变形，桩顶以上至护筒顶制作起吊悬挂骨架，防止砼浇注时上浮。

第一次清孔采用换浆法，二次清孔采用气举法。

达要求后灌水下砼，砼浇注采用刚性导管法。

导管选用Φ=273标准导管，首盘砼方量一定达规范规定要求，水下砼坍落度控制在18-21cm范围。

3、承台施工

主5#号墩承台设计为直径30m，高6.0m的钢筋砼承台。

承台设计底面标高+1.5m，顶而标高+7.5m，共计30号混凝土4761m3，属大体积砼承台施工。

承台施工前，首先在设计水位下对钢围堰进行抽水，切除围堰内多余钢护筒，接长桩头钢筋，清理封底砼表面，在封底砼顶面填砂，找平后浇注30cm厚混凝土垫层，准备承台施工，大体积砼承台施工为防止承台开裂，采用双掺技术及内散外蓄综合养护法进行，具体如下：

⑴掺入一定量的磨细粉煤灰，代替部分水泥，降低水化热，同时改善和易性；

⑵掺入缓凝型减水剂，利用后期强度，使凝结硬化过程相对延长；

⑶采用人工导热法，在砼内根据热工计算布置循环冷却水管，以加快承台内热量的散发；

⑷砼浇注完成后，于承台顶表面、覆盖聚笨乙烯隔热板蓄热养护。

四、保证工程质量措施

1、质量承担和质量目标

1.1质量承诺：

本单位对质量的承诺是：

质量第一，尊重监理，业主满意，永远把优质工程奉献给社会、

1.2质量目标：

确保部优，力争国优。

2、质量保证体系和组织机构：

项目经理是第一质量责任人，对项目的质量负全责。

项目经理部设工程部，工程部设测量队、试验室、质检室，在总工程师直接领导下，对项目的技术质量负全责；设材料部、机械部。

在主管生产的副经理领导下，对材料的采购质量、机械设备的使用性能负全责。

3、质量保证措施

根据质量管理的原理和程序，结合军山长江大桥的工程特点，质量管理的重点应放在实施性施工组织门计、原材料质量控制、工序控制、试验、测量控制、质量记录以及人员技术水平和素质培养上。

五、工期保证措施

该标段桥梁工程量大，技术难度高，现场施工条件困难，工期安排紧，为确保工期，将采以下措施。

1、把“坚持保证工期”作为完成工程合同的最高目标，把工期化为若干段进行目标管理。

制定切实可行的详细的工程进度计划，配备足够的施工力量及机械设备。

2、实行项目经理部监督各工程项目包工组负责制，把工期目标作为主要考核指标之一。

3、深化企业内部改革，使各作班组劳动定额与工期效益挂钩，充分调动每个施工人员的积极性。

4、分析工程项目困难条件和难点部位，作出克服的详细周密的施工组织设计，确保整个施工过程中全天二十四小时三班作业。

六、安全生产

安全为生产，生产必须安全。

安全生产工作是企业管理工作的一项重要工作，也是考核企业综合水平的硬指标之一。

该工程规模大，技术难度高，新工艺，新技术多、高空作业多，因此各级领导和全体职工应十分重视安全，树立安全第一的观点，加强安全意识，充分发挥群专结合的安全监督网络的作用。

真正做到综合治理，层层把关，切实把安全工作落到实处，为此，经部部下设安全生产办公室，配备专职安全员，各生产班组织兼职安全检查员，均经培训持证上岗，各负其责，严格要求，共同把安全作做好。

具体作法如下：

1、所有施工操作人员穿好工作服、戴安全帽，水上作业人员穿防滑鞋，身系救生衣，工作时间严禁打闹嬉戏，擅离工作岗位。

2、所有机械设备、电器、运输装置经常检查，定员定机，严格操作规程，严格交接班制度。

3、在施工范围内，尤其是施工车辆与交通干扰地段，设置醒目的标志牌、警告牌，确保交通安全。

武汉军山长江公路大桥5#主墩基础形象进度计划横道图

月份

工程项目

一月

二月

三月

四月

五月

六月

七月

八月

九月

十月

备注

1、元月10日前完成定位船布置。

2、元月15日前完成首节钢围堰下沉。

3、元月25日前完成第二节钢围堰拼装及下沉。

4、3月20日钢围堰拼装完成并下沉到底。

5、3月31日前完成封底砼浇注。

6、4月10日前完成钻孔准备工作并开钻。

7、5月10日前完成4根Φ2.5m钻孔灌注桩，确保主墩汛期安全渡汛。

8、8月31日前完成钻孔灌注桩。

9、10月31日前完成承台砼浇注。

定位船、导向船设置完成

刃脚段钢围堰下沉

标准段钢围堰拼装及下沉

第三节钢围堰拼装及下沉

第四节钢围堰拼装及下沉

第五节钢围堰拼装及下沉

第六节钢围堰拼装及下沉

第七节钢围堰拼装及下沉

浇注封底砼

钻孔灌注桩

承台