长沙湘府路湘江大桥深水基础承台钢围堰施工技术背景分析.doc

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长沙湘府路湘江大桥深水基础承台钢围堰施工技术背景分析
长沙湘府路湘江大桥深水基础承台钢围堰
施工技术背景分析
总第147期
公路与汽运
Highways＆amp；AutomotiveApplications149 长沙湘府路湘江大桥深水基础承台
钢围堰施工技术背景分析
王鼎
(长沙城投基础设施项目建设管理,湖南长沙410011） 摘要:长沙市湘府路湘江大桥主桥桥墩基础为深水基础,桩基采用回转钻孔水下灌注砼施工
方法，承台采用双壁钢围堰水下封底施工方法。为设计出安全的围堰结构,建立封底砼厚度确定
的统计公式,简化算法和有限元算法,为施工方进行深水基础承台钢围堰施工设计决策提供参考，
文中对深水基础钢围堰结构施工技术进行了背景分析。
关键词：桥粱；湘府路湘江大桥；钢围堰;施工技术；深水基础
中图分类号：U445.55文献标志码:A文章编号：1671-2668（2021）06—0149—03 湘府路湘江大桥工程为长沙市南二环和南三环
之间规划的唯一一座过江通道,距离上游黑石铺大
桥和下游猴子石大桥均为约2。2km,距下游橘子洲
约4.8km。西岸为大河西先导区洋湖浣，与正在建
设实施的洋湖大道衔接；东岸为天心区黑石铺，与已
建成的湘府西路衔接。
主桥为65m+5×120m+65m刚构连续梁
体系。主梁采用变高度C55预应力砼斜腹板单箱
三室截面连续箱梁,支点处梁高7m,跨中和边墩处
梁高3m，采用三向预应力体系.
修建任何一座跨河大桥,关键在于水下基础施 工,尤其是水下地质条件复杂的跨河大桥.湘府路 湘江大桥共有9个主桥墩,其中6个水中桥墩.即 便是枯水季节，湘江水深也还有好几米，6个主桥墩 桩基深60~80m，最深的8O多m，无法展开桥墩以 下的桩基施工,建桩基时需借助钢围堰施工。钢围 堰高达21m，相当于普通楼房7层楼高，要分3节 才能沉到江底以下.
1难点分析
当前，中国正处于高速公路建设快速发展时期， 一
大批跨江，跨河，跨海的大跨径桥梁得以修建。深 水基础承台是这类大型项目的控制性工程，受自然 条件和技术原因的影响,施工往往不易控制,严重影 响其施工进度.研究深水基础承台钢围堰施工技术 是这类桥梁施工成败的关键.
自武汉长江大桥首次采用钢板桩修建桥梁深水 基础承台成功以来，钢板桩在2O世纪五六十年代中 国桥梁深水基础修建中得到广泛应用。但采用钢板 桩在长江上修建深水基础,受水位控制,施工周期 长.为此,中国在2O世纪7O年代修建九江长江大 桥时首创双壁钢围堰,在简化施工工序，缩短工期方 面有了新的突破。目前，中国公路桥梁深水基础施 工中,钢围堰与钢板桩成为2种主要的挡水结构和 施工方法.
由于钢围堰,钢板桩等是临时的挡水结构物,一 般由施工单位自行设计,加工,下放等，在施工过程 中容易出现结构不合理，工程事故时有发生等情况。
挡水结构物常见的事故主要有：
（1)结构强度,稳定性不够,在洪水季节时易出 现失稳现象,即工程界所谓的”包饺子"，引起财产损 失和进度滞后,阻碍工程的顺利进行。
(2)止水效果较差，施工过程中必须花大量人 力，物力进行水下封堵。
（3）结构设计欠合理,在施工过程中要对结构 进行多次调整，甚至对结构体系进行改造. 这些都会严重阻碍施工进程,给施工单位造成 不小的影响.
2解决方法
钢围堰一般为双壁型，在水深较浅时也可采用 单壁结构形式,其平面形状有圆形,矩形和异形等. 施工过程中，一些关键工艺对结构影响较大。1)对 接控制。为方便施工,常常将围堰在长度方向分成 若干节,每节在水平方向又分为若干个互不连通的 独立隔舱。首节围堰的下水方法,一般采用在近岸 15O
公路与汽运Highways&amp；AutomotiveApplications第6期 2021年l1月
处浮式拼装平台上组拼首节围堰，然后用大型起重 船将其吊运至墩位处的导向船组中将其放入水，或 在岸边组拼好首节围堰,以简易滑道下水自浮,再牵 引送入导向船组中。其余各节的下水接高，一般采 用大型起重船将在浮式拼装平台上组拼好的分节整 体吊运至墩位，与已入水自浮的下节围堰对接的方 法.采用该种方法实行对接需要大型起重机械,位 置控制要求较高,施工时不易控制.钢板桩多采用 矩形截面，施工时一般是采用大型打桩船按一定顺
序进行打插,接头的顺利打插比较难控制.2)封底 （有底套箱的无此问题）。封底的质量直接关系到承 台施工的成败.往往大型深水围堰的围护面积达千 余平方米,封底厚达几米甚至近十米,封底所用砼可 达数千方.施工中经常出现封底砼标高不准,厚度 不均，抽水时易出现穿孔或击穿等问题。因此，深水 基础承台施工的工艺研究对施工有重要影响. 钢围堰，钢板桩的设计计算目前主要有2种方 法,即简化计算方法和基于有限元的计算方法。1) 简化计算方法是将整体结构的某个构件和局部提取 出来，引入适当的简化模型和边界条件，不考虑结构 的互相作用来进行分析,为安全起见,往往会选择一 种受力最不利情况进行分析.基于这样的设计思 想,计算中往往会夸大荷载效应,设计出抗力更强的 结构，未能充分发挥材料的力学性能，容易造成浪 费.2)基于有限元的计算中,钢围堰，钢板桩的构 件较多,连接方式多种多样,要求计算人员对结构受 力有清楚的认识，能合理地离散结构，如结构中的杆 件与板件的偏心连接，节点处多根杆件中心线未相 交于一点等，需合理选取计算模型，否则会出现局部 应力过大而使计算失真。
钢围堰,钢板桩结构设计计算中还必须考虑施 工过程,尤其是钢板桩结构,其施工方法不同,结构 的受力差别很大。因此，对于钢板桩,目前的设计计 算都要求考虑施工过程中的变位影响,否则会低估 钢板桩的应力水平而高估内支撑的应力水平,造成 钢板桩设计不安全，内支撑设计又有浪费. 在钢围堰，钢板桩结构的设计分析中,目前普遍 都没有考虑水流力，波浪荷载及风荷载等随机分布
的动力荷载，而实际上这些结构是在静力和动力荷 载共同作用下工作的.因此，为保证钢围堰，钢板桩 在施工期间的可靠性,可对其进行动力特性分析,主 要是进行模态分析及结构在水流力，波浪力,风荷载 作用下的动力响应分析。
在钢围堰,钢板桩结构的设计分析中，目前稳定 分析大都采用基于有限元的第一类稳定分析方法, 即特征值分析.实际结构中稳定系数究竟应达到多 少才能确保安全,目前看法不，,通常认为达到4以 上就可以，但许多结构特征系数达到8以上仍出现 事故。可见，特征值分析方法不能确保结构稳定与 安全,合理的分析应按照极值点失衡理论,采用弹塑 性分析方法才真正可行.
3实例成果
由于中国近2O年修建了大量的跨江，跨湖，跨 海大桥，钢围堰,钢板桩等在工程中得到广泛应用, 取得了巨大成就.
湖南路桥建设集团公司联合中交公路规划设计 院等单位对南京长江第三大桥南塔大型深水基础设 计，施工技术进行专题研究和科技攻关,首次提出并 采用钢护筒,钢套箱组合刚构钻孔桩施工平台体系 进行深水基础施工，形成了”桥梁特大型深水基础设 计施工新技术”研究成果，在桥梁深水基础施工方面 探索出了一套全新的施工理念和技术.2006年,该 项科技成果获湖南省科技进步一等奖。
中铁十二局集团四公司在世界上第一座按四线 铁路修建的双塔三索面三主桁公铁两用斜拉桥,当 今世界同类型大桥中拥有”跨度,速度,荷载,宽度" 四项第一的天心洲公铁两用长江大桥施工过程中，
采用创世界纪录的最大浮体钢围堰技术和巨型双壁 钢围堰定位新技术，实现3200m。巨型围堰水中定 位精确控制在5cm以内。根据长江水位变化的带 载升降施工技术获得国家发明专利,促进了深水基 础施工技术的发展.
中交二航局第二工程通过对忠县长江 大桥浅覆盖层和无覆盖层深水基础施工进行研究, 提出采用双壁自浮式钢围堰进行桩基和承台施工， 这是长江上游已建成和在建桥梁中直径最大的钢围 堰;提出的采用浮式平台进行桩基钻孔并结合钢吊 箱进行承台施工的工艺,是深水基础施工领域内的 一
项创新.
铁道部大桥局以九江长江大桥为工程背景，首
，创造了在长江 创中国"双壁钢围堰钻孔基础"方案
上仅用一年甚至更短的时间便可建成一座大型深水 基础的纪录,形成的”九江长江大桥双壁钢围堰大直 径钻孔深水基础的设计与施工”技术在中国大型桥 梁中得到广泛应用,带来了巨大的社会,经济效益, 总第147期
公路与汽运
Highways&AutomotiveApplications151
该成果1994年获铁道部科技进步一等奖. 湖南路桥建设集团公司先后在铜陵长江公路大 桥,南京长江二桥,荆州长江公路大桥,岳阳洞庭湖 大桥三塔斜拉桥主桥等工程中采用深水基础施工方 法,取得了巨大成就,体现了湖南路桥建设集团公司 在深水基础施工领域的工程技术和创新思维。 苏通长江公路大桥深水桩基础施工中,先后进
行了基础旌工方案比选，施工组织与准备，深水桩施 工平台的形成，深水钻孔灌注桩施工，承台钢吊箱施 工，深水高桩承台砼施工，信息化施工,南塔基础施 工等关键施工技术的研究，集中解决了超大深水群 桩基础的技术难题。
长沙理工大学利用Ansys和Midas对广州新 化快速路D2标管洲河大桥施工中采用的钢板桩结 构,D4标新造珠江大桥所采用的钢围堰结构进行结 构设计复核，提出了设计修改意见并被采用;提出了 施工监测方案并对施工过程进行了监控,确保了施 工的顺利进行.
所有这些工程项目的实施为解决深水基础承台 施工难题，促进深水基础施工技术的发展做出了重 要贡献.但是由于项目的工程背景不同,施工单位 出于技术保密的考虑，这些重大工程的科技成果较 少公开，使得同类型桥梁施工得不到参考，阻碍了科 技交流与发展.
该文对深水基础承台钢围堰施工技术背景进行 分析，旨在为长沙湘府路湘江大桥深水基础承台钢 围堰施工方进行设计决策提供参考。
参考文献:
[1]刘自明.桥梁深水基础［M］。北京:人民交通出版社， 2003。
[2]殷万寿.深水基础工程［M］。北京:中国铁道出版社, 2003.
［3]陈新。九江长江大桥双壁钢围堰大直径钻孔深水基础 的设计与施工［R］。北京：铁道部,1994。 [4］湖南省路桥建设集团公司。桥梁特大型深水基础设计 施工新技术［R]。长沙:湖南省路桥建设集团公司, 2006.
[sJ沈晓松。广州新光大桥深水基础施工技术研究［D].长 沙：长沙理工大学，2007.
[6］路桥华南建设。广州新化快速路D4标双壁 钢围堰设计计算书［R]。广州：路桥华南建设有限公 司,2006。
[7］李东炜。单壁钢套箱围堰在南阳湖大桥深水基础中的 设计与应用［J].辽宁建材,2021(5). [8］林树奎,孙莉，赵志峰。浅覆盖层深水基础施工技术研 究[J］_重庆建筑大学,2021,30（5）. ［9］陈明宪.斜拉桥建造技术［M]。北京:人民交通出版社, 2003。
[1O]欧阳效勇，任回兴，徐伟。桥梁深水桩基础施工关键技 术：苏通大桥南塔基础工程施工实践［M］.北京：人民 交通出版社，2006.
[11]张鸿。特大型桥梁深水高桩承台基础施工技术［M]。 北京：中国建筑工业出版社，2006。
[12]长沙理工大学土木与建筑学院。广州新化快速路D4 标钢围堰结构复核与施工监控研究报告[R]。长沙: 长沙理工大学土木与建筑学院，2007. ［13]许成林，郭靖宇，方诗圣。深水基础钢围堰结构受力分 析［J］。安徽建筑工业学院:自然科学版，2007，15 (3）.
［14]长沙理工大学土木与建筑学院.广州新化快速路D2 标钢板桩结构复核与施工监控研究报告［R]。长沙： 长沙理工大学土木与建筑学院,2007, ［15]郭征红，徐伟.深水群桩基础的关键施工技术研究 ［J］。结构工程师，2007,23(6）.
[16］许克宾.桥梁施工［M].北京:中国建筑工业出版社， 2005.
［17]DennisLam，Thien—CheongAng,Sing-PingChiew。
Structuralsteelwork:designtolimitstatetheory［M］。 Thirdedition.Amsterdam:Elsevier,2004。
[18］EdwardLWilson。Three-dimensionalstaticanddy-
namicanalysisofstructures[M].Berkeley:Comput—
ersandStructuresInc,2002.
［19]CrisfieldMA。Non—linearfiniteelementanalysisof solidsandstructures[M]。Chiehester:JohnWiey＆amp； Sons,1991.
［2o］李国强,沈祖炎。钢结构框架体系弹性及弹塑性分析
与计算［M］。上海：上海科学技术出版社,1996。
［21］OwenDRJ,HintonE.Finiteelementsinplasticity： theoryandpractice［M］。PineridgePressLimited Swansea，U。K。,1980。
[22]徐爱军。钢吊箱围堰的施工技术及非线性仿真分析
[J］.公路,2005(8).
[23]中铁十二局集团第四工程.京广高速客运专
线天心洲公铁两用长江大桥施工组织设计JR］.西
安：中铁十二局集团第四工程,2021.
收稿日期:2021—09——29

Nht目 录
1、工程概况 1
2、投入的主要人员及机械设备 1
3、大体积混凝土承台施工工艺 2
3.1封底混凝土施工 3
3.2桩头凿除 3
3.3承台钢筋及冷却管的加工与安装 4
3。3。1承台钢筋及冷却管的安装 4
3。3。2冷却管尺寸及布设的确定 4
3。3。3测温元件的布设 5
3。4承台模板安装 5
3。5混凝土施工 6
3.6混凝土浇筑后温度的监控 11
3。7基坑回填 11
4、安全生产保证措施 11
5、既有线施工防护措施和应急预案 12
5.1成立安全领导组织机构 12
5.2安全防护措施 12
5.3承台施工应急预案 13

大体积混凝土承台施工方案
1、 工程概况
新建沪昆客专杭长湖南段II标段长沙南西联络线特大桥和长沙西北上行联络线特大桥分别在第37孔和第43孔处以转体斜拉桥的方式跨域武广客运专线.
长沙南西联络线特大桥起讫里程为SWDK000+580。426～SWDK002+380.291，全桥长1799.865米，孔跨布置为：8—32m+2-24+1—32+1—24m+24—32m简支T梁+(1—112m+1—80m+1—32m）斜拉桥+5-32m+1—24m简支T梁+(5-24）连续梁+3—32m简支T梁，斜拉桥主墩为第37号墩。长沙西北上行联络线特大桥起讫里程为NSDK000+756。790~NSDK002+849.735，全桥长2092.945米，孔跨布置为15-32+1—24+24-32+1-(30+80+112)斜拉桥+17-32米简支T梁,斜拉桥主墩为第42号墩。主墩承台为圆形，直径21米，高6。5米，其中上承台高3米，下承台高3.5米。
2、 投入的主要人员及机械设备
为确保主墩承台施工的顺利进行，项目部拟投入的主要人员见表2.1;主要机械设备见表2。2。
表2。1 拟投入主墩承台施工的主要人员
序号
工种
人数
工作内容
1
队长
1
负责施工的全面协调工作
2
副队长
1
负责现场施工指挥工作
3
技术员
2
全面负责施工的技术工作
4
钢筋工
20
负责钢筋加工与安装
5
模板工
20
负责模板的打磨、安装及校正
6
混凝土工
51
负责混凝土的浇筑
7
电焊工
16
负责钢筋的焊接，模板加固筋的焊接
8
电工
2
负责施工过程中各种线路的安装与布设
表2。2 拟投入主墩承台施工的主要机械设备
机 械
名 称
规 格
型 号
额定功率（KW）
或容量(m3）
或吨位（t）
厂牌
数量（台）
备注
小
计
其 中
拥
有
新
购
租
赁
混凝土拌和站
HZS150
150m3/h
山东建友
5
√

混凝土运输车
ZZ1257N3247C
8m3
山东建友
20
√

混凝土泵车
HBQ125C
125m3/h
中联重科
3
√

其中1台备用
汽车吊
QY25
25T
中联重科
1
√

钢筋切割机
GQ—40

太原
2
√

钢筋调直机
GT4/14

太原
2
√

弯筋机
GW40

太原
3
√

电焊机
BX-500
3KW
上海
16
√

插入式振捣棒

3KW
北京
15
√

其中5台备用
发电机

200KW
上海
1
√

备用电源
3、 大体积混凝土承台施工工艺
长沙南西联络线特大桥和长沙西北上行联络线特大桥转体斜拉桥主塔墩承台尺寸为：直径21米，高6.5米，其中上承台高3米，下承台高3。5米。下承台混凝土方量为1212.3m3 ，混凝土强度等级为C35.
本桥所处环境为，距地面1。5m以上的墩台及梁部为碳化环境,T2等级，距地面1。5m以下的墩台及基础为化学侵蚀环境，H1等级。在施工时需严格控制混凝土裂缝的产生,不允许出现贯穿性温差裂缝，尽量减少混凝土干缩裂缝，确保承台混凝土的整体性。承台施工工艺流程图见图3。1。
钢筋冷却管及测温元件安装
封底砼施工
桩头凿除
模板安装
混凝土浇筑
混凝土养护
基坑回填
全过程对基坑支护进行监测
测温
冷却降温
图3。1 承台施工工艺流程图
3。1封底混凝土施工
待基坑挖至基底后，立即对基坑进行封底混凝土施工，长沙南西联络线特大桥37＃墩封底混凝土厚度为0。2cm,长沙西北上行联络线特大桥42#墩封底混凝土厚度为10cm；封底混凝土采用C20混凝土，在封底时,要加强与支护相结合处混凝土的处理，结合处做到密实，不出现涌水、涌泥现象。
混凝土采用拌和站集中拌和，砼运输车运至施工现场，混凝土泵车入基坑。
施工过程中严格控制好混凝土顶面标高及平整度，混凝土浇筑前利用水准仪在基坑内布设一定数量的标高点，根据标高点用线绳按5mX5m布设网格线，通过线绳控制封底砼顶面标高，并及时进行收光抹面。整个基坑进行全封底。
3.2桩头凿除
封底混凝土施工完成并具有一定强度后,立即组织充足的人员设备进行桩头凿除，尽量缩短桩头凿除的施工时间，为下道工序争取更多的施工时间。
桩头凿除时，要控制好标高,桩头应伸入承台10cm，首先利用红油漆在桩头上做出明显的标记，在凿除剩余10cm时，改用人工凿除,以免机械作业对桩头造成破坏，影响桩基质量。
桩头凿除结束后，立即对桩基的偏位情况进行检测，并提前通知检测单位对桩基的成桩质量进行检测，待检测合格后进行承台钢筋的施工.
3。3承台钢筋及冷却管的加工与安装
3.3.1承台钢筋及冷却管的安装
加工好的半成品利用炮车运至施工现场，并在下部临时垫方木存放。钢筋安装的原则为先安装主筋，后安装箍筋.
（1）、在钢筋安装前，由测量班放线确定承台的轮廓线，并利用钢尺对测量放样进行复核，确保无误；
（2）、根据测量班的施工放样，用墨线弹出承台轮廓线，并根据图纸尺寸将承台底部主筋位置用墨线标识在封底混凝土上；
(3）、根据封底混凝土面上标识的墨线，安放承台底部主筋,要求位置准确，同一截面内钢筋接头数量不得超过总数量的50%；
(4）、搭设钢管架：利用钢管搭设钢管架，要求钢管架牢固，在钢管架上布设一定数量的水平钢管，并根据承台钢筋的分部，控制好相应的标高；在搭设钢管时注意对承台底部钢筋的保护；
(5）、钢管架完成后，进行承台其它部位的水平主筋安装，将水平主筋按图纸间距安放在水平钢管上；
（6）、按计算好的位置安装冷却钢管,每1m用φ8钢筋安装一道加固筋固定在承台钢筋上，要求加固牢靠;
（7)、安装承台竖向钢筋及箍筋，严格按照图纸尺寸进行,边安装边与承台主筋之间进行绑扎,绑扎要求进行全绑扎以确保钢筋骨架的整体性；同时在承台顶面预留2—4个过人孔。
（8）、在箍筋安装的过程中，边安装边对钢管进行拆除，箍筋安装完成,水平钢管拆除完成,承台钢筋形成一个完整的骨架；
（9）、在承台钢筋安装完成后,混凝土浇筑前要预埋好墩柱钢筋；为保证墩柱预埋筋的稳定性,利用钢管架对其进行临时支撑。
（10)、钢筋施工时，根据图纸进行预埋件的预埋。
3。3。2冷却管尺寸及布设的确定
冷却水管采用外径48mm，壁厚3。5mm的钢管，采用丝扣接头连接缠绕止水带，水平布置于混凝土不同层面内，层间距1米，共三层.安装时要确保位置准确、固定牢靠。施工时注意保护，以免践踏、碰撞而损坏冷却水管。冷却管布置见图3.2。
图3.2 南西联络线、西北上行联络线斜拉桥主墩下承台冷却管布置图

3。3.3测温元件的布设
南西联络线、西北上行联络线斜拉桥主墩下承台分别布设8个测温区(编号分别为A～I），每个测温区沿承台厚度方向布设7个测温点,具体布设见图3。4.
图3.4 南西联络线、西北上行联络线斜拉桥主墩下承台测温元件布设图

3.4承台模板安装
承台钢筋安装完成后，进行承台垂直面模板的安装。
(1）、垂直面模板使用6015组合钢模板，在安装前需对模板进行打磨，首先利用打磨机将模板表面的浮锈打磨干净,并用干布擦干净；模板打磨干净的标准是,用手指在模板上拂过后不在手指上留有明显的污迹.
（2)、模板打磨合格后，涂刷性能好的脱模剂，进行模板的安装。人工将模板抬入基坑内，然后进行安装；模板安装好后，检查轴线、高程符合设计要求后加固。模板的加固采用内拉外撑的原则进行，拉筋采用φ12钢筋，按每80cm一层,同一层中相邻拉筋间距为80cm布设;外撑利用钢管及方木进行,在相邻拉筋中间等间距布设两道外支撑.安装好的模板要求加固牢靠，线形顺直，顺直度及垂直度满足施工规范的要求，保证模板在灌注混凝土过程中受力后不变形、不移位；
（3)、为满足钢筋保护层的要求，钢筋骨架绑扎适量的混凝土垫块，以保持钢筋在模板中的准确位置和保护层厚度。
3。5混凝土施工
3.5。1混凝土原材料的选用
为降低混凝土的水化热，提高混凝土性能,控制混凝土温差裂缝及干缩裂缝，需严格控制混凝土原材料的选用。
3.5。1。1选择合适的水泥、严格控制水泥用量
根据《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》及设计图纸要求,为了改善混凝土的大体积稳定性和抗裂性能，要求水泥厂生产的水泥C3A 含量不超过8％，水泥细度（比表面积)不超过350m2/Kg，游离氧化钙不超过1。0％，C2S 含量相对较高而水化热较低的硅酸盐水泥,混凝土中的总碱含量不超过3Kg/m3。根据以上指标，现场选用水泥为益阳东方水泥厂生产的盾牌P·O42.5水泥。
表2。1水泥的各项物理指标
名 称
P.042.5普通硅酸盐水泥
产 地
益阳东方
标准稠度（％)
/
安 定 性
/
细 度 （％)
/
碱 含 量(％）
0。38
初凝时间
2小时56分
终凝时间
3小时36分
抗折强度Mpa(28d)
9.3
抗压强度Mpa（28d）
57。8
3.5.1。2掺合料的质量控制
本工程采用优质粉煤灰作为掺合料，其质量经检验符合现行相关国家标准和行业标准的规定.
表3。2粉煤灰的各项物理指标
名 称
粉煤灰
烧失量%
3.2
产 地
湖南银源
细度（45μm配筛筛余％）
8.9
So3含量％
0.49
需水比％
93
3。5。1。3拌和用砂的选用
选用湖南添源中砂，该砂经检验为细骨料,坚固性试验的失重率为2％，小于规范要求的5％。
表3.3砂的各项物理指标
名 称
河砂（中砂）
产 地
添源砂厂
细度模数
2。9
表观密度（kg/m3)
/
含泥量%
0。6
云母含量（％）
/
空隙率％
/
含泥量％
0.6
3.5.1。4碎石的选用
选用湖南新生水泥厂碎石，5-16mm、16—31。5mm石灰岩。该碎石为连续级配，两种规格按50:50组成，质地均匀坚固,颗粒形状良好,吸水率低，空隙率小。经检测中心检验为非活性骨料。
表3.4碎石的各项物理指标
名 称
碎石
产 地
湖南新生水泥厂
含泥量％
0.4
最大粒径
31.5mm
泥块含量
0。18
容重Kg/m3
/
针、片状含量％
4。5
压碎指标％
9。7
3。5.1.5选择适当外加剂
在混凝土中掺加减水剂，可以改变水泥浆体的流变性能，起到改善混凝土性能的作用.本工程选用聚羧酸高效减水剂,与低碱水泥适应性好，能够大大改善混凝土拌合物的经时损失，延缓混凝土温升峰值出现的时间，减小混凝土的收缩,增加混凝土的抗腐蚀性。减水剂氯离子含量为0。108%。
3.5。2混凝土配合比设计的优化
混凝土的配合比设计时采用低水化热、水化热产生均匀的胶凝材料，掺加粉煤灰的胶凝材料反应机理为:前者产生的水化热较水泥、硅粉的水化热要小的多，同时粉煤灰是通过与水泥水化热的产物作用产生水化热，延长了混凝土水化热完全释放时间，降低了混凝土内部温升的幅度和温度峰值。
根据混凝土结构物防腐设计要求,水胶比为0.37,配合比具体见表3.5：
表3。5混凝土配合比
原材料
水泥
粉煤灰
矿粉
砂
石
水
超细粉
激发剂
减水剂
阻锈剂
配合比（kg/m3)
294
98
/
801
1062
145
/
/
3.92
/
碱含量
1。30kg/m3
氯离子扩散系数(90d）
(10-12m2/s)
3.61X10—12m2/s
氯离子含量（％）
0。02
水胶比
0。37
砂率
43%
坍落度
180-220mm
初凝时间
8h 15 min
终凝时间
13h 50 min
原材料情况
水泥
P.O42.5（低碱）
砂
添源砂厂
石
湖南新生水泥厂5-16mm、16-31。5mm
粉煤灰
湖南银源
矿粉
/
减水剂
武汉辰龙聚羧酸减水剂PC—2000型
阻锈剂
/
掺合料
粉煤灰
水
饮用水
此配合比经过试验论证,氯离子含量为0。09 Kg/m3,以上指标均能满足设计及施工规范要求,可以用于现场施工.
3。5。3混凝土浇筑前的施工准备
3.5。3.1各种原材料的准备
两墩承台混凝土方量均为1212。3m3,混凝土用砂、碎石、水泥、粉煤灰及外加剂需求量大,需提前进行储备。
（1）、砂、碎石根据配合比确定出所需数量后，提前储备在料仓内；
（2）、水泥、粉煤灰、矿粉、超细粉因搅拌站储量有限,提前与厂家联系,安排运输罐车装满水泥、粉煤灰提前进场等候，确保混凝土施工连续进行；
(3）、外加剂提前储备充足在仓库内。
以上各种材料按理论计算量的1.2倍进行储备。
3。5。3。2、提前修整施工道路
在混凝土施工前，利用挖掘机对混凝土罐车的行驶便道进行修整，确保施工过程中便道的通畅.
3。5。3.3做好备用电源的准备工作
在混凝土浇筑前，在基坑边备一台200KW的发电机，并提前检查是否运转正常，同时备两桶柴油,以免网电突然停电影响施工。
3。5。3.4指挥车辆
安排三台指挥车辆，一台安置于施工现场，一台用于施工便道的巡查、一台安置于拌和站.
3.5。4混凝土浇筑
模板加固完成后，及时进行混凝土浇筑，混凝土采用拌和站集中拌和，砼运输车运至施工现场，砼输送泵车入模。因砼方量大，浇筑时间长，浇筑过程必须严密组织施工，严格控制施工时间.
3。5.4。1 两墩混凝土浇筑
承台混凝土浇筑过程分析见表3.6:
表3。6 16#、19#墩承台浇筑过程分析表
序号
承台结构尺寸
层厚（cm）
每层方量
每层浇筑时间
每小时完成方量（m3）
备注
1
直径21米，高3。5米
40
138.5
2小时20分
60

2
40
138。5
2小时20分
60
3
40
138。5
2小时20分
60
4
40
138.5
2小时20分
60
5
40
138。5
2小时20分
60
6
50
173.2
2小时50分
60
7
50
173.2
2小时50分
60
8
50
173。2
2小时50分
60
小计：

1212.3
20小时10分

说明：考虑各种因素影响时间为4小时，浇筑总时间为24小时10分
（1）、混凝土分层进行浇筑，浇筑厚度按40cm一层进行控制,最后三层层厚度为50cm；在承台架立钢筋设置分层刻度标识,按4*4米的间距。刻度标识采用5cm长12螺纹钢与架立钢筋十字交叉焊接方式设置。
(2）、承台上部钢筋网上预留一定数量的浇筑孔，浇筑孔按4m的间距进行布设，并配备一定数量的塑料串筒，使混凝土通过塑料串筒入模，确保混凝土倾落高度不超过2m;共布设18个浇筑孔,每个浇筑孔浇筑混凝土5.7方.浇筑孔布设见图3.6;
图3。6 承台浇筑孔布置图

（3）、安排两辆泵车进行浇筑，每2小时20分浇筑一层，每小时浇筑60方，混凝土运输车配备10辆，每2小时往返一次，每车次运输混凝土8立方，考虑影响因素，混凝土浇筑时间为24小时10分钟。
（4）、混凝土浇筑安排39个工人，每13个工人一组,（其中8人负责振捣，2人负责卸料,1人负责指挥，2人负责观察模板）每组工作8小时，按三班进行倒班,
（5）、在混凝土浇筑过程中，为防止模板涨模或爆模，安排两人专门负责对模板的观察，一旦出现模板变形或模板外支撑发生变化,立即停止混凝土浇筑，采取措施进行加固，确保承台施工质量。
（6）、混凝土由12#拌和站供应，一旦出现故障或供应不足，梁场拌和站及时进行补充；备用一台泵车，做好随时就位的准备。
3。5.4.2混凝土浇筑注意事项
（1)、浇注前，对模板、钢筋和预埋件进行检查，模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢必须清理干净；
（2）、使用插入式振动器时，插入下层混凝土5~10cm，移动间距不超过振动器作用半径的1。5倍，与侧模保持5～10cm距离；每一层振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒，避免振动棒碰撞模板、钢筋及其它预埋件。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止,密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆;
（3）、在混凝土浇筑过程中，必须注意模板、支架等支撑情况，设专人检查，如有变形,移位或沉陷立即校正并加固，处理后方可继续浇筑；
（4）、主墩承台混凝土浇注前，先通水试验确保水管无渗漏,并将水管内灌满水、密封，避免水泥浆进入管内而堵塞。砼浇注超过冷却管即开始通水冷却降温。
（5）、在混凝土初凝后、终凝前进行收光抹面，并及时进行覆盖洒水养生，养生先覆盖一层塑料布用于保水，在覆盖一层麻片用于保湿,养生时间不少于14天。
（6）、承台冷却水管停止循环水冷却后，先用空压机将水管内残余水压出，并吹干冷却水管，然后用压浆机向水管压注水泥浆，以封闭管路.
3。6混凝土浇筑后温度的监控
混凝土浇筑结束后，对混凝土内的温度进行检测，每三小时检查一次并进行详细记录；检查时间为每天的0时、3时、6时、9时、12时、15时、18时、21时。
在温度监控过程中，严格控制混凝土内部与表面温差,表面与大气温差不超过20度，进水口与出水口的内外温差不超过25度。
当温差超过以上界限时，及时对冷却管内的水温进行调整或对混凝土表面进行覆盖保温.
混凝土温度检测持续时间为15天.
3。7基坑回填
待承台达到养生期限拆模后,选用合格的填料及时进行回填,在回填时进行对称分层回填并夯实,确保支架施工时地基的承载力及稳定性。
4、 安全生产保证措施
A、施工时，现场各岗位人员必须在现场,尤其是安全员随时巡视，做好一切应急措施,及时发现隐患，避免事故的发生。
B、基坑开挖后在距离基坑边0。6m周围用φ50钢管设置防护栏杆，立杆间距3m，高出自然地坪1.20m，埋深0。80m，在立杆的上、下端及中间位置各加一道水平杆，外面用密目网封闭，且用警示牌示警，夜间做好安全值班工作.
C、开挖中，出现基坑顶部地面裂缝、坑壁坍塌或涌水、涌沙时,必须立即停止施工，人员撤离危险区，待采取措施确认安全后,方可恢复施工。
D、基坑开挖与支撑、支护交叉进行时,严禁开挖作业碰撞、破坏基坑的支护结构。
E、使用挖掘机的施工现场附近有电力架空线时，应设专人监护。
F、在基坑外不允许堆土，挖除的土方需及时运走。
G、人工清基应在挖掘机停止运转，且挖掘机指挥人员同意后进行，严禁在机械回转范围内作业。
H、基坑内应设安全梯或土坡道等攀登设施.
5、 既有线施工防护措施和应急预案
5。1成立安全领导组织机构
5.1。1成立安全领导小组
组长：姚智慧
组员：杨宝辉、雷正武、王熙、余浩、龚月友、陈胜利、王保定、申银华、黄修文
5。1。2组织机构及分工
①总负责：姚智慧
职 责：施工现场总负责人，协调现场人员、机械、物资，确保现场施工正常，保证在施工期间严禁施工人员、机械穿越线路，杜绝侵限保证行车安全。
②现场施工作业组:雷正武、龚月友
职责：负责现场施工管理，组织人员施工及管理，调派施工机械，保证施工进度及施工安全，监督施工人员不得破坏既有设备，防止设备、物资侵限，保证施工期间施工地段行车安全、施工安全。
③安全防护组：杨宝辉、王熙
职责:负责现场安全防护,负责拉设隔离带及检查修补,施工期间来车时及时通知现场负责人.日常进行现场巡查,杜绝施工期间人员、车辆、物资侵限，防止破坏既有设备，以免影响行车。负责对施工人员进行安全培训及考核,施工人员考试合格后方能进入现场。
5.2安全防护措施
A、既有线施工必须严格执行铁道部、太原铁路局有关既有线施工确保行车安全的规定。根据铁路施工安全技术规程的规定,结合现场施工具体情况，编制安全防护措施。
B、施工前对施工人员进行既有线施工安全教育及培训,进行安全考试，合格后方可进入现场施工.做好工前安全技术交底,使每一个施工人员明白应注意哪些安全问题,时刻保持安全意识，项目部施工过程24小时安排专人巡查监督。
C、现场拉设隔离带，距线路栅栏不小于0.5m，施工所需材料堆码、摆放整齐,所有施工机械、物资不得越过隔离带，防止侵限，确保行车安全。
D、距既有电缆2m范围内不得使用机械施工，现场动用机械进行挖掘作业时，提前同相关设备单位进行联系，避免挖断电缆影响正常行车。
E、现场配备专职安全员、防护员，负责现场安全，发现问题立即通知施工负责人及时消除，出现意外情况,应采取积极措施并上报车站或上级机关,确保行车安全.
F、施工人员不得翻越武广铁路栅栏,进入行车区域。
5。3承台施工应急预案
5.3。1应急组织机构
组长：姚智慧
副组长：杨宝辉、雷正武
组员：王熙、余浩、龚月友、陈胜利、王保定、王世水、申银华、黄修文、罗军
具体分工：
总负责及对外联系：姚智慧
现场指挥:杨宝辉、余浩
物资供应：罗军、黄修文、陈胜利
现场抢修:王世水、龚月友