重慶長江大橋深水基礎雙壁吊箱鋼圍堰施工技術

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渝懷線長壽長江大橋項目經(jīng)理部

發(fā)表人：盛焰華重慶長壽長江大橋深水基礎施工技術2002五公司技術交流會【摘要】利用雙壁吊箱鋼圍堰進行水上基礎施工是一種縮短工期的有效方法，本文介紹了長壽長江大橋深水基礎雙壁吊箱鋼圍堰施工方法，施工過程及施工特點；大直徑鉆孔樁施工工藝、施工機具和主要施工過程；水下封底混凝土施工的成功經(jīng)驗。【關鍵詞】深水基礎，大直徑鉆孔樁，鋼護筒，雙壁吊箱鋼圍堰，水下混凝土灌注，水下封底，施工工藝2002五公司技術交流會工程概況

長壽長江特大橋是渝懷鐵路唯一跨越長江的一座雙線特大橋，也是渝懷線的重點控制性工程。橋位處于長江上游重慶市長壽區(qū)境內(nèi)。橋跨布置為2x24m+3×32m預應力混凝土簡支梁+(144+2×192+144)m下承式連續(xù)鋼梁+2×32m預應力混凝土簡支梁。主橋6#、7#墩位于國家Ⅰ級主航道內(nèi)，枯水期水深32m和20m，洪水期最大水深65m。水深流急，水上航運業(yè)務繁忙，基礎均為10根直徑ф3.0m鉆孔樁基礎，高樁承臺。水下封底厚度2.5m，混凝土灌注量約975m3

。雙壁吊箱鋼圍堰水下封底混凝土施工是深水基礎施工的一道極為重要的工序，也是整個長江大橋施工的關鍵。地質(zhì)情況：河床覆蓋層為卵（漂）石，河床底部有8~9m卵石土。其中漂石含量約為50~75%，粒徑200～450mm，個別大于500mm，甚至有粒徑超過1000mm的。卵石含量約20%，粒徑一般50～200mm，下伏巖為泥巖，極限抗壓強度分別為13Mpa。2002五公司技術交流會關鍵工序施工2.1導向船浮運、定位及鋼圍堰浮運、精確定位

2.1.1導向船在岸邊拼裝到位后，拖輪將其浮運到上游定位船后方。導向船用6根Φ43mm鋼絲繩作拉纜，系在定位船上。系好拉纜后，使導向船順長江水流下放，進行導向船墩位處初定位，然后通過拋邊錨和尾錨加上測量組配合進行定位。2002五公司技術交流會2.1.2

雙壁吊箱鋼圍堰平面尺寸33.2m×20m，高12.5m，自重600t。用兩艘5000匹馬力的拖輪夾持著這個龐然大物從橋址下游10公里處浮運到墩位處，在長江上游如此大型浮運尚屬首次。圍堰拖運到導向船尾部后，立即將圍堰、定位船、導向船用兜攬連接，并設置拉纜從兩邊將鋼圍堰喂入導向船內(nèi)設計位置處。圍堰喂入后，隨即安裝牛腿將圍堰與導向船連接成一剛性整體（水平方向），在垂直方向設置4個導向架以便圍堰能在水流浮力作用下上下自由浮動。并通過調(diào)節(jié)邊錨和尾錨及定位船拉纜與測量組配合進行圍堰精確定位。2002五公司技術交流會600噸巨型鋼圍堰浮運2.2鋼護筒插打2.2.1

由于長江上游水流速度大，水位不穩(wěn)定，加上是深水基礎。必須設置6根定位樁，護筒長度約43m。每根鋼護筒要求進入河床深度約13m，直至進入泥巖層。鋼護筒利用自重和中-250t振拔機將其打入覆蓋層。插打期間采用Φ420mm吸泥機進行高壓射水吸泥，吸泥后繼續(xù)用振拔機振打護筒。如此反復操作直至鋼護筒下沉至基巖面。2002五公司技術交流會2.2.2

鋼護筒采用厚度20mm的A3鋼板制作，直徑為3.3m。護筒直徑偏差應在±3mm以內(nèi)，軸線偏差應在±5mm以下。護筒縱向焊縫在任一橫截面內(nèi)僅允許采用一條焊縫，組拼護筒時，相鄰管節(jié)的縱縫相距約1500mm。鋼護筒采用多層焊接，焊完每層焊縫后及時清除焊渣，全部焊完后用超聲波探傷儀器檢查焊縫內(nèi)部質(zhì)量，不得有裂紋、氣泡、夾渣等缺陷。2.2.3插打鋼護筒時注意事項

鋼護筒插打前，當護筒吊入導環(huán)時，保證護筒平面位置偏差±3cm內(nèi)，垂直度偏差小于5‰使其順利穿過下導環(huán)。護筒對接時，應調(diào)整好護筒垂直度，保證對接時接縫上下兩節(jié)鋼護筒折角誤差控制在0.5mm以內(nèi)。2002五公司技術交流會2.2.4

鋼護筒振動下沉時，避免下沉過快，振拔機采用點動的方式，振動效果不理想時，就輔以吸泥再振打使護筒下沉。此時應同時進行各樁位的精確定位。當定位樁插打入巖面后，割除多余的護筒，并焊接牛腿使護筒與上導環(huán)進行鎖定，各定位樁與下導環(huán)用鐵鍥鍥緊。定位樁全部插打完畢后，進行全面鎖定，并解除圍堰牛腿，這樣整個圍堰就掛在6根定位樁上。非定位樁繼續(xù)插打，這樣就使雙壁吊箱鋼圍堰即做圍堰由做施工平臺的水上定位完成。2002五公司技術交流會利用中-250噸振樁機振打鋼護筒2.3鉆孔樁施工鉆孔樁平臺布置圖2002五公司技術交流會圖2.3.1施工平臺布置及施工設備

鉆孔樁施工是在雙壁吊箱鋼圍堰與鋼護筒鎖定成的施工平臺上進行。雙壁側(cè)板間隔1.2m，側(cè)板由δ20mmA3鋼板組成，隔艙內(nèi)有水平支撐和斜撐。圍堰內(nèi)由內(nèi)支撐架（吊桿）、上、下導環(huán)和底板構(gòu)成。平臺兩側(cè)安裝了一臺QLY50/16全液壓吊機和一臺20t桅桿吊機。平臺上設沖擊鉆兩臺，KPG-3000型液壓旋轉(zhuǎn)鉆機和KTY-3000全液壓旋轉(zhuǎn)鉆機各一臺。平臺由Ⅰ56工字鋼與上導環(huán)分配梁連接成一剛性整體。表面鋪設5cm厚腳手板。2.3.1.1平臺布置

2002五公司技術交流會2.3.1.2施工設備

由于河床巖層高差大，6#墩還有大孤石，鋼護筒很難一次插打到位。先用沖擊鉆機將卵石層鉆完，再用旋轉(zhuǎn)鉆機進行反循環(huán)清水鉆孔，最終鉆進成孔。沖擊鉆頭直徑2.96m，自重11t。KPG-3000型液壓鉆機額定最大扭矩200kN.m，轉(zhuǎn)速0~14r/min，水龍頭提升能力1200kN，鉆桿內(nèi)徑為351mm，鉆頭采用鍥齒滾刀鉆頭，外徑3.0m，自重8t，包括配重，鉆具總重55t，并采用空氣反循環(huán)排渣。KTY-3000型全液壓鉆機額定最大扭矩200kN.m，轉(zhuǎn)速0~8r/min，動力頭提升能力1200kN，鉆桿內(nèi)徑為351mm，鉆頭采用鍥齒滾刀鉆頭，外徑3.0m，自重8t，包括配重，鉆具總重64t。供風采用電動壓風機，最大風壓8MPa，風量40m3/min。起重吊機采用蕪湖長江大橋QLY50/16全液壓架梁吊機和另一臺20t桅桿吊機。分別布置在南北方向?qū)虼B接梁的上下游，主要功能是吊放鋼護筒、鉆具、及拆裝鉆桿、鉆頭、吊放鋼筋籠，灌注水下混凝土時吊放及提升導管用。2002五公司技術交流會直徑為3.0m旋轉(zhuǎn)鉆鉆頭2.3.2鉆孔樁主要施工工藝

因樁身較長，且樁徑大，考慮到如采取泥漿反循環(huán)工藝成孔，鉆渣多，難以及時排出，即影響工期又非常不經(jīng)濟。經(jīng)研究決定采用清水反循環(huán)方案最為適宜。但鋼護筒必須全部插打進巖面是這一鉆孔方案的必要條件。由于卵石過大過硬大部分樁位處鋼護筒沒能完全打進巖面，因此開始進行沖擊鉆鉆孔。沖擊鉆孔時，有必要投入適量的粘土和堿，造漿浮渣，選擇時機用Φ150mm吸泥管快速將鉆渣吸掉后，繼續(xù)鉆孔，直至中-250t振樁機能將鋼護筒完全插打入巖面才停止沖擊鉆鉆孔。2.3.2.1沖擊鉆鉆孔2002五公司技術交流會2.3小.2.們2喊旋轉(zhuǎn)鉆名成孔根據(jù)遭鉆孔迫樁為許柱樁刮和6#、7#墩特定煩的地質(zhì)亡情況，文故在同胡一根樁古施工時隱，選用非沖擊鉆辦和旋轉(zhuǎn)勢鉆2種刊鉆機鉆言孔，充倡分發(fā)揮脫了不同安鉆機的廉功能，繁加快施嚼工進度種。當沖余擊鉆停燦鉆（鋼榮護筒插鬧打入巖汁面后）昂，立即短安裝K浮PG3猛000象旋轉(zhuǎn)鉆響機或K歡TY3侍000示旋轉(zhuǎn)鉆袖機進行筑清水反馬循環(huán)鉆丈孔。正遮常情況瘋下，泥忘巖24杠h可鉆秩進3.旨0~4智.0m惕；砂巖役24h扇可鉆進梁1.6襪~2.泛0m。詳鉆進過米程中，啟根據(jù)巖妖面強度授調(diào)整配肯重，調(diào)趴節(jié)鉆壓紅鉆進。局當然為宇保證成炕孔質(zhì)量凡，最好掉采用減援壓鉆進濱，避免蛾坍孔事激故的發(fā)責生。在爪施工期愧間，由誕于地質(zhì)棵資料的梳出入，附不能確禁保鋼護卵筒已全堤部插打爹入巖面婦，這時思鉆孔稍裝有不慎事都有可探能發(fā)生躲坍孔現(xiàn)刊象。如衫確認已陪經(jīng)開始蛋坍孔，帽必須在宣還有進吹尺時盡質(zhì)量鉆進痕，確實什鉆不下藥去時，愈停鉆拆舞除鉆機悶，接長液護筒，林再次用夏中-2辟50t凳振拔機耳將護筒午全面打僅入巖面薦。又重釘新安裝緩旋轉(zhuǎn)鉆賞機繼續(xù)弦鉆孔，諷至成孔相為止。顏當鉆到慮設計標倆高時，撲不要立怠即停下庸鉆機，幕應空鉆艱30m脫in并面清孔后吹才停機定，2h花后再次抬利用鉆猜桿清孔晚后才能制拆除鉆進機，以拒保證灌腰注水下或混凝土欠前沉淀鳥厚度能照滿足要掛求。2002五公司技術交流會動力昂頭鉆肢機正醬在鉆止孔2.3頭.2.鴨3鈴成樁吊放哈鋼筋我籠后三，在虜孔中曠先下?lián)艑锕埽轮辆囝侂x孔底瓶30c濱m左右采。導管憲必須經(jīng)鉤過逐節(jié)因承壓需，水握密檢步測合耀格后回方可改使用天。首梯批混凝是土拔敞球時舌，應貸保證疾導管扒埋深狼在1銅.5純~2慈.0籮m之間色。埋歌深過雕淺易蝕發(fā)生為斷樁貓事故哲。灌伐注過崖程中應勤禿測埋繞深，本隨時鞠掌握融灌注木情況徐?；炷赝翗赌ｎ^預叔留5歷0c腐m。2002五公司技術交流會2.嶄3.頓2.博4歷質(zhì)把量檢峽測因各孔傻深在護間筒底以鵲下12冤m左右爹，制作索一與鋼勻筋籠同至直徑大扁小，長無度12甲m的檢幼孔器來僻檢查孔央深和孔畢徑及傾澇斜度，勝并用標餡準測砣吹掛在檢地孔器中乞予以配燒合，檢態(tài)查結(jié)果認比較準嬸確。灌注前子需對沉腿淀厚度久進行檢怒查。沉步淀厚度敵的測定迫可采用古一根測榨砣和另譯一根尖燒頭測鉛捆同時放嫩入孔中啦，其差李值即為材沉淀厚嚷度。沉令渣厚度穴小于5墊cm，乳才能灌掃注水下晶混凝土宴。6#、7#墩2塵0根背ф3松.0秘m鉆誰孔樁仔混凝值土質(zhì)穩(wěn)量檢楚查分滑別采出用超滴聲波適無損殲檢測室和低岔應變席動力緊檢測犁。顯巖示檢殖測結(jié)政果，待6#、7#墩20投根樁均健為一類迎樁。超巨聲波檢駝測方法累是在鋼糕筋籠內(nèi)愁預先安泳裝四根唐δ65珠mm的輝聲測管加，均勻臣分布在濫同一截的面四分慚點處。2002五公司技術交流會施工準隱備10圾根直怠徑ф殺3.掠0m曬鉆孔魯灌注吃樁施退工完取畢后豆，將厭鋼護昌筒與倘圍堰創(chuàng)上導榴環(huán)鎖更定，毀下導蔬環(huán)用災鐵鍥億鍥緊懸。隨淘即圍歇堰開瓶始清毅基，士為徹倒底清糧除圍閉堰底擋板處記淤泥泰和淤水砂，癥采用價ф1蠻50鋸mm戴吸泥超管下盞口接績一根酬15誼0c屯m左博右的脂軟管吼后，奮潛水許工在拋水下膠進行定吸泥籮工作捐。慨此時兵特別簡注意達各鋼慕護筒懂周圍哲底板喘淤泥昂必須司清除啊干凈笨，再始用鋼從絲刷茂進行害護筒斬外壁懼封底貝高度拘范圍貫內(nèi)的粱鐵銹周和青斑苔清化除，崗確保捐封底捆混凝蠶土與帝鋼護用筒的典有效爛粘結(jié)銅力，纖最后估做好項80刑~1蜜00亭cm攀長，興內(nèi)徑層6~帆8c精m的澤水泥包砂漿恒腸袋此，潛膏水工敬下水貿(mào)進行顯鋼護沸筒與蓮下導酒環(huán)間踩的縫商隙堵如漏，待防止霧澆注午混凝窄土時弦混凝茂土流仔失而助導致也失敗殃。2.藝4.梢1堵施否工方歐法2.4牽吸泥拖、清基言、水下校封底2002五公司技術交流會潛水血工進測行圍辮堰底還板吸顆泥堵竊漏利用綁鉆孔諷樁鋼社護筒肚和圍招堰內(nèi)固吊桿綿桁架圖作為效封底姑混凝困土施梳工工蛋作平寶臺。緒根據(jù)央水下快混凝僵土最敗大流膚動半餐徑和幻玉現(xiàn)場衫實際善情況慘，為秀確保勵封底柱混凝捏土盡抖量流愚到位振，而徐又不摸至于增過多罵浪費機。導蓬管布通置9笑個點宮（見菠下圖子），允灌注規(guī)時應吊勤測糖量，楊并根臉據(jù)實三測情夫況確臣定導存管拔塘球先胖后順樓序，壯在中束間7震#樁次位置征布置剃容量座約1效5法m3的中心紀出料斗父。每個含導管頂漁端安裝尊一個1雪.0灣m3的鋼郊漏斗最，并英利用界一對壞3t減導鏈死懸掛畜在2且m×校2m畫的支恥架上不。導碗管底秧口距汽底板固距離減控制凡在0準.1剩m左搞右。華為隨襪時控課制封岔底混燭凝土槍標高織和封澡底混股凝土冬的灌黃注情婦況，爸在平壁臺上態(tài)布設耽14碧個測孟深點予。2002五公司技術交流會導管吧及測獻點布撞置圖2002五公司技術交流會圖混凝盟土配夜合比封底起混凝房誠土采年用水歷下C冒25圾級混攀凝土急。其威配合萬比為維水熔泥：捷中砂鼓：卵勾石：湖水：唱外加釀劑=乒10斃0：粥23該6.竭3：秘26臺3.照7：尊45肆：1構(gòu).1孩6。雙為增豆加混疑凝土認的和犬易性贈，摻挨加一掩定量斗的粉俘煤灰養(yǎng)，摻歉量為刺95么kg鑒/m3。坍租落度圾初始秒值控鐵制在急不小慨于2扣0c睛m，混初凝體時間謀18浩~2磁0h斯。混欺凝土圈流動鏟半徑璃不小詠于5短m。2002五公司技術交流會2.4品.1.革3味水下封殺底混凝爛土灌注混凝土辣先澆注饑圍堰底彩板中部皂區(qū)域，傾根據(jù)兩但臺水上懼吊機的碼吊距實弟際情況柱來調(diào)整蘆灌注上堤下游的例先后順邁序，最泥后依次我灌注上晶、下游翼圓端隔可艙區(qū)域檔混凝土毫。具體羨灌注由僵導管Ⅰ露開始，攜基本可反按Ⅰ覽Ⅱ仙Ⅲ唐Ⅳ肝Ⅴ借Ⅵ泳Ⅰ1捎Ⅱ伴1爛Ⅲ1順序灌戚注。灌西注時，往必須嚴踩格控制詢好第一茅斗混凝斬土的量惕（15膨m3）。保毀證導管糊埋在混僑凝土中毛的深度孟不小于貪0.5絲式m。施夾工過程爹中，通蘭過支架奇上兩個幼3噸導優(yōu)鏈來提似拔導管迫，每隔援30m播in對萄各測點筑標高進吧行測量俘并作好漆原始記截錄和分剪析。以煉便隨時卸掌握水恒下混凝派土的灌窯注情況峰，并以個此來調(diào)彩整施工瘋順序。犯已拔球吼導管正仁常灌注清時導管歷埋深宜政控制在攻0.5救m~1公.0m乖左右。寬未拔球抖導管應殘根據(jù)封盆底混凝國土面上愚升高度禁的測量須資料，玩隨時將及導管提脅升至混變凝土面愧上一定眠高度，甜以防止箏混凝土囑進入導跨管內(nèi)。繩當導管皂提出混琴凝土面桌以上1牙~2c寫m時，博才可以插開始拔濃球灌注負。2002五公司技術交流會2.童4.蔑2姿水襯下封岔底注菌意事員項當導坊管與私測點諷中間辜部分陡混凝掛土達蠢到設斜計標拐高而亭測點膝處（混凝創(chuàng)土流動映半徑的邀邊緣點榆）未達肝到標高頌時，可用振文動棒進蓋行輕微噸振搗使議混凝土耳流向測緊點方向街，保證慚整個胃封底成混凝襯土表辮面盡儉可能損保持箏平整點。灌注佛過程濱中，周要隨圍時提摔拔導倆管防躺止混慕凝土程出現(xiàn)厚初凝仗以致導管拔錫不動，終但要注婆意導管鞋底口不哲能拔離竹混凝土夢面。灌注時上，應將明圍堰四兆個連通鄰器打開光，使圍折堰內(nèi)外侄水位一辣致。在混險凝土曲中摻歐加粉餃煤灰知，以牛提高縫泵送拜效果斥。①

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2002五公司技術交流會2.5姥承臺施福工當封沉底混鞠凝土認強度糞達到敏90從%以仁上后拔，可歡進行秘圍堰乏隔艙嬸加水林（與嫂長江荷水位撒平齊纖），照圍堰炒內(nèi)抽逮水。尚當抽勻到吊罪桿底挨面節(jié)華點露龜出后攔，為肝保證猶圍堰臟的整肯體抗車浮穩(wěn)別定性揮，要犧及時慚拆除附吊桿例螺栓屬，并左進行槽吊桿吸拆除熟。圍婆堰內(nèi)侍水抽廢干后月，鑿太除樁項頭、叫割除糠鋼護節(jié)筒、鈔清淤僻、立咸模、貞扎鋼刃筋進紗行大咸體積拖混凝嚼土承廣臺施遣工。幼承臺艦施工衡完畢卵，才季可以周解除挎圍堰籮兜攬新。2002五公司技術交流會雙壁腫吊箱斥鋼圍什堰施我工總究結(jié)3.參1在長敲江上家游，津水流扛湍急忠的深薄水基伶礎施膠工中世，選垃擇雙挽壁吊腸箱鋼押圍堰跑是成枯功的燃。一谷、工沾程進仿度快事，為鐵保證謀總工云期奠笨定了繡堅實開的基足礎；唇二、罷經(jīng)濟廳實用慣，吊踢箱圍敬堰適坑用于油深水鞏基礎始施工朝。三污、綜詠合了滿雙壁脆鋼圍獄堰和災吊箱難圍堰延的施紅工特棵點，候提高狼了技臂術含坐量。2002五公司技術交流會為保便證整瓦個施爸工期臥間圍讀堰的闖安全關性，政圍堰塞兜攬卸要在義第一岔次承臺毒施工她才解催除。雙壁吊祥箱鋼圍籌堰施工勢注意事掀項：3.言2鉆孔軟樁施則工期旺間，元因沖伯擊鉆顯機、減旋轉(zhuǎn)似鉆機鈔等施凱工機妖具自笨重原借因必須注口意到圍厭堰隔艙垃水位問租題，保夏證圍堰序的整體擇抗浮穩(wěn)恐定性。確保封腦底混凝允土質(zhì)量放，主要貓靠圍堰士自重，協(xié)封底混橫凝土自吊重和封底混碌凝土與磚鋼護筒勞的粘結(jié)諸力來克緒服整個約圍堰的芽巨大浮扛力。在圍堰素牛腿解機除前，咽特別注裕意因長勿江水位月的升降蘆，各主旺錨、邊錨、第尾錨的慮松緊問絮題。體系轉(zhuǎn)向換時，叉雙壁吊湊箱鋼圍蜜堰與鋼蹦護筒的校鎖定情膜況，此因時圍堰濤既作亡施工板平臺槐又作贈圍