黄石市某长江公路大桥某深水主墩施工组织设计

1、xx 长江公路大桥 2-5 号深水主墩施工组织设计(一)编制说明1xx 长江公路大桥是国家“八五”期间重点建设项目，是交通系统首次在长江中下游河段自行设计、施工和建设的深水、大跨度、结构新颖的特大型桥梁工程，技术复杂，工期紧，任务十分艰巨。为保证安全顺利地完成大桥建设任务，编制本施工组织设计的原则是：在保安全、保质量、保进度的前提下，力求工程造价低， 施工组织合理。2钢围堰能否安全、准确地落床封底，是本工程成败的关键， 而锚碇系统的外力计算是否符合实际情况，又是钢围堰安全施工的 前提。由于目前水文、地质资料不足，计算的结果难免有欠妥之处， 拟在科研模型试验成果与现场锚碇系统实测资料取得之后，再

2、进行 调整。3本施工组织设计在报请总承包单位审批后，要编制分项工程施工组织设计的实施细则，制定更详细的季、月作业计划以及材料、设备、劳动力用量计划。施工细则是现场施工人员据以指导施工的 实施性文件，由经理部编制报局和总承包单位审批。(二)编制依据1xx 长江公路大桥设计文件1)总说明2)附图第一册(公用部分)3)附图第四册(第桥型方案)2xx 长江公路大桥施工设计图：2 号、3 号钢围堰构造3黄桥指(1991)仍号“关于 xx 长江公路大桥主墩墩位优化的报告”4公路桥涵施工技术规范(JTJ04189)5公路工程质量检验评定标准(JTJ07185)6中国公路桥梁建设总公司：“xx 长江公路大桥施

3、工总体方案”(三)工程概况1工程概况1)桥位xx 市位于 xx 省长江中游南岸，在省会武汉市下游约 140km， 江西省九江市上游约 120km，南岸与武黄一级公路衔接，北岸通过xx 省浠水县花洲与 106 国道相连。桥轴线位于武黄一级公路末端中线的延长线上，桥右桥左方位角为 900152”，见图 4-22。2)概况(1)桥型及指标主桥为五跨连续刚构桥，全长162.5m+3245m+162.5m=1060m。最高通航水位 23.76m 时的通航净高为 24.0m。竖曲线半径 11490.26m，两侧切线纵坡 3.2。(2)设计荷载为汽车超 20 级，挂120,人群 35kNm2；4车道，总宽

4、2.5m+15.1m+2.5m。(3)主墩为上游侧带分水尖的双柱墩，高度 43.67047.895m， 基础为双壁钢围堰内的钻孔灌注桩高桩承台结构，每墩有3000mm 嵌岩钻孔灌注桩 16 根。25 号墩基础及墩身结构如图 4-23。(4)工程特点双壁钢围堰直径大，高度亦大。2 号、3 号墩处水深大，围堰下沉时所受水流推力大。地质条件复杂，2 号墩岩面标高差达 480m，钢围堰需做成异形刃脚，加上岩面几乎裸露，故围堰下沉落床和刃脚封堵困难较大；而 4 号、5 号墩的覆盖层厚达 1621m，增加了下沉的难度。直径 3m 的钻孔桩用回转钻机施钻在国内尚属首次，钻机需要进口或在国内设计制造。部分基岩

5、单轴极限强度达到 130MPa，另外，某些桩位可能有破碎带存在，钻孔桩施钻时有困难。承台为大体积混凝土，墩身为 55 号混凝土，均需采取相应施工措施。水流流向与桥轴法线方向的夹角为 812，设计定位锚碇系统时必须考虑这一特点。墩身高度大。施工筹备期短，施工设备不配套，加之本工程是交通部第一次组织施工的特大型工程，必须做到万无一失。(5)主要工程数量如表 4-8。2自然条件1)河道xx 长江河段，自回风矶至西塞山约 14km，江面开阔弯曲。桥位河段，两岸均有防洪大堤控制，桥墩处两岸间距离约为 2070m。主流偏于 xx 岸，中常水位时，xx 岸滩地宽约 200m，浠水岸滩地宽约 400m，水面宽

6、约 1400m。2)气象xx 地区冬冷夏热，四季分明，雨量充沛，为典型的亚热带东亚大陆性气候。(1)气温多年平均气温为 17，最高月平均气温为 29.2，最低月平均气温为 3.9，最高日平均气温为 34.1，最低日平均气温为-8.7， 最大日温差为 16.4，极端最高气温为 40.3，极端最低气温为- 11。(2)相对湿度多年平均相对湿度为 78，季节性变化明显。雨季相对湿度79，其它季节相对湿度只有 76。(3)降水多年平均降雨量为 1406.6mm，年最大降雨量为 2184.1mm，年最小降雨量为 929.6mm。降雨量年内分配不均，春夏季多雨，秋冬季少雨。最大日降雨量达 249.5mm，

7、最大一小时降雨量为 90.7mm。(4)风多年平均风速为 2.1ms，常风向为 E、ESE，频率为 12，次常风向为 WNW，频率为 8。偶有风速28ms 的大风，最大风速达 35ms。3)水文(1)水位频率 1的设计洪水水位 25.56m，相应流量 77100m3s，流速2.10ms，保证率 99的枯水位 7.43m。(2)流向常水位时，流向由北向南，在桥轴线上下呈向下游扩散的喇叭形，河中心流向与桥轴线基本垂直。两侧流向与桥轴线的法线对称斜交，最大交角为 10左右。(3)流速桥轴线断面 1988 年 8 月 4 日，水位 17.09m 时，实测各墩位处垂线平均流速：2 号墩 1.50ms，3

8、 号墩 1.60ms，4 号墩1.64ms，5 号墩 1.70ms。1989 年元月 27 日，水位为 12.16m 时， 桥轴线处实测最大垂线平均流速 0.68ms。(4)冲刷公规院根据地质资料估算，连续刚构主桥总冲刷深度达 17m。4)地质根据黄桥指(1991)05 号文件附件 2 及部分施工图地质钻探资料， 各主墩的工程地质条件如表 4-9。3社会经济情况xx 市为鄂东重镇，上距武汉 140km，下距九江约 120km，人口120 万(市区人口约 50 万人)，钢铁、建材、有色金属、轻纺工业发达。1)交通运输xx 市水陆交通均极方便，长江航运在此有 xx 港，新近建成的外贸码头现代化程度

9、高有 1040t 门机可供装卸重件之用。铁路经武汉可通达各地，xx 至九江铁路已在建设中，武黄一级汽车专用公路直达拟建的本桥西端。2)建筑材料供应(1)华新水泥厂是我国大型水泥厂之一，距大桥工地仅约23km。该厂可供应散装水泥(2)xx 背山面水，石灰石碎石可自陆上采石厂采购。xx 下游之巴河一带盛产优质中粗砂。3)水、电供应(1)业主能将自来水管接至现场。但墩位处需用的自来水(船员生活用水、船上机械用水等)，必须购买，以船运输至墩位处。(2)业主可提供双回路 10kV 高压电源至桥轴线上游侧的高压配电所。4)当地企业协作能力xx 市 xx 船厂等企业有金属构件加工等能力。地方材料运输， 亦可

10、大部依靠当地企业。(四)施工总平面图1陆上临时设施均布置在 xx 一岸。其主要依据是：1)xx 岸社会经济基础设施发达、完善，水陆交通便利。2)水泥、碎石等建材产于 xx 一岸，钢铁材料等亦可铁路运输， 中转环节少。3)只有 xx 一侧能提供双回路电源，且容量能满足施工需要。4)施工用地标高较高，有利防洪。岸坡较陡，可缩短临时码头引桥、引道。5)业主的施工前期工作较好，征地拆迁、进场道路均已初具条件。2根据业主和总包单位的安排，临时生活设施分设在土陶仓库堆场和拆迁的砖瓦厂内，距陆上施工现场约 500700m；生产性临时性工程、临时设施布置在防洪大堤外、桥轴线以下的阶地和水域中。3施工水域及通航

11、：2、3 号墩施工时，施工占用 xx 一侧水域， 浠水侧通航；4、5 号墩开工后，xx 一侧 2、3 号墩间通航，通航宽度 200m。施工平面布置图如图 4-24。生活区、生产区平面布置分别如图 4-25、图 4-26。(五)主要工程施工方法 1施工部署及组织机构的设置与分工1)施工部署按照总包单位的部署，1991 年开工 2、3 号主墩，待 2、3 号墩施工至锚碇系统能拆除之后，再于 1992 年下半年开工 4、5 号主墩。2)组织机构的设置与分工(1)组成二航局 xx 长江公路大桥工程项目经理部履行合同规定的施工任务和管理。以二公司为主体，负责除钢围堰分块加工、运输、拼节等以外的所有现场工

12、程施工。(2)船机修造安装公司负责钢围堰加工、拼节和分节间接高。(3)船机公司负责提供起重船等大型船机，并负责定位船设计和改装、加固及导向船设计。(4)科研设计所负责临时供电工程设计及水下不离析混凝土、超缓凝混凝土、55 号高强混凝土等配合比设计。(5)鉴于工程的重要性、技术的复杂性、工期的紧迫性，局成立“xx 长江公路大桥主墩施工领导小组”，下设专门办事班子，指挥、协调解决施工中的重大问题。2施工工艺流程见图 4-27。3施工控制测量目前尚未收到业主和总包商提供的测量控制基点资料，控制测量暂按以下原则进行。1)参加总包单位组织的对业主提供的测量控制网和基点的接收及校核。2)如果上述控制网尚不

13、能满足施工测量要求时，自行测设加密的控制网。此时，必须将桥轴线作为控制网的一边，并在两岸均设置基线。3)主墩中心以 3 台经纬仪交会测设。其中一台为红外测距经纬仪，其观测方向为桥轴线方向，该仪器的水平角直读精度为 1测距误差5mm+l0ppm。另两台经纬仪的水平角直读精度亦为 1。4)高程测设以精密水准仪进行。如果控制基点距桥墩较远，将设临时高程控制点，定期与控制基点校核。4锚碇定位系统1)锚碇定位系统的组成为实现双壁钢围堰的定位和着床下沉，维持其直至混凝土封底 完成以前的安全和稳定，设置锚碇定位系统。该系统由定位船、导 向船组、主锚、边锚、尾锚、围堰下拉八字尾锚，与之相应的锚链、锚绳和定位船

14、与导向船及围堰下部之间的拉缆设备、导向设备组成， 参见图 4-28。2)锚碇系统受力计算(略)主锚、边锚、尾锚、围堰下拉八字锚的配置见表 4-10。围堰下拉缆：钢丝绳选用 4 根，计算略。定位船拉导向船拉缆：选用 6 根 619-43-1700-光一交右钢丝绳，安全系数 4.09，拉力汁算略。锚碇定位系统所选用的钢丝绳的安全系数均为 4K5，偏小。但考虑到围堰实际着床时，水位达到 17.0m 的几率不大，计算中流速取值也偏于安全，计算假定粗略且偏于安全，故仍采用了该计算结果。实际施工时，如果出现异常情况，必须采取增加锚、缆等应急措施。3)锚碇系统的总体布置，如图 4-28，定位船、导向船调系缆

15、方案分别如图 4-29、图 4-30。4)锚碇系统施工工艺流程见图 4-31。(1)混凝土锚在局九江预制场预制，用 400t 方驳运输到现场。(2)用“航工起一”250t 浮吊或“航工起四”60t 浮吊抛锚。(3)主锚对拉。在全部主锚与导向船尾锚间进行对拉，对拉荷载为设计锚着力 221.2kN，可选 2-3 个锚对拉至锚开始滑动为止，以求得实际的锚着力系数值。测力方式：弹簧测力计直接测力。5双壁钢围堰施工1)概述双壁钢围堰主要是作为施工手段而存在，设计上并未计及其承 受使用荷载。按照设计求，对标高+2.0m(黄海高程，下同)以上部分， 在施工完毕之后要水下切割拆除。25 号主墩双壁钢围堰外径均

16、为2800cm，内径 2500cm，其结构如图 4-32。围堰在高度方向分成 9 节，每节 29909420cm，重力7901551.7kN，每一节分为 8 块(单元)。围堰设计顶标高均为+22.00m，刃高标高-14.65-2220m，其中 2 号墩围堰为高低异形刃脚，岩面高差 4780mm，刃脚高差4350mm。25 号墩围堰施工方法为：分片(单元)制作，浮式平台上组拼成节，整节吊运接高下沉。2)围堰分片(单元)制造(1)围堰单元在船机修安公司车间制作。围堰单元的制作工艺按造船工艺办理，其工艺流程见图 4-33。在放样台上放样，制作样板及胎架。以后的单元放样、画线及制作均依样板及胎架进行。

17、壁板用半自动切割机下料，环板用手工气割下料，角钢用锯床下料。内外壁板在小滚床上按规定直径滚圆。组装及焊接按工艺细则进行。应采取措施，防止产生不能允许的焊接变形。(2)质量检验项目几何尺寸。对重要部位焊缝进行超声波探伤。对内外壁板接缝等部位进行煤油渗透试验，以保证围堰的水密性。焊缝外观检查。(3)围堰单元试拼在制造厂内设试拼平台，在其上以围堰单元试拼成围堰分节， 以便及时发现和修正制造中存在的问题，改进单元制造工艺。试拼后的单元编号，在现场拼装时“对号入座”，缩短拼装时间。3)围堰单元运输围堰单元最大重力为 189kN，在制造厂内用 36t、50t 轮胎吊装卸，平板拖车运输。在专用码头装上 30

18、0400t 方驳，并临时固定， 用 300kW 以上拖轮拖带运输。4)围堰分节组拼(1)浮式拼装平台用万能杆件联结梁和型钢制成平台，置于 2 艘 400t 方驳制成， 如图 4-34。平台内圈设置脚手架、工作平台和围堰单元定位靠模。浮式拼装平台的锚碇系统为：艏锚为 15kN、l0kN 海军锚各 4 只，艉锚为 5kN、3kN 海军锚各 4 只。需 5t 锚机 4 台，锚缆 619- 34-1550-光-右交 2200m34 锚链 12 节。(2)组拼用 60t 四连杆式全回转起重船，将围堰单元自运输方驳上吊运至拼装平台上，按事先在平台上放出的内外壁板圆弧线、隔舱板定位线准确定位，并临时稳固在靠

19、模上。边拼装，边点焊。拼装完成后进行总体尺寸检查，并进行必要的调整。焊接。(3)质量检验项目几何尺寸：直径、椭圆度、垂直度。焊缝超声波探伤(吊点等重要部位)，壁板竖向拼接缝煤油渗透试验，焊缝外观检查。各墩第 1 节围堰的水压试验。5)围堰分节吊运(1)将已经组拼完成并检验合格的围堰节段，用“航工起一” 250t 起重船自水上拼装船组吊起，用 600kW 以上拖轮顶推，吊运至导向船组。(2)“航工起一”吊运钢围堰节段，扒杆角度 52，船艏以外有效吊幅 19.360m，水面以上起吊高度 28.0m，吊重可达 1895kN。吊幅及吊高核算如图 4-35。(3)在每节围堰顶部直径为 26.500m 的

20、圆周上，均匀设置 16 个吊点，吊索与水平面成 45角。请计院据此进行围堰起吊的应力和变形核算，并对相应的吊点进行加固设计。(4)吊具吊具为专用吊具，具体要求是：拆卸起重船主钩后，上吊具与主钩动滑轮组直接连接。上吊具应在直径大于 3000mm 的圆周上均布 16 个吊耳，总吊力1600kN。选择吊索时，应计及 K=1.21.4 的受力不均衡系数。吊索两端的环扣应用铝合金压接形成，每根吊索的长度差应小于 20mm。(5)现有设计的 2、3 号围堰分节的高度和重量相差悬殊，为达到如下目的：各墩第 1 节围堰入水后能自浮，且在吊装第 2 节围堰后，第1 节围堰的干舷不大于 1.5m；充分利用起重船的

21、起重能力，使分节间现场接高的环向焊缝尽量减少，以加快施工进度；各节之高度和重量接近。拟按上述要求修改围堰分节划分，各墩第 1 节围堰高度一般不大于 8.0m，其余各节不大于 6.0m，每节围堰重力在 12001500kN 之间。6)围堰接高下沉(1)导向船粗定位在第 1 节围堰吊运就位之前，必须调整好定位船，使导向船的各条锚缆、拉缆受力均匀，并使导向船中心位于墩位中心上游约1015m 处。此时定位船主锚缆、导向船尾锚缆和定位船、导向船拉缆的初拉力，约为计算拉力的 12。(2)第 1 节围堰 50cm 高的刃尖加强混凝土的浇筑时间，视第 1 节围堰重量而定：当浇注后第 1 节围堰总重力不超过 1

22、700kN 时， 在水上拼装平台处浇注，否则，在吊人导向船组后浇注。(3)起重船从导向船组下游方向将围堰分节吊人导向船组，精确定位，放人导向结构内，入水自浮或与已有围堰对接。第 1 节围堰人水前要系好下拉缆。已经入水的围堰，以钢丝绳与导向船软连接，防止晃动和扭转。(4)在导向船下游适当位置抛设 2 个 1015t 钢筋混凝土锚，并以浮筒作标志，以便连接起重船尾八字缆。(5)用潜水泵向围堰隔舱内注排水的方法，来调节围堰的干舷高度和平衡，使待焊接缝距水面高度约为 2.0m。注排水时，2、3 号围堰相邻隔舱水头差6.0；4、5 号围堰相邻隔舱水头差5.0m。当 2 号墩高低刃脚围堰难以用上述方法调平

23、时，则向隔舱内浇注适当数量的混凝土调节平衡。(6)分节拼装所用的外脚手架为固定于导向船、联结梁上的双层固定脚手架，内脚手架为浮箱上的浮式脚手架。(7)水平接缝的焊接在上(或下)节围堰的内圈顶(底)面设定位导向装置，以方便上、下节围堰的对接。围堰分节若有失圆，应事先确定最佳对接方向。对接时应避免强力矫正，防止局部损坏。(8)围堰接高下沉过程中，应随时以回声测声仪测量墩位及其周围水深，借以推知河床的冲淤变化。当发现围堰接高位置的下游， 即将来最后着床之处有淤积时，应适时下移导向船，使淤积区下移， 避免淤积妨碍围堰着床。(9)围堰接高下沉过程中，要注意调整下拉缆的长度，防止围堰倾斜和下拉缆受力过大。

24、7)围堰定位着床围堰定位着床是保证围堰平面位置、倾斜和扭转符合设计要求的关键步骤之一。(1)测量定位方法在 xx 岸和浠水岩分别设置基线，以三台经纬仪交会并以红外测距仪测距确定围堰平面位置(图 4-36)。图中 1 号为红外线测距仪， 三台经纬仪交会 a 点，控制口、凸两点在桥轴线上，同时测读距离L。围堰之倾斜可用经纬仪竖丝观察围堰外圆柱母线、水准仪测围堰顶相对高差等方法测量。(2)定位着床操作要点在围堰接高下沉、墩位处冲刷稳定之后，调缆移位，使导向船挟持围堰到达设计或施工细则规定的位置。测量变化以后的围堰着床处河床面标高，如果覆盖层面高差过大，抛填 58cm 碎石，大致整平，以便尽量克服着床

25、时的倾斜和下沉时的不平衡土压力。确认围堰高度足够以后，仔细调整导向船锚缆、围堰下拉缆和下游八字拉缆，使围堰平面位置、倾斜均符合要求；调整导向船上的围堰平面拉缆，纠正围堰的扭转，使围堰轴线与设计桥轴线相符或平行，与桥墩中轴线相符合。按事先的计划向围堰隔舱内迅速、对称均衡地注水，使其下沉着床。注水时，要防止围堰倾斜。一旦发现倾斜，应即停止注水下沉，并采取措施纠正。着床后随即测量围堰的偏差值，如果超限，应抽水起浮，重新定位下沉。向隔舱内注水或抽水时，相邻隔舱水头差控制值：2、3 号围堰不大于 6.0m，4、5 号围堰不大于 5.0m。8)吸泥下沉(1)围堰着床后，应尽快接高并注水，吸泥下沉。(2)吸

26、泥下沉设备每个墩位配置直径 300mm 吸泥机 3 台，其中 1 台备用。吸泥机配有 2MPa 高压射水枪。用 4 台 20m3min 空压机供应压缩空气，高压水则用 2 台压力不小于 2MPa、流量不小于 80m3h 的水泵供给。吸泥机的拼、拆及悬挂移位，利用导向船上的 2 台桅杆吊进行。围堰顶设可拆式操作平台。每墩配置 2 台直径 250mm 弯头吸泥机，用以吸出围堰刃脚下的土、石。在围堰的适当部位开孔补水。(3)围堰隔舱填充混凝土的浇注对于 2、3 号围堰，围堰着岩后，进行刃脚支垫，围堰外抛石。先浇筑 12 高混凝土，待水下混凝土封底后再浇至规定标高。对于4、5 号围堰，在沉人覆盖层中

27、3m 左右时浇注，一次浇完。分舱对称浇注。用刚性导管法，混凝土面不应超过围堰下沉终了的标高 1.50m 处。(4)下沉过程中的偏位和倾斜纠正吸泥应由围堰中心逐渐向外扩展，对称均匀地进行，使围堰徐缓、均匀、竖直地下沉。每一工班或每下沉 1m 至少应观测一次。纠正偏位和倾斜的主要手段是偏除土和偏心加载。但是，在纠正倾斜时，一般会引起平面位置移动。在一侧除土纠正偏位时， 要注意围堰的倾斜变化。制定纠偏纠斜措施和程序时，必须摸清情况，分析原因，综合考虑。实施纠偏纠斜时，要随时观测围堰的变化。围堰接高前，应尽量将倾斜纠正完毕，以防止倾斜继续发展。(5)围堰接高时，其干舷高度应不小于 2.0m。(6)吸泥

28、下沉过程中必须保持导向船的正确位置。一般不得使用导向装置作为纠正倾斜的手段。(7)围堰下沉至设计标高以上 2.0m 左右时，适当放缓下沉速度， 仔细纠正偏位和倾斜，使其能正确落岩。(8)下沉过程中如遇障碍物，立即停止下沉，查明情况，排除障碍物后，方能继续下沉。(9)5 号围堰如果施工冲刷较小，可能发生下沉系数不足的情形。此时可考虑采取下列措施之一：事先挖泥、设置空气帷幕或在设计允许范围内接高围堰并注水压重。待获得地质资料和模型试验后确定。9)刃脚封堵及清基按设计要求，经过刃脚支垫封堵以后，应有 40的刃脚均匀受力，且着力点应满足围堰稳定要求。(1)围堰着岩稳定后，潜水探查刃脚着岩、嵌岩情况，并

29、用水下不离析混凝土、袋装混凝土等填塞刃脚与岩面间的悬空部分。(2)带高压水枪的吸泥机进行基底清理。当水压不能满足时，可将 2 台水泵串联，但水泵及管路应能承受相应压力。10)无覆盖层高低异形刃脚围堰的施工措施2 号墩岩面高差达 4.78m，覆盖层厚度仅 0.495.20m，3 号墩岩面高差亦达到 1.17m,覆盖层厚 7.5511.04m。经施工冲刷估计两墩覆盖层均所剩无几(可能剩下少许卵石层)，而倾斜岩面几乎暴露， 这给围堰施工带来了新的困难。现以 2 号墩为例，拟定相应的施工措施。(1)第 1 节围堰吊装之前，先将导向船定位于墩位处，以带射水头的 Dgl00 钢管，沿围堰刃脚周边射水插入覆

30、盖层，直至岩面，量测复核岩面标高，在征得设计、监理代表同意后，按此探测结果修正第 1 节围堰单壁刃脚。(2)以在隔舱内干浇混凝土的方法将第 1 节围堰重量配置平衡， 配平之后的总重力不得超过 1700kN。(3)第 1 节围堰吊人导向船导向结构，入水后必须及时注、排水调节其平衡，到能垂直自浮为止。(4)围堰接高下沉至接近河床时，应进行准确定位、调平，并利用导向船上的纠扭装置纠正扭转，符合要求后才能着床落岩，使刃脚与岩面能尽量贴合。(5)围堰着床(落岩)时，可能仅一点接触而发生倾斜、扭转，此时应停止下沉，纠正复位后，再度下沉。(6)着床(落岩)并检查平面位置、倾斜、扭转，均符合要求后， 迅速向围

31、堰外抛块石或钢筋网石笼，以便稳定围堰刃脚位置，并且阻挡水流，形成潜水员能在围堰内下水作业的条件。抛石的厚度， 自岩面最低处起算，不小于 7m。(7)潜水员用混凝土小方块、型钢等支垫刃脚，至少 4 点。然后继续以水下不离析混凝土、袋装混凝土等支垫和封堵刃脚，直至达到 40刃脚受力，且封底混凝土不致流失的要求。11)质量标准待定。正式施工时，以监理工程师制定的标准为准。12)安全技术措施围堰施工中，突出的安全问题有：重件吊装锚碇系统受力最大， 以及大量深潜水作业。除一般安全措施外，必须强调如下各点：(1)严格执行起重吊装安全操作规程。遇 4 级以上风时停止围堰吊装接高。(2)除一艘 600kW 以

32、上拖轮拖运 250t 起重船外，必须另有一艘300kW 以上拖轮备用。(3)对锚碇系统应加强检查，随时调整使其缆绳受力均匀。导向船连缆的预拉力应调整到设计锚力(225kN)的 5060。(4)严格遵守潜水作业时间限制和减压规定，设置减压舱。6钢围堰水下混凝土封底1)概述钢围堰水下混凝土封底是决定主墩施工成败的关键之一。刃脚部分，最大仓面积 447m2，刃脚以上部分，仓面积为 352m2。本工程采用刚性竖直导管法浇注水下混凝土封底。2)护筒制造及安装(1)护筒内径为 3300mm，拟用厚度为 68mm 的钢板制成，以L75 8mm 角钢加固。委托 xx 船厂加工护筒。(2)护筒顶标高：以超出封底

33、混凝土设计顶面 1.0m 左右为原则。顶面设置连接法兰，以备钻孔需要及接高桩柱施工时接长。底标高根据围堰内清基后岩面标高确定。(3)护筒定位架以万能杆件和型钢拼成，高度约为 2.0m。定位架的留孔必须考虑到围堰的实际偏位值。(4)护筒安装见图 4-37。在钢围堰内壁的设计标高处，焊接定位架的永久支承牛腿， 围堰下沉完毕后各牛腿由潜水工找平。在围堰内壁水面以上 23m 处焊接定位架临时支承牛腿，在其上拼装定位架。将护筒插入定位架，并固定在定位架下平面。割除临时牛腿，用起吊设备将定位架及护筒整体下放，支承到永久牛腿上。拟用“倒锤法”测量护筒平面偏位及倾斜值。潜水工堵塞护筒与岩面间间隙，在护筒内填高

34、度为 23m 的砂。3)导管及其平面布置(1)拟采用内径为 260mm 左右的“压力锅式接头”无缝钢管导管。导管拼装后，以水压试验检验其水密性、抗拉能力和接头质量。(2)一根导管的作用半径计算，Rt 可取为 4.0m。(3)按照一根导管实际作用半径4Om，并考虑到护筒布置的情况，导管的平面布置如图 4-38。共计需要 18 根导管。4)混凝土浇注速度的计算(1)按公路桥涵施工技术规范(JTJ041-89)要求，取导管最小埋深为 0.75m。在混凝工中掺加缓凝剂后，使其在 5 小时以内仍能 保持 150mm 的坍落度，则混凝土面的平均上升速度。应达到0.15mh。按最大仓面积计算，需要的浇注速度

35、Vq=0.15477=71.6m3h。由于仓面积渐小，取 Vq=70m3h 即可。(2)在刃脚以上部分，如果使埋深增大至 1.0m，裨使封底混凝土顶面较为平整，即混凝土面上升速度应达到 0.2mh，相应的浇注速度：Vq=0. 2352=70m3h。(3)根据经验，同一导管两次灌入混凝土的时间间隔不宜大于0.5h，如果每根导管每次灌入 2.0m3 混凝土，则浇注速度应为：Vq=（18 2.0）/0.5=72m3h综合以上考虑，混凝土浇注速度取为 7075m3/h。5)第一根导管首批混凝土需要量计算计算过程略，得 Q16.8m3。随后开灌的各根导管的首批混凝土需要量将小于上述计算值。如在工作平台上

36、设容量为 12m3 的中心集料漏斗，与导管相连的灌注漏斗的容积为 11.5m3，再加上一辆 6m3 搅拌车的储备量，可以满足首批混凝土的需求量。6)浇注平台及设备布置浇注时使用将来钻孔所用的工作平台。平台顶层设中心集料漏斗，中层为导管提升和测量操作层，底层设置灌注漏斗，见图 4- 39。导管用 5t 倒链滑车提升。7)封底施工(1)水下混凝土配合比设计的基本要求依照经验取坍落度为 18-22cm。材料：碎石，最大粒径 40mm，中砂，42.5 级普通硅酸盐水泥，自来水。掺加粉煤灰(混合料)。要求掺入适当的缓凝剂、减水剂等外加剂，使混凝土拌和物坍落度降到 15cm 的时间不短于 5 小时，初凝时

37、间达到 8 小时以上， 并具有较小的泌水率。(2)浇注工艺及设备浇注工艺过程：混凝土拌和物在搅拌站制备并装入 6m3 搅拌车，经下河公路(汽渡码头)装上汽车渡船(每船装 34 车)，汽渡驶靠到浇注工作船(或导向船)边，混凝土卸人泵车料斗，经泵车泵送 进人中心集料斗，再由集料斗经溜槽、串筒等进入灌注漏斗和导管， 实现水下混凝土浇注。该工艺的关键是混凝土由搅拌车卸人泵车料斗过程能否顺利实现。为此应将泵车横置于浇注工作船(或导向船)上，使受料斗尽量靠近，甚至伸出船舷，并降低其高度。另一方面要适当垫高汽渡船甲板面，使搅拌车卸料槽高度与泵车受料斗相适应，见图 4-40。拟选用 2 台进口泵车，其主要技术

38、性能要求：最大泵送量90m3h 以上(水平距离 30m 加垂直高差 25m 时泵送量应不低于50m3h)，布料臂架最大工作半径大于 40m。选用 8 车型汽车渡船 4 艘，每艘载 6m3 搅拌车 34 辆。汽渡一个循环时间估算为：靠泊汽渡码头，搅拌车上船 t1：5min；航行至墩位并靠泊 t2：15min(2、3 号墩)；t2：20min(4、5 号墩)；卸空混凝土 t3：20min(3 车)；t3：30min(4 车)返航并靠上汽渡码头 t4：15min(2、3 号墩)；t4：20min(4、5 号墩)；搅拌车下船 t5：5min；对于 2、3 号墩 t=t1+t2+t3+t4+t5=5+1

39、5+20+15+5=60min；对于 4、5 号墩 t=t1+t2+t3+t4+t5=5+20+30+20+5=80min 2、3 号墩时，每船 3 车，载混凝土为 18m3，则每小时 4 艘汽渡运输混凝土可达到的生产量为：Q=（18 60）/604=72m34、5 号墩每船 4 车，载混凝土 24m3，每小时产量可达： Q=（24 60）/804= 72m3与要求的浇注速度一致，与泵送能力亦基本适应。为使混凝土拌和站能基本上连续生产，并使汽渡不致等待搅拌车而需要在拌和站与码头之间运行的搅拌车数；在与运输能力相适应的条件下，每台拌和站的实际生产率应为40m3h；装满一辆搅拌车的净时间为 60/

40、406=9min。加上搅拌车进出拌和站对应的时间约为 l0min 左右。平均每 1520min 才有 1 艘汽渡返回码头，因此，在陆地上运行的搅拌车应有 4 辆，搅拌车总数为 16 辆。(3)封底施工的特殊要求除遵守一般水下混凝土浇注的规定以外，封底施工尚有以下特殊要求：由于封底混凝土量大，必须连续作业，事前，应进行周密组织和物资、技术、设备的准备。2 号墩岩面高差大，新浇混凝土的不平衡侧压力大，因此， 围堰下沉定位后，必须在其外围抛石护脚，抵抗混凝土的不平衡侧压力。封底浇注过程中，要注意监测围堰的位移、倾斜。浇注顺序应遵守先低处后高处，先周围后中间的原则。8)封底设备备用方案(1)当一台搅拌

41、站临时出现故障时，另一台搅拌站可以缩短混凝土搅拌时间，以提高拌和速度。混凝土可在搅拌车中再次得到充分的拌和。(2)在浇注工作船(或导向船)上设置备用混凝土泵，其生产能力应达 80m3h 以上，并且，事先敷设混凝土输送管道。当泵车出现故障时，立即改用此系统泵送混凝土。9)质量检验按规定留置混凝土试块。当对封底效果有怀疑而不能排除时， 以钻取混凝土岩芯的方法检查封底混凝土质量。7嵌岩钻孔灌注桩1)施工工艺流程如图 4-41。2)钻孔工作平台(1)设计计算委托公规院电算。手工按平面桁架简化计算校核。(2)计算荷载。平台自重；钻机及钻头、钻杆、配重的自重(2 台钻机)；水下混凝土浇注设备重力；钻机钻进

42、时引起的振动力及平衡扭矩；风荷载；人群及其它施工活载。计算时，应考虑到最不利的荷载组合和最不利的荷载作用位置。(3)钻孔平台以多处面荷载形式支承于钢围堰顶部，支承位置不少于 16 处。(4)平台结构简述平台平面尺度 28m28m，高度约 6m。主桁架用 N 型万能杆件拼成，其结构方案如图 4-42。(5)平台拼装及安装平台主桁架预拼后，用 250t 起重船吊送至围堰顶部安装，或再以桅杆吊移位安装。连接系现场拼装。3)钻机(1)已向洛阳矿山机械厂订购 3 台 GZY-3000 型工程旋转钻机， 其主要技术参数：钻孔直径：3000mm，全断面一次成孔； 扭矩：200KN.m调速：液压无级高速；08

43、r/min 时为恒扭矩钻进，大于 816r/min 时为恒功率钻进；排渣方式：气举反循环排渣，要求 0.7MPa 压缩空气量30m3/min；提升能力：1000kN.m；可钻岩石强度：不小于 130MPa； 电动机功率：200kW；外形尺寸：长宽高：9540520012950mm；总重力(包括配重)：约 1600kN。(2)申请进口 2 台直径 3000mm 工程钻机。(3)自制 1 台直径 3000mm 冲击式钻机。拟直接用卷扬机提升铸钢冲击钻头对岩石实施冲击钻孔。该钻机的作用有二：一是当旋转钻机不能按时到货，或不能满足需要时，作应急用；二是用于 3 号墩可能遇到的破碎带钻孔。冲击钻机需进行

44、专门设计。4)钻孔(1)在施工中，每 1 墩位以 2 台钻机同时钻进，1 台钻机备用。(2)钻孔准备工作绘制钻孔处地质剖面图，据以确定各桩钻孔工艺参数。潜水探摸已吸出填砂(石)的护筒孔底，如有铁器、大块石和大卵石等及时打捞清除。若岩石面倾斜过大，应以水下不离析混凝土填平，待其强度达 10MPa 以后再钻孔。复测护筒中心及倾斜度，标出钻头中心位置。移钻就位时， 偏差应不大于 5cm。(3)开始钻进时，应减压钻进，以保证钻孔垂直，钻孔深达12m 时，方可正常钻进。钻进应连续进行。(4)破碎带钻进方案冲击钻钻孔，在孔中填水下混凝土封孔，再以旋转钻机成孔。薄层严重破碎带以地质钻机钻孔，灌浆固结后，再行

45、钻孔。轻微破碎带可用泥浆护壁钻进。(5)钻孔中若遇停电(双回路均停)，应迅速以联合工作船供电， 将钻头提出钻孔，防止卡钻事故。如遇坍孔埋钻，应用 250 空气吸泥机吸出埋钻物，提出钻头。(6)钻孔完成经检查标高之后，用清孔检孔器(图 4-43)检查桩孔是否圆顺，有无缩孔，并清洗孔壁、孔底，吸出沉渣。清孔后，用沉淀法检查清孔效果。5)钻孔中的排渣(1)旋转钻进时，每一墩位配 1 艘 80m3/min 空气压缩机船，供应气举排渣所需之压缩空气。冲击钻进时，另配 1 台 250 空气吸泥机排渣。(2)排渣补水：在围堰适当标高处，开 4 个 300400 孔，使江水能自然补给。围堰内抽水时，用盲板加于

46、法兰盘上封闭孔口(如图 4-44)。(3)如果低水位钻高岩面之孔，由于水深不足而排渣困难时，可将护筒接长，以大流量、低扬程水泵(例如轴流泵)向护筒内补水， 使其水面高出江面，以利排渣。但一是每桩补水量达 600m3h，二是护筒接长困难，故安排施工时应力求避免此种情况。6)灌注封孔混凝土(1)封孔水下混凝土的浇注工艺与前述基本相同，其不同点是：此处为单导管灌注，取消中心集料斗、溜槽、串筒等，而将混凝土直接泵送至灌注漏斗，经导管灌注。应注意泵送管出口不得垂直对准导管上口。浇注混凝土数量较少，以 1 台拌和站、2 艘汽渡(9 辆搅拌车)、1 台泵车即可满足要求。混凝土可无缓凝要求，或降低缓凝要求。浇

47、注混凝土之前，必须严格洗孔、清孔。开始灌注混凝土前， 向孔底高压射水或射风 l0min 左右，立即灌注水下混凝土。7)事故处理如果某桩封孔混凝土浇注失败，必须立即以配有高压射水管(压力大于 2.0MPa)的 300 吸泥机清除已灌之混凝土，洗孔、清孑 L 后重新浇注。但当事故发生处距封底混凝土顶面为 3m 以内时，可以考虑中止浇注封孔混凝土，待围堰内抽水后按施工缝处理，接长桩柱。8)质量标准及检验待定，正式施工时以监理工程师制定的标准为准。8承台施工承台在围堰顶部钻孔工作平台拆除后施工。1)底模方案一：在围堰封底混凝土上填砂，至承台底面以下 20cm，并振动压实，浇注 20cm 厚 20 号混

48、凝土垫层，作为底模。填砂总量约5300m3。方案二：以型钢制作底模支承桁架体系，支承于围堰和桩柱上， 其上铺设钢模板或木模板作为底模。第二方案，需要大量钢材和木材，均为一次性摊销，另外，制安底模系统费工费时，可能对总工期有较大影响。推荐第一方案。2)分层及施工缝处理(1)承台分两层浇注。其分层位置，待施工图出图后，根据便于承台顶层钢筋施工和墩身钢筋预埋的原则确定。(2)分层处施工缝，以涂缓凝剂压力水冲毛的工艺处理。3)混凝土浇注工艺按前述之运输工艺，泵送混凝土至浇注地点，用国产 10m 布料杆布料浇注。混凝土配合比应考虑加粉煤灰，并掺缓凝剂(初凝时间3h)， 混凝土坍落度 8cm 左右。4)大

49、体积混凝土的散热降温措施(1)在混凝土中埋设冷却水管，浇注混凝土后，通水冷却。冷却水管布置如图 44-5。(2)掺加粉煤灰和高效减水剂，尽量降低单位水泥用量。(3)吸取深层江水用于混凝土拌和。(4)尽量安排在温度较低时施工。(5)承台混凝土浇注后，及时灌水，淹没养护及散热。(6)按设计允许量，在混凝土中埋放石块。5)抽水控制水位：+18.00m。抽水用置于围堰内浮箱上的水泵进行。抽水流量约为 250m3/h。6)质量标准(待定)9墩身及分水尖施工墩身和分水尖均为高度很大的结构，断面变化不大。施工方案：方案一：滑升模板。方案二：在墩身和分水尖中设置劲性配筋(型钢)，以爬模按高度 5m 一段施工。

50、两方案各有优劣，待施工图出图后再比较决定。无论采用何种方案，均需在承台顶设置起重高度60m，起重能力 1500kN 的自升式塔吊 1 台，用于垂直运输。另需设载人电梯1 架，供工作人员上下。采用滑模方案时，混凝土坍落度5cm，由汽渡上的搅拌车卸人浇注工作船上的吊斗内，用塔吊提升浇注。也可用联合工作船上的混凝土搅拌机直接在水上拌和混凝土，以塔吊提升浇注。采用爬模方案时，混凝土直接泵送人仓(通过 l0m 布料杆)。质量标准：(待定)10钢围堰切割拆除为了不妨碍通航，按照设计要求，标高+2.0m 以上的双壁钢围堰应予切割拆除。根据施工总体方案，在上部结构 0 号块浇注之后才能切割拆除围堰。拆除围堰应

51、安排在枯水季节进行，以减少水下切割工作量。拼装围堰时，在围堰内、外壁将来进行水下切割的位置，各焊一环状 10 圆钢作切割标志。水下切割以空心金属条电割法进行。拆除围堰按下述程序进行：1)围堰与墩身间连接加固，使二者之间不能相对移动。事先， 根据需要在墩身上埋设预埋件，这样，保证潜水员切割围堰的安全。2)切割拆除水上部分。解体后，用起重船起吊装方驳运走。3)把围堰水下部分悬吊在 0 号块上。4)水下切割，依次为隔舱板、内壁板及其竖肋、外壁板及竖肋。切割从下游至上游由两组潜水员对称进行。5)将已切割的围堰吊出水面，解体装驳运走。进行水下切割时，一定要保持围堰内外水位一致。11施工工艺试验研究除已列

52、入科研项目，由有关单位进行的试验研究以外，尚应进行下列有关施工工艺的试验研究和观测：1)钢围堰下沉导向装置的形式和结构，防止和纠正围堰扭转的措施。2)主锚对拉试验：测定主锚实际拉力、探求锚着力与锚重的关系。3)围堰施工过程中锚缆和围堰下拉缆的受力观测。4)整体分节吊装围堰的试验观测，吊索长度调整装置，吊点受力观测，围堰变形观测。5)3m 工程钻机试钻，拟在 2 号墩选择 1 根工程桩进行试钻，取得钻进参数，制定操作规程。6)大体积混凝土通水冷却效果观测。7)55 号高标号混凝土的配合比及浇注工艺研究。8)定位船、导向船在不同时期的受力情况观测(包括流速、流向、风速、风向、工作状态)。(六)大临

53、工程和主要工程船舶改造1大临工程1)临时供电工程考虑到：(1)水下混凝土一次最大浇注量达 3000m3 以上，必须连续浇注；(2)钻孔桩必须连续钻进，因无预备桩位，如因停电造成埋钻事故，将造成难以弥补的损失；(3)单台电机功率达 200kW，如果以柴油发电机组作为备用电源，则装机容量太大，不易解决；(4) 主墩工期紧迫，故要求按双回路方式供电。(1)电源由业主在桥轴线上游建双回路高压配电所，供给 25 号主墩的施工用电。电压 l0kV，三相三线对地绝缘制。水上前期施工准备工作阶段，2、3 号墩墩身施工，以及定位船动力用电，由 2 艘联合工作船上的 200kW 柴油发电机组供给。该发电机组还作为

54、特殊情况下的应急电源，生活区由业主直接提供的 380/220V 低压电源(75kW)不包括在临时供电工程中。(2)变电站及容量1 号变电站设于陆上，供电对象为所有陆上生产区及钢围堰水上拼装平台的动力和照明用电。计算有功负荷 600kW，设 2 台400kVA 变压器。电容器补偿后功率因数 cos=0.854。2 号、3 号变电所分别设于 2 个导向船组上，容量均为1000kVA，供给各墩施工用电。控制工况为 3000 钻孔桩钻孔：2 台 200kW、3 台 150kW 电机同时工作。计算有功负荷为 771kW，功率因数 cos=0.795。变电站采用干式变压器组合式变电站，杜绝因变压器油引起的

55、火灾，这对水上施工安全是非常必要的。(3)配电系统1 号变电站为高压双回路双配电变压器系统，当 1 台变压器出现故障时，确保混凝土拌和站供电，而其它设备可暂停运转。2 号、3 号变电站为高压双回路放射式、单配电变压器系统。2 号、3 号变电站间设低压联络线(水下电缆)1 条，向发生事故的变电站所在墩位提供 380A 电流，作为 200kW 设备应急之时运转之用。(4)高压配线1 号变电站，为不因架空高压线而影响引桥施工，用埋地10kV 高压电缆。2、3 号变电站用水下 10kV 高压电缆。临时供电的平面布置见图 4-46。2)临时供水由业主提供 D=100 管径的自来水供应至生产区现场，D=70 管径的自来水供应至生活区。混凝土生产的骨料冲洗用水，可抽取江水供给(水泵 3BA9)。3)混凝土拌和站(1)生产能力：围堰水下混凝土封底的浇注速度要求为混凝土拌和站生产能力的控制因素。如前所述，水