1、技术交流会汇报材料荆岳大桥项目荆岳长江公路大桥滩桥下部构造施工技术1 工程概况荆岳长江公路大桥是湖北省“六纵五横一环”骨架公路网规划中随州至岳阳高速公路跨越长江的控制性工程。荆岳长江公路大桥桥址位于湖北、湖南两省交界处，北岸为湖北省荆州市监利县白螺镇，南岸为湖南省岳阳市云溪区道仁矶镇；是湘、鄂两省间第一座跨越长江的特大型桥梁。荆岳长江公路大桥第二合同段为跨江滩桥，起点桩号K1+，终点桩号K2+715，全长970.0m。跨径布置为：100m+5154m+100m连续箱梁，上部构造由七跨一联分离式双幅预应力混凝土变截面连续箱梁组成。桥面总宽33.5m，中间设置1.5m的中央分隔带。下部构造共有7个
2、墩（19#25#墩），19#21#墩采用分离式空心墩、分离式矩形承台、每个承台下设置4根2.0m（2.8m）的钻孔灌注桩，共计24根钻孔灌注桩，按嵌岩桩设计；22#25#墩采用分离式空心墩、整体式圆端矩形承台，承台下设置13根2.8m钻孔灌注桩，共52根2.8m钻孔灌注桩，均按嵌岩桩设计。图1 荆岳长江公路大桥第二合同段桥型布置图(单位:)项目主要工程特点荆岳长江公路大桥是在复杂地质条件下在建的长江大桥，有与其它桥梁不同的特色，有特殊的桥梁结构特点，本合同段主要工程特点如下：（）建设条件复杂，桥位所在的城陵矶螺山河段是长江中游防洪最敏感区域；受长江上游、荆江和洞庭湖来水来沙影响，深泓线及横断面
3、冲淤变化较大，限制条件多且十分复杂。（2） 地质条件复杂，桥位场区基岩层呈异常产状层位和揉皱的倒转褶皱特征，存在普遍发育的裂隙和劈理，集中了构造破碎、层间剪切、断层、裂隙、岩溶、粉细砂的液化和软土等多种复杂不良地质现象。（3）深水基础多，水中4个深水主墩同时施工，施工组织难度大。（4）桩基质量要求高，桩基直径大而长、嵌岩深度均在2050米，并要求倾斜度小于1/180，远高于规范要求的1/100。（5）水位变化大，施工受长江水位影响较大，枯水期与洪水期水位差达15米之多，对施工栈桥、钻孔平台等临时设计技术要求高。图2 我标段总体平面布置图2 主要施工工艺介绍 钢栈桥的设计与施工为解决一公司水上施
4、工设备缺乏，减小长江水位对基础施工的影响等一系列矛盾，项目部经过认真研究，在局技术研发中心的大力支持下，提出了利用我局多年的钢栈桥设计和施工经验，搭设钢栈桥，水上施工变为陆上施工。钢栈桥的设计荷载为76吨（50t履带吊车及8m3混凝土罐车），栈桥按双车道考虑，桥宽7.5m栈桥顶标高+，为8跨一联的连续梁，标准跨径15m。栈桥顺桥向布置在桥位上游侧，栈桥中心线距桥轴线22.75m。起点桩号K2+，终点桩号K2+，全长。栈桥桩基础采用直径820mm、壁厚10mm螺旋钢管桩，每排布置两根，间距5.0m，每排钢管桩间均采用平联和斜向剪刀撑连接。主分配梁为6片贝雷桁架，固定于钢管桩顶，贝雷桁架之间采用花
5、架交叉连接。次分配梁采用工25a，以150cm间距布置，固定于贝雷桁架上部。次分配梁上部布置工做为面板纵肋，间距30cm。采用12mm厚花纹钢板做为面板，面板与纵肋焊接固定，增强整体稳定性。栈桥栏杆采用直径5cm钢管，高度0.9m。如图3所示。图3 钢栈桥横断面图钢栈桥的施工关键就是钢管桩的沉打，项目部利用吃水浅的渡排和50吨履带吊自拼简易浮吊，较好的解决了水上起重问题。简易浮吊的抛锚定位采用自制5吨混凝土锚，在驳船上安装卷扬机调整定位。简易浮吊搭设钢管桩示意图如图4所示。图4 振沉钢管桩示意图钢栈桥上部构造的安装采用水中简易浮吊和钓鱼法两种方案进行。栈桥施工如图5、图6、图7所示。图5 枯水
6、期搭设钢栈桥（2007年1月份）图6 枯水期搭设钢栈桥（2007年1月份）图7 枯水期搭设钢栈桥（2007年1月份） 桩基础施工 桩基础施工总体方案针对长江深水大直径桩基础施工，采用较多的方案一般采用钢围堰施工，即先进行钢围堰下沉（钢围堰一般到达岩面）、埋置护筒、封底，然后利用钢围堰作为钻孔平台，再进行钻孔施工，采用该方案可以有效的降低钻孔施工出现涌沙、穿孔的风险，确保桩基施工质量，但该方案施工成本高，工期长。经项目部认真研究，结合施工期河床、施工水位等特点，最终确定采用搭设钢管桩钻孔平台钻孔方案，即在枯水期及桃花汛期完成钢栈桥和4个水中钻孔平台的施工，再通过施工栈桥、施工平台完成钢护筒的搭设
7、工作，再进行钻孔施工，可以大大减小施工水位对钻孔施工的影响。由于墩位处存在溶洞、河床岩面不平、流沙等不良地质，采用该方案的关键控制点是如何确保桩基施工顺利完成。 钻孔平台的设计与施工该项目共需搭设4个钻孔施工平台，钻孔平台的设计荷载不仅仅承受钻机的施工荷载，更主要的考虑钢护筒的施工荷载，钢护筒施工在钻孔平台上完成，另外，钻孔平台的设计综合考虑承台施工钢围堰影响。钻孔平台主要材料为：820钢管桩、H600*200工子钢、25工子钢、贝雷架、工字钢、10mm厚钢板。钻孔平台设计如图8、图9所示。图8 钻孔平台平面布置图图9 钻孔平台立面布置图钻孔钢平台的搭设首先搭设支撑钢管桩，然后在桩顶安装型钢、
8、贝雷架及其他型钢平台。而钢管桩的搭设是关键，钻孔平台钢管桩采用50墩简易浮吊完成，简易浮吊由18车渡船和50吨履带吊机组装而成具有吃水浅的特点，较好的解决了枯水期部分墩位浅水施工难问题。 图10 支撑钢管桩施工 图11 型钢分配梁施工 钢护筒的设计与施工 由于长江河床的冲淤变化大，河床主要为细沙层，而墩位处溶洞、溶槽较发育，为减小钻孔过程中因溶洞导致漏浆而出现穿孔的风险，所有钢筒选择跟进至岩面，因此单根钢护筒最长达，最短达。钢护筒的准确插打是保证桩基垂直度及偏位的关键工序，偏位大了，还可能给后续钻孔施工带来卡钻的风险。我们在充分研究钢护筒下沉工艺的基础上，同时考虑到降低成本，钢护筒直径选择外径
9、3000mm，壁厚20mm。为确保钢护筒加工质量，钢护筒采用专业厂家制作，考虑现场吊装安全，钢护筒分节段制作，单节长度为一般为，但单节最大吊重不超过15吨。钢护筒下沉施工主要在钻孔平台上进行，钢护筒从水路运输至墩旁，采用履带吊机分节段吊装在钻孔平台上完成拼装焊接。根据不同墩位河床标高计算确定钢护筒着床时需要的高度，以23号墩为例（如图12示），从钻孔平台到达河床标高的距离为，考虑河床瞬时冲刷影响（取）,拼接工作长度,钢护筒着床稳定最小长度需。即拼接两节钢护筒后（10+）采用履带吊机直接吊装下放着床，钢护筒经过导向架定位，稳定后，接高第三节钢护筒，焊接完毕后，采用DZ20型液压震动锤震动下沉至岩
10、面。图12 钢护筒施工示意图钢护筒下沉过程中，由于河床存在夹层（夹杂卵石、板结淤泥层），下沉阻力大，可以采取从护筒内抽沙，减少下沉阻力。水中墩52根钢护筒历时60天完成，通过检测垂直度均达到1/200，为后续桩基钻孔施工创造了条件。 钻孔施工工艺要点水中墩52根桩基，每根桩都是关键，只要有一根桩出现质量问题，处理起来将难度更大，将影响到项目总体工期。项目部经过认真研究，充分考虑地质、水文情况，主要从以下几个方面进行钻孔施工工艺控制：（1） 钻机选型考虑到桥位区岩溶浇发育，极容易出现漏浆现象，形成负压导致涌沙而埋钻，选用大功率冲击钻成孔代替回旋钻机，可以大大减小埋钻的风险；同时由于按嵌岩桩设计，
11、而且嵌岩深度大（最大入岩深度达45m）,采用冲击钻可以很好控制成桩垂直度。项目部经过合理安排（如图13所示），先后共投入24台大功率冲击钻，完成所有桩基垂直度均满足设计要求（设计要求1/180）。图13 钻孔布置图（2）二次跟进护筒工艺，有效防治坍孔、涌沙现象发生。针对水中墩墩位河床岩面不平整，钢护筒虽然着言，但仅是局部着岩，在钻孔施工过程中一旦出现大量漏浆，护筒内水头瞬间消失，在水头压力作用下，护筒刃脚的沙会向孔内涌，从而极易导致埋钻。为彻底解决该隐患，我项目部采取护筒二次跟进工艺。工艺要点如下：施工平台搭设完毕，先采取直径冲击钻孔至护筒刃脚2-3m，然后接高钢护筒，采用DZ200震动锤二次
12、下沉钢护筒，确保钢护筒进入岩面；在震动下沉过程中，可能护筒刃脚可能局部变形，此时，采取片石回填复冲2-3次，直到钻头穿过钢护筒轻松自如，即可继续冲进。从水中52根钢护筒，除最先开孔的4根桩外，其余48根钢护筒均采用此工艺，每根钢护筒二次沉打均能下沉，最多下沉达7m，最少下沉。在后续钻孔过程中，虽然钢护筒内漏浆现象较普遍，但未发生涌沙现象。实践证明，二次跟进钢护筒工艺对后续顺利成孔施工提供了技术保证。（3）引用先进设备、加强施工过程监督确保施工质量荆岳长江公路大桥滩桥是主桥的一部分，桩基础是我标段的重中之重，虽然地质条件极为复杂，但质量要求高。项目部除了认真研究技术方案外，更是注重过程管理和控制
13、，建立24小时领导值班制度，确保制定的方案及时有效实施；同时引进先进检测手段进行过程监控，项目部所有桩基采用超声波孔壁侧斜仪进行成孔检测，在施工过程中，及时检查垂直度及偏位情况，如有异常，采用超声波孔壁侧斜仪进行检查，可以发现问题部位，及时进行处理；同时引进泥沙分离器进行清孔，保证了清孔质量和效率。该标段78根大直经桩基经超声波检测，均为类桩，垂直度满足设计要求（1/180）。 承台施工 承台施工总体方案19#21#墩采用分离式矩形承台，按照陆地墩组织施工，采用明挖基坑施工工艺，如图14所示。图14 陆地承台施工图22#25#墩为水中墩，设计为整体式圆端矩形承台，采取双壁钢围堰施工工艺。22#
14、25#墩承台施工均采用钢围堰作为围水结构，钢围堰采用单双壁结合形式，钢围堰在钢构件加工厂分块进行加工，每节加工完成后，现场试拼并进行水密性检验。钢围堰采用分块拼装、分节下沉的方法进行施工。根据各墩位水深的不同，采用不同方式进行钢围堰拼装。22#、23#墩处于长江河床北侧河槽，水深较大，钢围堰采用30t浮吊进行拼装；24#、25#墩处于浅滩部位，水深较浅，钢围堰采用在转换平台上利用50t履带吊进行拼装。钢围堰一般构造设计如图15所示。图15 钢围堰设计一般构造图桩基施工完成后，首先对钻孔平台进行转换（转换平台作为钢围堰拼装及下沉吊装平台），50t履带吊驶入转换平台。钢围堰由汽车渡通过水上或平板汽
15、车通过施工栈桥分块运至施工现场，利用50t履带吊进行拼装施工，首节钢围堰在拼装平台上拼装成整体后，利用20台20t链条葫芦进行下放，下沉至入水自浮状态，然后接高第二、三节段。封底混凝土均采用C25水下混凝土，厚度3.0m，方量为：1221m3，一次性连续浇筑完成。22#、23#墩承台承台钢筋分两次安装，钢筋在后场钢筋加工场加工成型，分批经施工栈桥运到施工现场进行绑扎；24#、25#墩承台钢筋一次性安装完成。22#、23#墩承台混凝土分两层浇筑，每层厚度2.5m，每次浇筑方量1017.5m3；24#、25#墩承台混凝土一次性浇筑完成，方量：2035.0 m3。按大体积砼进行温控计算，并综合应用双
16、掺技术、冷却管布置等温控措施。混凝土由后场拌和站集中拌制，混凝土罐车通过施工栈桥运至现场，并通过输送泵泵送入模。 承台施工关键工艺要点（1）钻孔平台的转换设计与施工桩基础施工完毕后，将原来的钻孔平台部分拆除，搭设新的施工平台供钢围堰拼装时使用。转换平台设计荷载按50t履带吊和最大吊装重量15t（钢围堰最大块段重量），共65t进行控制。平台一般构造如图16、图17所示。图16 拼装起重平台平面图图17 钢围堰拼装起重平台立面图（2）钢围堰的拼装及下沉施工钻孔平台拆除或转换完成后，即在外围钢护筒与钢管桩之间焊接承重梁，承重梁采用2I25a型钢，其上布置型钢分配梁，形成钢围堰拼装平台。在拼装平台的分
17、配梁放出钢围堰外边线控制点（与钢围堰外边线一致），安装限位架，铺设木板形成操作平台，在操作平台四周设置栏杆或安全网。钢围堰拼装平台构造图见图18。图18 钢围堰拼装平台构造图钢围堰拼装平台搭设完毕后，现场分块拼装首节钢围堰。50t履带吊把每块钢围堰吊装至指定位置（如图19），钢围堰拼装按对称原则进行，使壁板块件之间的误差累计降至最低。由中间向两个圆角进行，最后逐块对称合拢。拼装施工过程中应采用全站仪进行实时监测。首节钢围堰拼装完成后，设置钢围堰悬吊系统，采用20t手拉葫芦进行首节钢围堰的提升和下沉。沿壁板共布置10个吊点，每个吊点最大承受40t，手拉葫芦均布置在外围10个钢护筒上。首节钢围堰在
18、下放前应先进行试吊，检查吊点、钢围堰壁板、钢绳、链条葫芦均无故障后方可正式下放。悬吊系统均匀上提首节钢围堰10cm，拆除底部拼装平台，整体均匀下沉至入水自浮。接高第二、三节钢围堰，接高完成后，向钢围堰隔舱内浇筑刃脚混凝土，浇筑完成后，向钢围堰内注水压重，使钢围堰刃脚着床。调整钢围堰垂直度，复测平面位置。并将钢围堰与钢护筒临时固结，保证钢围堰与导向架之间有间隙，以利下沉。图19 50吨履带吊机进行钢围堰拼装施工钢围堰着床后，继续向钢围堰注水，同时开启空压机进行钢围堰内吸泥，应遵循“先中间后周边、先高处后低处”原则，对称均匀进行吸泥。使钢围堰内泥面形成锅底，由中间锅底向四周放坡，使钢围堰平稳下沉。
19、吸泥过程中应随时注意河床标高变化情况并做好记录。安排专人观察钢围堰内、外水头变化，确保钢围堰内水头略高于钢围堰外水头1.5m左右或者至少保持钢围堰内外水头相平，防止水头差导致刃脚底内、外水贯穿或者发生翻砂。钢围堰内抽砂由中间向刃脚处均匀对称除土，随时注意正位垂直下沉，每下沉0.5m应检查一次，及时纠偏校正。（3）钢围堰的封底混凝土施工围堰下沉到设计标高后，首先对钢围堰周围进行二次防护，在钢围堰外侧堆砌一圈土袋或沙包，并实时监测河床标高，保证钢围堰入土深度在1.5m以上。然后采用吹砂吸泥办法对围堰内不进行水下清基，使河床标高控制在设计标高位置，再由潜水员清除封底厚度范围的钢护筒壁、钢围堰壁的泥污
20、，保证封底混凝土的握裹力达到设计要求。封底混凝土采用C25水下混凝土，封底厚度为3.0m。封底混凝土一次性浇筑完成，方量为：1221m3，所有封底混凝土必须在混凝土初凝前浇筑完成。根据导管下口的压力可计算出导管作用半径为5.0m，因此，封底施工需布置10套导管，具体布置见图20图20 封底施工导管布置图封底混凝土浇筑的顺序为：先低处后高处（先将低处混凝土灌高，避免高处导管灌注的混凝土往低处流，使导管底口脱空或埋在混凝土内的深度过小，造成导管进水），先周围后中部，确保混凝土面保持在大致相同的标高。混凝土浇注临近结束时，全面测出混凝土面标高，重点检测导管作用半径相交处、护筒周边，钢围堰内侧周边转角
21、等部位，根据结果对标高偏低的测点附近导管增加浇注量，力求封底混凝土顶面平整，并保证封底厚度达要求，当所有测点均符合要求后，终止混凝土浇注。当封底混凝土强度达设计强度后，便可进行钢围堰内抽水。本项目4个钢围堰的封底施工因过程控制得当，均取得了满意的封底效果。如图21图21 围堰抽水后效果图（4）承台钢筋混凝土施工成功实现钢围堰的下沉、封底后，即进行抽水、割除钢护筒、破除桩头、清理基底，测量放出标高，绑扎钢筋。承台钢筋混凝土施工属于常规工艺，最大混凝土施工方量为2100m3，由于工期紧，即将面临桃花汛的到来，项目部合理组织劳动力，在实现了10天完成一个大体积承台的目标任务。 墩身施工 19#21#
22、墩处于北岸大堤附近（19#墩处于堤内压浸台上，20#、21#墩位于堤外高漫滩上），常水位条件下均处于陆地上； 22#25#墩处于长江北侧河槽或浅滩部位（22#墩处于北侧河槽，23#25#墩处于浅滩部位），常水位条件下均处于水中。19#25#墩均采用翻模施工工艺，标准段每节浇筑高度。19#21#墩墩身高度18.5m，采用50t履带吊或25t汽车吊进行吊装施工（如图22）；22#25#墩墩身高度37.0m，采用QTZ80F塔吊进行吊装施工（如图23）。钢筋均采用在后场加工场加工成型 ，分批运至施工墩位进行绑扎，为确保钢筋笼的稳定性及定位准确，绑扎前焊接劲性骨架。混凝土采用后场集中拌制，混凝土罐车运
23、输至施工墩位，输送泵泵送入模。图22 19#21#陆地墩身施工示意图图23 墩身施工示意图3 技术创新回顾荆岳大桥滩桥项目下部构造施工工艺及整个施工过程，应该来说工艺都是较传统的工艺，谈不上什么技术创新，但项目部注重施工工艺的关键环节优化，大胆将传统有效的方法结合到工程实际之中，正是这些工艺的优化，大大节约了设备材料资源，有效的控制了成本，主要体现在：（1）长江上搭设钢栈桥，变水上施工为陆地，大大提高了设备的使用效率。同时通过多方取证，开会讨论，在充分考虑栈桥使用功能的基础上，认真重新验算将原钢栈桥有投标12m增大到15m，有效降低施工成本，通过实践表明，15m跨钢栈桥能够满足使用要求。（2）
24、在确保施工工艺的前提下，优化钢护筒。该项目水中墩投入按照常规设计钢护筒约3600吨（原投标阶段钢护筒壁厚25mm，常规设计直径取3100mm），通过优化钢护筒选择12mm和20mm厚相结合，同时直径选择3000cm，实际节省钢护筒约1000余吨。（3）针对河道复杂，河床覆盖层厚薄不均，水深浅不一，大型水上设备（浮吊）利用率低的问题，利用吃水浅的渡排和50吨履带吊自拼简易浮吊，较好的解决了水上起重问题，确保了施工栈桥和钻孔平台的按时搭设完成。也降低了施工成本。（4）桩位聚岩溶、流沙、河床岩面不平等不良地质为一体，为避免施工中容易坍孔的问题，我经理部经过认真讨论，选择钢护筒二次根跟进确保全部钢护筒入岩2m的方案，确保了水中中52根桩基施工的顺利进行。（5）在钢围堰的拼装下沉过程中，首节钢围堰下放入水采用20吨手动链条葫芦，简化了施工程序，提高工作效率。（6）在墩身混凝土配合比设计过程中，提出采用低减水泥方案，提高混凝土的耐久性。4 结束语在下一步工作中，我们将进一步认真总结施工中的的经验和不足，继续深入推行“低成本、零缺陷”战略，全面实施精细管理，继续进行科技攻关和技术创新，以求真务实的工作作风，安全、优质、环保的建设好荆岳大桥项目。
