水中墩台施工专项方案2.doc

叆河桥水中墩台施工专项方案沈丹客专TJ-3标三工区二一一年四月八日叆河桥水中墩台施工专项方案一、编制依据沈丹客专相关设计文件；沈丹客专TJ-3标施工组织设计；客运专线铁路桥涵工程施工技术指南TZ213-2005；客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准 铁建设2005160号；二、编制范围叆河1特大桥桥12#16#墩（DK177+875.53DK178+006.49）;叆河2特大桥14#19#墩（DK179+089.57DK179+245.26）。三、工程概况叆河1桥12#16#墩、叆河2桥14#19#墩处于叆河河道中，水中墩台设计为桩基承台，桩径125cm，单墩共10根桩（2#桥为12根桩），水中钻孔灌注桩共有110根，桩长均在10m以内，承台尺寸为长宽高=1250830250cm（以1#桥14#墩为例）。河床中墩高均在30m左右。叆河为季节性河流，在一年的25月份为枯水期，目前水面标高37.2m，最大水深2.9m。丰水期水面标高为一般在39.2m。2010年百年一遇最高水位在44.2m。地质情况：河床中覆盖2.5m卵石土，其下为3.3m花岗岩（0=600Kpa），承台底在600Kpa花岗岩下1m。四、施工总体安排1、为使工程安全、快速、优质的完成，选派专人负责本项工程。组织机构设置为：设立专业架子队，设置队长1人，技术负责人1名，技术员4名，测工3人，专职质检员2名，专职安全员2名，试验员1名，材料员1名。现场施工在在工区领导之下进行，架子队严格把关。2、选择有类似施工经验的队伍，实行专业化施工。劳动力计划如下：劳动力计划表序号工种人数备注1管理人员6队长1人，专职质检员2名，专职安全员2名，材料员1名。2技术人员9技术负责人1名，技术员4名，测工3人，试验员1名，3钢筋工40钢筋加工绑扎4木工25人模板安装5机械操作人员20汽车吊、挖机司机6机械操作人员66钻机工人7其它工人20混凝土工人及其它3、工期安排尽量利用枯水季节完成水中墩台施工任务，结合现场筑岛完成及队伍进场情况，工期安排如下：桩基施工：2011.4.22011.4.30水中基础施工：2011.5.22011.5.30水中桥墩施工：2011.6.12011.10.31五、大临工程分布及总体设计1、在DK177+670右侧建立架子队驻地及钢筋加工厂，占地25亩；暂时利用9工区拌和站进行混凝土供应。2、临时便道：临时便道经叆河2#桥钢便桥渡过叆河，沿河修筑，在叆河1#桥筑岛顶面通过，保证通行道路宽不小于6m。3、施工用电：自DK177+670附近500KVA变压器引入。4、设备使用计划：设备使用计划序号机械设备名称规格、型号单位数量1挖掘机CAT320台22汽吊30T台23汽吊25T台14自卸汽车10T台105装载机ZL50C台16钢筋弯曲机GW-40台27电焊机BX1-500台128钢筋调直机GX-12型台2钢筋切断机GQ-40台29振捣器ZG/ZW台2010柴油发电机200KW台211模板顶宽3.2m，坡比45：1套212模板顶宽3m，坡比45：1套113模板空心墩套2六、水中墩台施工工艺水中墩台采用筑岛的方式进行施工；采用当地河滩料掺拌粘土进行填筑（河滩料与粘土比例为1：1），筑岛面顶宽30m，按1：1放坡，在两墩中间埋设150cm圆管泄洪；筑岛顶面标高为38.7m，比枯水期水面高1.5m。筑岛平面图附后。1、钻孔灌注桩施工根据当地地质情况，钻孔灌注桩采用冲击钻成孔，每墩上两台钻机，对角线布置。每台钻机配备管形钻头和实心钻头各一个，花岗岩钻进选用4.55.9t底部带球弧面十字形铸钢实体钻头，钻头直径1.23cm，并焊32mm钢筋环4个，用28mm钢丝绳围绕23圈，以备掉钻头后易于打捞。由于钻具磨损最大，每台钻机配备钻头修理设备。钢护筒采用6mm钢板卷成，长2.5m；护筒中心偏差不大于5cm；护筒顶面高出筑岛面30cm，钻孔时保证孔内水头高出河面不少于1.5m。泥浆池设在两墩之间。采用孔内抛填粘土造浆，泥浆比重上层卵石层 1.4，下层花岗岩1.2；粘度控制在1622s；含砂率不大于4%；胶体率不小于95%；PH值大于6.5。开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注水，投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水为1.5m，并防止溢出，掏碴后及时补水。护筒底脚以下2-4m范围内一般比较松散，采用浓泥浆（或按1:1投入粘土和小片石）、小冲程、高频率反复冲砸，以促使护筒底口形成“硬壳”。避免护筒底口漏浆。冲击钻孔时，若遇到倾斜岩面，则回填粘土、小块片石并用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常钻进。按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并在钢筋笼四周按设计要求设置圆形混凝土垫块，保证钢筋笼的定位并有足够的保护层，钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要求和施工规范执行。钢筋笼制作完成后，运到现场，利用汽车吊及时吊放钢筋笼。混凝土采用导管水下灌筑，导管采用无缝钢管，底部距孔底3050cm，导管要有足够的刚度和强度，导管使用前和使用一个时期后应做压水试验，并试验隔水栓能否顺利通过。水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3 倍压力；压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。导管自下而上作标尺和编号，灌筑前还要进行升降试验。混凝土灌筑要及时进行，若时间过长须再测沉渣，沉渣厚度超过设计要求需重新清孔。混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过试验确定。为防止水下混凝土在灌筑过程时间较长，混凝土凝固而导致重大事故的发生，混凝土中可掺入高效缓凝减水剂以延缓凝结时间，改善混凝土的和易性及节约水泥。首批混凝土灌筑前精确计算首盘混凝土方量，制作足够容积的封底用漏斗，确保封底顺利，确认封底成功后，进行正常浇注。灌筑过程严格依照规范进行，随时进行混凝土质量、导管埋置深度等各项检测以保证整个灌筑过程的顺利。浇注开始时，要连续有节奏地进行，当导管内混凝土不满时，徐徐地浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管。导管底端要始终埋入混凝土面以下26m，严禁把导管提出混凝土面。混凝土浇筑过程中注意观察钢筋笼是否上浮，否则采取加固措施。在浇注将近结束时，导管内混凝土柱高度相对减少，导管内混凝土压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，减少泥浆比重，使浇注工作顺利进行。灌筑结束后，用测绳准确测出桩顶的混凝土面标高，并按规范要求考虑超灌余量。研究设计和地质资料，踏勘，钻机选型号制定详细的施工方案以及质量和安全保证措施埋设护筒钻机就位、钻孔安装导管灌筑桩身水下混凝土拔除护筒测量放样清孔桩身钢筋笼安放场地清理，按环保要求进行地表恢复处理制备泥浆、建循环系统 制作钢筋笼并移至孔位处量测混凝土面高度及埋管深导管试拼装，做密封试验混凝土试件制作钻孔桩施工工艺框图2、承台基坑开挖筑岛面标高38.7m，承台底标高32m，基坑开挖深度为6.7m，受筑岛宽度限制，无法进行放坡开挖，采用钢板桩围堰进行基坑开挖。采用拉森号钢板桩（YSP111型）。钢板桩围堰设计尺寸为10.414.4m。由于地质条件限制，钢板桩围堰无入土深度，靠围囹支撑承受压力。2.1钢板桩围堰钻孔桩完成后，采用钢板桩防护进行承台施工，围堰尺寸10.414.4m，采用4#拉森钢板桩（YSP111型），承台尺寸为长宽高=1250830250cm。施工准备A.钢板桩运到工地后均进行详细检查、丈量、分类、编号及登记。B.锁口检查：用一块长1.5m2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口检查。检查是用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行。C.板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊接或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开。D.钢板桩采用组桩插打，每隔45m加一道夹板，夹板在板桩起吊前夹好，插打时逐付拆除，周转使用。组桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能。E.拼制角桩时，将一块钢板桩纵向割开后，中间用角钢或钢板弯制焊接、铆接或螺栓连接成角桩。导框制作及安装钢板桩围堰需用方木或型钢作为内导梁、导框制成围笼。内外导梁间距比钢板桩有效厚度大8cm10cm，以利钢板桩的插打。矩形围笼导梁按设计尺寸直接下料，导梁接头均安排在横撑支点处，接头用夹板螺栓连接。安装导框前，先进行测量定位。导框安装时先打定位桩或作临时施工平台。导框在工厂或现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上，待插打入少量钢板桩后，逐渐将导框固定到钢板桩上。插打与合拢因施工场地位于筑岛顶面，直接用打桩机打桩。A.采用60锤插打钢板桩。经过整修或焊接后的钢板桩，要用同类型的钢板桩进行锁口试验、检查。B.在施打钢板桩围堰前，在围堰上下游一定距离及两岸陆地设置经纬仪观测点，用以控制围堰长、短边方向的钢板桩的施打定位。C.钢板桩采用逐块(组)插打到底或全围堰先插合拢后，再逐块(组)打入，矩形围堰先插上游边，在下游合拢。D.插打钢板桩时从第一块(组)就要保持平整，几块插好打稳后即与导框固定，然后继续插打，为了使打桩正常进行，设一台吊机来担负吊桩工作。钢板桩起吊后须以人力扶持插入前一块的锁口内，动作要缓慢，防止损坏锁口，插入以后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入，或用锤重下压，比较困难时，也可以用滑车组强迫插桩，待插入一定深度并站立稳定后，方可加以锤击。E.钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打。凡带有接头的钢板桩应与无接头的桩错开使用，不得已时其接头水平位置至少应上下错开2m以上。F.保证钢板桩插打正直顺利合拢的措施是随时纠正歪斜，歪斜过甚不能用拉挤办法整直者要拔起重打，纠正无效时,应特制楔形桩合拢。G.钢板桩组桩插打时，组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮以钝凿嵌塞。组桩的外侧锁口均应在插打前涂以黄油或混合油膏(黄油沥青干锯末干粘土=2221)，以减少插打时的摩阻力，并加强防渗能力。围檩的及角撑的设置：围檩采用HM450mmx300mm型钢，内撑采用600mm x10mm钢管，上下两层，围檩固定于钢板桩内壁，钢管桩八字撑两端均用三角加劲板加固。围檩施工的技术要求如下：）围檩与钢板桩之间搭靠实心密实，当与钢板桩之间有少量空档时用钢板焊接。）围檩距桩顶的距离为100cm。）围檩的制作要封闭，转角处采用焊接牢固。）角撑与围檩之间同样要焊接牢固，接触密实。按先支撑，后开挖的原则进行。具体支撑顺序如下：开挖至第一层支撑处加第一层围檩及内撑开挖至第二层支撑处加第二层围檩及内撑开挖至基坑底。围檩型钢安装，首先在安装位置下方焊接承受围檩自重的临时短型钢，然后吊人围檩型钢就位。由于部分钢板桩侧面与围檩型钢之间存在空隙，将每片有空隙处的钢板桩用短型钢支撑在围檩型钢上并焊接固定，尤其注意钢板桩围堰四角与围檩型钢的固定。钢板桩的拔除及整理A.钢板桩拔出前，应先将围堰内的支撑及其他设施从上到下陆续拆除，并陆续填土使内外压力平衡，使板桩挤压消失，拔桩设备可用吊机、打拔桩机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。B.拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油。在运输堆放时，不使碰撞，防止弯曲变形，堆放场地应坚实平整，堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。定位桩钢板桩木导桩木楔特制角桩流向合拢点起点矩形钢板桩围堰结构平面图矩形板桩围堰插打次序图围堰内排水主要采用钢板桩自身进行挡水，锁口涂以混合油膏(黄油沥青干锯末干粘土=2221)，当开挖至基底时，在基坑四周开挖集水井，采用4台大功率抽水机（QJ350型）进行抽水。钢板桩围堰施工工艺流程图定位桩、导框、钢板桩等制备施 工 准 备测 量 定 位搭设水中工作平台打 入 定 位 桩安 装 导 框打 入 钢 板 桩围堰内抽水堵漏基础、墩身施工围堰内灌水、拆除施工平台钢板桩拔除、整理结 束到达花岗岩后，采用爆破方式进行开挖，挖机配合出碴；采用抗水岩石硝铵炸药，注意爆破作业不得破坏基底的完整性，基底以上30cm采用人工风镐整修至设计标高；3、承台施工承台开挖及封底处理：承台开挖采用机械开挖，人工配合基坑整修工作。基底清理完毕立即进行5cm厚水泥砂浆垫层施工，基底四周挖汇水沟，设集水坑用大功率水泵集中抽水。垫层施工完毕后，在垫层上放线，定好立模边线。钢筋绑扎：钢筋的要求同扩大基础中钢筋要求，钢筋在钢筋加工厂加工成半成品，再运至现场绑扎，钢筋的接头采用冷挤压或焊接接头。桩顶锚固筋与承台或墩台基础锚固筋按规范和设计要求连接牢固，形成一体。砼浇筑：承台侧模板采用专制面积为2m2以上的大块钢模板，采用吊机配合安装。混凝土采用集中拌和，罐车运输，泵送或溜槽入仓。混凝土浇筑采用斜面推进的方法完成混凝土的浇筑，分层厚度为30cm。分层间隔浇筑时间不超过试验所确定的混凝土初凝时间，以防出现施工裂缝。混凝土振捣采用50mm和70mm插入式振捣棒，对于大面积分层浇筑混凝土，振捣棒振捣深度为插入下层5cm，并保证下层在初凝前再进行一次振捣，使混凝土具有良好的密实度。混凝土采用低水化热水泥配置，并采取措施严格控制混凝土的入模温度，拆模后覆盖养生。承台的允许偏差和检验方法序号项 目允许偏差（mm）检验方法1尺寸30尺量长、宽、高各2点2顶面高程20测量3轴线偏位15测量纵横各2点4前后、左右边缘距设计中心线尺寸50尺量施 工 准 备基 坑 开 挖基 底 处 理基 坑 检 测绑 扎 钢 筋立 模浇 筑 混凝土养 生清 理 桩 头制作试块钢 筋 加 工基坑回填桩 基 检 测承台施工工艺框图4、墩身施工水中墩高30m，按10m一次浇筑混凝土，最高不超过12m。模板拼装：桥台模板采用6mm厚钢板加工成整体拼装式钢模，桥墩身施工采用定型钢模。模板框架采用14#槽钢加固，加劲肋采用50mm等边角钢加固，严格控制加工质量，作到表面平整，尺寸偏差符合规范与设计要求，具有足够的强度、刚度、稳定性，拆装方便，接缝采用契口缝确保严密不漏浆。模板拼装前，涂刷优质长效脱模剂。模板安装好后，检查轴线、高程符合要求后进行加固，保证模板在浇筑混凝土过程中受力后不变形、无移位。模板安装好后，自模板顶部与中部，往四周呈八字方向用四根钢丝绳及花篮螺栓与地垄拉结，将模板固定牢固。模板内干净无杂物，拼装平整严密，支架结构立面、平面均安装牢固，支架立柱在两个互相垂直的方向加以固定，支架支承部分安置稳固地基上。钢筋绑扎：钢筋在现场集中加工，人工绑扎成形。钢筋骨架外侧绑扎同级混凝土垫块，混凝土垫块要购买铁道部相关部门认可的成品，满足钢筋保护层要求；钢筋接头所在截面按规范要求错开布置。经自检及监理工程师检验合格后，进行下道工序施工。混凝土浇筑：浇筑前，对支架、模板、钢筋、保护层厚度及预埋件进行检查。混凝土集中拌制，拌和运输车运至现场，泵送入模。混凝土水平分层浇筑，分层厚度不超过30cm，落差较大时采用串筒下料，串筒出口距混凝土表面1.5m左右，插入式振动器振捣密实，振动器移动间距不超过其作用半径的1.5倍，与模板保持510cm的间距，插入下层5cm左右，防止碰撞模板、钢筋及预埋件。墩台周围、顶部分别采用塑料薄模及草袋遮盖、覆盖，并洒水养护，当气温低于5时，不进行洒水。七、质量、安全保证措施1、建立建全岗位责任制，人人明确工作职责范围；叆河1桥水中墩施工由标三工区架子四队负责实施，人员分工如下：项目部管理人员：生产副经理：李帅 负责资源的调配及统筹安排工区总工：王强 负责方案的制定及危险源的辩识队长：田峰 现场生产负责人技术负责人：郭清文 负责方案实施技术员：张佳 楚占明 李艳傅 周军 负责过程控制2、参加操作的工人必须进行专门培训，考核合格后方可上岗。3、轴线及高程必须经工地技术负责人验收，测控位置经常复核，技术措施到位；4、各工序均须进行自检及互检，上道工序不合格不得进入下道工序施工。5、各种材料、成品、半成品加工均有出厂合格证明，确保进场质量；6、各种施工记录、质量检查记录完整，与施工同步，有专人填写、收集、整理，采用法定计量单位；7、建立必要的奖罚制度，对质量做出贡献的员工给以适当的物质奖励；对质量事故的责任者，视损失大小，情节轻重给予经济惩罚。八、施工过程应急预案1、影响水中墩施工的最不利因素为叆河水位；目前叆河水位处于一年中最低，项目部已安排水中墩各安排2台钻机进行施工，水中墩模板均已到位；经过现场核查，在上游共有3道大坝，第一道为中兴水库，第二道为长虹电站，第三道为龙凤电站，我工区已与凤城水务局联系，当降水频繁水库放水时通知我方提前进行准备。联系方式为：叆河施工应急通讯录序号姓名职务联系方式1吴俊凤城水务局139415025692仲伟兴凤城水务局139415825943李帅生产副经理187041520174周国桥外协负责人（书记）186012190925刘成文项目部调度137001830026田峰施工队长182415799852、应急机械准备：现场配备PC200型挖机2台，30T汽吊2台，25T汽吊2台；自卸汽车2台。3、进入雨季后，预计洪峰到达前，组织全体工人将现场施工机械及模板移至河边高地，挖机迅速将14#墩与15#墩中间挖开宽10m泄水槽进行泄水，以确保既有岛屿安全。叆河一号桥筑岛平面图拉森型钢板桩围堰计算书基底为岩石，无须进行坑底流砂验算，无须进行坑底隆起验算，钢板桩无入土深度，直接按挡土板进行受力验算：1、钢板桩计算：按主动土压力进行桩底5.5m深处水平土压力p：P=rhtag2(45-/2)=185.5tag2(45-30/2)=33Kpa计算简图按单片钢板桩进行受力检算：弯距图剪力图Ysp111型钢板桩性能参数为：B=400mm，t=13mm，h=125mm，Ix=1920cm4，w=196cm3,A=76.42cm2。单片钢板桩所受最大弯距为6.9KN.M，最大剪力为13.1KN;=Mmax/w=6.9/196=35MPaf=205MPa T=Qmax/A=13.1/76.42= 1.7 MPa =100MPa 强度满足要求；2、围囹计算：围囹采用HM400型钢，Ix=72100000mm4,Wx=369744mm3,A=13670mm2。受集中荷 载P=25.9kn，简化为均布荷载为69KN/m，所受内力如下：变距图剪力图单片钢板桩所受最大弯距为77.6/2=38.8KN.M，最大剪力为129/2=64.5KN;=Mmax/w=38.81000/369744=105MPaf=205MPa T=Qmax/A=64.5/13670= 4.7 MPa =100MPa 强度满足要求；3、钢管桩计算：钢管桩所受轴力为258KN，钢管桩长L=9.5m，采用600mm钢管桩，t=10mm，i0=209mm，=l0/i0=45.5 =0.868=F/(A)=258/(0.86818.5)=16 MPaf=205MPa 钢管桩稳定性达到要求，合格。