永武高速公路深水桥施工技术

1、永武高速公路深水桥施工技术一、项目概况 永武高速公路有近60公里北绕柘林湖，多次跨越柘林湖库叉,全线桥梁总长18.9KM/95座，桥梁比例16.33%;桩基水深超过20米的深水桥梁有5座，其中：南山一桥、巾口大桥、红岩潭大桥的最大水深近30米，是我国内河桥梁建设基础施工水深最深的桥梁工程。这三座深水桥均为40米预应力砼T梁，具体简况如下表:项目南山一桥巾口大桥红岩潭大桥小计桥长（m）9697698092547重型钢栈桥长（m）8605207592139深水平台（个）20141852钢栈桥用钢（t）2600190025007000钢护筒用钢（t）1600110016004300钢平台用钢（t）2

2、900200035008400临建总用钢（t）71005000760019700三座深水桥于2009年8月份开工，2010年12月完成了桥梁下部构造。深水桩基在施工过程中，大都遇到了斜岩、孤石、裂隙、溶洞、坚石等一种或多种情况，穿孔、漏浆、塌孔、平台和护筒下沉、卡钻等现象经常发生，需要潜水员全程配合，桩基施工难度之大、工效之低、投入之大，都比预想的要困难得多。二、工程设计和施工方案的确定 在桥位选定和施工方案的确定上，项目办提前介入、全过程参与,及时调整与优化。1、桥位的选定南山一桥、巾口大桥设计单位提出了二个方案，其中二方案（即 绿线方案）采用桥梁将两岸岛屿直接连起来，线形较为顺直，专家一

3、致推荐，但有一座长2KM的深水桥梁，基础水深达35m; 方案（即 红线方案）沿山边布线，平面线形略差，但将特长深水桥梁分成三座 桥梁跨越，且最大水深要浅 5m。鉴于旅游高速公路的特点，综合考 虑技术经济指标和施工工期、难度等因素，经与专家深入沟通，最终 采用了路线一方案，为工程施工争取有利条件。红岩潭大桥设计单位也提出了二个方案， 经与当地村民沟通， 发现二方案要跨越一个深水泥潭（红岩潭因此而得名），故采用了一方案，桥长相近，但湖底条件相对较好。2、施工方案的确定 在设计单位拟定初步设计方案后， 项目办即组织国内具有丰富经验的 深水桥专家对三座深水桥的施工方案开展技术论证， 为项目施工招标为保

4、证后期施工的顺利进行，项目办未雨绸缪，2009 年 3 月，和施工图设计提供咨询意见;施工单位进场后，2009年 8 月 8 日,项 目办再次组织专家对深水桥实施方案进一步论证， 以指导深水桥梁的 实施，将原承包人拟采用的组合驳 +钻孔平台并周转一次的方案调整 为通长重型钢栈桥 +全平台的方案;实施过程中，项目办成立专门的 工作小组，对深水桥梁的施工进行全程跟踪，提供全面的技术、协调 和资源的支持，为深水桥的顺利施工提供了强有力的保证。三、钢便桥及钢平台的搭设柘林湖是由人工筑坝形成的人工湖， 南山一桥桥址处于大倾角半 山腰、红岩潭大桥处于鲁溪河原河道，陡斜坡、孤石、裸岩、溶洞遍 布，水下地形起

5、伏不平、覆盖层浅甚至无覆盖层，钢栈桥、钢平台施工及钢护筒沉放难度大、稳定性差。经过试桩，采用90T振动锤插打 720、820钢管桩，钢管桩插入深度一般为2.04.0米，最小深度为0 米。为确保稳定，栈桥按3mx 3m间距布置2X 2根钢管桩，高位剪 刀撑固结，形成稳固的小“板凳桩” ；平台按顺桥向间距 3.55米、 垂直桥向间距9-11.5米不等布置4X 4根钢管桩，高位剪刀撑固结, 形成稳固的大“板凳桩” 。平台与栈桥联结，确保整体稳定性。钢管 桩上搭工字钢垫梁、铺贝雷片、分配梁、桥面板等构成桥面系，栈桥 面宽6米，平台为15米X 30米。裸岩及孤石处基础： 先将钢管桩垂直下放到位， 潜水员

6、用袋装砼将桩底堆码固结做基座，再剪刀撑加固。红岩潭大桥4#平台有根钢 管桩正处于一块较大的孤石（利用潜水员探摸） ，在该预定桩位旁边 先插打入一根钢管桩，然后再施工该钢管桩，两根钢管桩连接，相互 帮扶，以保稳定。类似情况，三座深水桥有近二十处之多。斜陡坡岩地段基础： 在南山一桥和红岩潭大桥多处墩位于坡度较 大的陡斜坡裸岩地段，坡度 40 50°左右。为此，先下潜水员进行 小范围的水下爆破，凿平岩面，使钢管桩有稳固的着床位置，再用浮 吊将钢管桩逐一垂直下放至预定位置， 履带吊配合固定， 并逐一互相 联结形成小 “板凳”，进而相互联结成大“板凳” ，确保稳定。四、钢护筒的安设红岩潭大桥中

7、段和巾口大桥，地层上部多为透水的圆砾、卵石、 块石等，采用120T振动锤插打钢护筒，插入深度一般为2.03.0米, 但往往钢护筒底部漏水。故先上冲击钻加大冲击 3 5 米至中风化， 然后振动锤跟进， 二次插打钢护筒。插打好的钢护筒与施工平台焊接， 进一步确保稳定。钢护筒跟进之后，仍漏水严重的，就下潜水员，在钢护筒内外水下灌注砼的方式对该桩位进行密封处理。南山一桥大部分和红岩潭大桥起终点段位于斜坡裸岩上， 因钢护 筒底不在同一水平面上，高差达 23米，无法下放。首先，安排潜 水员对所在的位置进行水下爆破，炸平位置；如效果不佳，则在桩位 处安排钻机空打， 适当的加大钻机锤头直径， 把高差过大的部分

8、彻底 打平，并继续下打 2 米左右，将钢护筒象栽树一下“栽”进去，钢护 筒内外灌注砼密封处理。五、深水岩溶桩基施工因设计未逐桩钻探，进场施工后发现深水桥有大量桩基均有溶 洞、裂隙等不良地质，与设计文件出入较大。为此，项目办要求承包 人对三座深水桥梁进行逐桩超前地质补钻，通过钻探发现南山一桥、 红岩潭大桥不良地质发育， 红岩潭大桥有 50 根桩、南山一桥有 26 根 溶洞较发育、并有多根桩基有溶洞串，水中最大处溶洞达到 14.3 米红岩潭大桥 18#墩右 1 孔），岸上最大处溶洞达到 17.1米（红岩潭 大桥 19#右 1 孔）。另外，三座深水桥均地处武宁系砾岩，岩石强度 达到 60MP 以上，

9、钻孔工效很低。对溶洞无填充物的桩基础采用抛填片石及粘土方法处理。 对有填 充物溶洞的桩基础， 视洞内填充物和充填情况处理。 当溶洞内空间较 大时采用抛填片石及粘土方法处理； 当溶洞内填充物较密实、 基本填备足由于满时适当提高泥浆比重即可。 关键是要根据超前地质钻探情况， 相应的片石和粘土，并密切注意孔内水头变化，及时造浆和回填， 稳住孔内水头。逐桩超前地质勘探， 不能以点反映出整个桩位的真实情况， 溶洞位置、容量的不确定性，给桩基施工带来了很大的难度。如红岩潭大桥 12#左-1、17#左 -0、 17#左-1 桩基施工时，在地勘报告无溶洞 处，却遭遇较大溶洞，瞬间护筒内水位急降十余米，造成孔内

10、外的水 压力差急剧变化、补水不及， 14mm 厚钢板卷制的钢护筒被瞬间挤压 变形。事后由潜水员下水割除变形钢护筒，重新加工护筒下放，并水 下砼密封。深水桥施工中最困难就是红岩潭大桥 19#右-1 桩的探头岩处理， 该桩位于湖岸边的陡崖上，桩径 2 米，桩身 1/3于岸上， 2/3于水中， 且经过潜水员的水下探摸，确定该桩位正处于山体突出的探头岩上， 岩石厚 9.3 米，向内凹陷 4.5 米，悬空 6.5 米，再下为 45%陡坡，无 法搭设工作平台。经研究，在探头岩上加大面积现浇桩基工作平台 （平 台以嵌岩桩相连），确保钻机就位。打穿该突出岩体后，再下钢护筒， 在钢护筒底浇筑水下砼密封处理，该桩施工前后历时 3 个多月。六、施工环保措施本项目位于著名的庐山西海风景区，柘林湖水属国家一级水质、 为南昌市未来备用水源地， 水域中生存有大量的现代桃花水母， 是全 国最大的桃花水母繁衍地， 其中巾口大桥、 红岩潭大桥区域均为专供 出口的水产养殖基地，水环境极为敏感、环保要求很高。为了确保一 湖清水不受污染，桥梁建设在环保文明施工、污染防治上狠下功夫， 在加强宣传教育的同时， 采取了多种切实可行的措施， 取得了明显的 效果。如冲击钻钻孔施工时， 对于浅覆盖层和裸岩桩位采用清水钻工 艺，其余桩位采用泥浆循环工艺，但不掺加任何化学物质