杭州某大桥工程监理工作中的几点体会

杭州**跨海大桥的监理工作和一些体会吴建中2009年4月一、前言1、桥梁科学研究院成立50年了，在“跨越天堑、超越自我”的征途上，不断开拓进取；近20年来，业务领域范围从科研、检测的主业不断向勘测设计、技术咨询、施工监理、维修加固等方面拓展，其中**桥梁建筑工程监理公司也成立16年了。**桥梁建筑工程监理公司先后承担了**长江公路二桥、广东**大桥、深圳市**路高架桥、济南**大桥、广州**大桥、南昆**河铁路大桥、黄山**大桥、山东省***公路大桥、***洲长江公路大桥、**图书馆新馆工程、重庆**长江大桥、**市**五桥、**高速公路湖北南段、**市轨道交通一号线、福州市**洲**大桥、**长江大桥、江苏**长江公路大桥、湖南省**市**街大桥、盐城建军东路立交工程、广西柳州红光大桥、广西南宁永和大桥、、南京长江第三大桥、苏州市辛庄立交工程、杭州**跨海大桥、盐城**特大桥、浙江**跨海大桥、新建铁路武广、石武、杭甬**客运专线、广州**公路珠江**大桥、**高速济南黄河大桥、湖南**高速**特大桥、宁波**大桥、**大桥、杭州**大桥、浙江**大桥等工程建设监理项目四十余项，监理项目总投资超过260亿元。**桥梁建筑工程监理公司对上述公铁道路桥梁和建筑工程的施工进行监督管理，控制工程的质量、进度、费用以及安全、环保，加强合同、信息及协调管理，发挥专业技术优势，监理服务受到了各级政府、建设单位、设计单位、施工单位的不断表彰和普遍赞誉。2、杭州**跨海大桥全长36km，规模宏大、举世瞩目，海上施工环境十分恶劣。2003年2月经过近一年的面试、考察和比较激烈的竞争招标，**桥梁建筑工程监理公司中标承担了杭州**跨海大桥Ⅲ-A、Ⅲ-B和平Ⅰ、平Ⅱ合同段的施工监理工作，其中Ⅲ-A合同段为南航道桥施工、Ⅲ-B合同段为海中平台及匝道桥施工、平Ⅰ合同段为观光塔基础施工、平Ⅱ合同段为平台码头施工。Ⅲ－A合同段为南航道桥工程，跨越杭州**副航道,为A型单塔双索面半漂浮式钢箱梁斜拉桥，跨径布置为100+160+318m。此桥距离南北岸均较远，分别为16km和20km。由中港**航局**公司施工,2004年4月26日开工，总工期为44个月。Ⅲ－B合同段海中平台工程在南航道桥以南约二公里,平台面积12000m2，匝道桥工程共分A、B、C、D、E共5个多联连续钢箱梁匝道桥，单桩独柱曲线钢箱梁以全互通方式将大桥与海中平台相连。由路桥国际华南公司施工,2005年12月1日开工，总工期为19个月。杭州**跨海大桥施工期经历了“方娜”、“艾利”、“麦莎”、“卡努”、“桑美”等十余次台风的洗礼，克服了远海施工、风狂雨猛、潮乱流急、海床冲刷、坍孔漏浆、以及浅层沼气等施工困难，我们的监理人员与现场工人吃住在一起，白天在吊车起落、钻机飞钻、焊花飞舞、电机轰鸣的现场忙碌，夜晚在狂风呼啸、海浪搏击声中休息。更多的人起早贪黑，埋头苦干，为严格监督管理默默奉献，为杭州**大桥工程奉献了青春、汗水和智慧。=1\*GB3①在2004年开局之年，南航道桥打下了海上钻孔第一桩，搭建了全桥最大的海上钻孔平台，成功浇筑了第一根超长大直径砼灌注桩，率先进行了总承载力6000吨的桩基试验。=2\*GB3②在2005年攻坚之年，面对基础施工的严峻形势，建设者以“沧海横流，方显出英雄本色”的大无畏精神，以百折不挠、前仆后继的气概，以“人无我有，人有我强，人强我精”为宗旨，群策群力、联合攻关，投入大量人力、物力，发挥技术和智慧，先后采用或国内首创十余种办法，克服了钢护筒变形带来的重重困难，取得了90根大直径超长钻孔桩全部为I类桩的骄人战果。在这一年还成功进行了海上450钢箱梁整体组拼运输，偏流就位、横梁安装，首次在大型工程中实施了外加电流阴极防护系统技术。=3\*GB3③在2006年关键之年，在完成D11，D12，D14过渡墩、辅助墩环氧钢筋安装、大体积砼承台墩身施工的同时，主攻净高192m的D13主塔施工。大家防风雨，战严寒酷暑，取得了海上高空砼施工中塔柱4天一个节段，上塔柱钢锚箱安装精度全部合格的成绩，为改善海工砼外观质量进行了坚持不懈的努力，与砼表面缺陷进行了不调和的斗争。与此同时，Ⅲ-B合同段在国内首座海上观光平台和匝道桥的施工中也顽强拼搏、奋勇向前，先后在海上搭设施工栈桥，护筒沉放精度和变形处理，船舶跨墩抛锚，单桩独柱施工，弯坡斜钢箱梁安装，整孔箱梁整体起吊平移海上大风大浪下精确安装钢结构等工作中创造了国内领先的成绩。④在2007年攻坚冲刺、决战决胜之年，参战人员发扬顽强拼搏、攻坚克难的连续作战精神，群策群力、顶风冒雨、夜以继日，克服自然环境条件差等不利因素影响，在时间紧，任务重的情况下，提前实现了工程指挥部“确保6月30日全桥合拢”的关键节点目标，避免了在台风期拼装长悬臂钢箱梁，保证了2007年11月铺装完成和2008年5月建成通车。在杭州**跨海大桥的监理工作中，**桥梁建筑工程监理监理公司三合同监理办贯彻“百年大计，质量第一”，“以人为本，安全为根”的方针，以对党、对人民、对子孙后代高度负责的精神，为工程质量创优超等级、创造无等级安全事故的记录，把“建一流工程，出一流精神，育一流人才”的宗旨贯穿于对工程的精心管理、精细施工之中。投入杭州**大桥立功竞赛和大桥贯通单项竞赛，发扬“严格监理、热情服务、秉公办事、一丝不苟”精神，努力打造出杭州**大桥精品工程。正可谓：宝剑峰从磨砺出，梅花香自苦寒来。钱江波涛连天涌，建桥硕果遍地开。六月决战航桥通，造福百年功勋在。沪杭宁波三地连，浙苏民众乐开怀。下面介绍杭州**跨海大桥在施工组织设计审批和工程进度管理与控制方面的监理工作，并谈一些体会。二、施工组织设计审批（典型案例：匝道桥施工栈桥搭设及钻孔桩施工）概述：施工组织设计是每个标段施工工作的纲、纲举才能目张。杭州**大桥三合同监理办牢牢抓住施工组织设计和技术工艺方案审批这个关口，反复强调了要从以下三个方面对杭州**大桥工程不断进行重新再认识：①对杭州**海域水文气象施工恶劣条件再认识，确保方案可靠、安全；②对杭州**大桥工程争优创新、质量高标准要求再认识，力求方案周到、先进；③对我国桥梁界现有施工设备能力和各承包人资源有限的实情进行再认识，使方案做到标准适度、实用可行。监理认真地与承包人一起讨论方案、制定主要工艺、分析关键工序和关键线路、安排总体施工计划网络、完善各项质量保证、安全生产和文明环保措施，细致地审核水文、气象、地质资料数据，审查主要施工船机设备选型、能力和进场数量，发现和改正各种文字图表差错，保证了施工组织设计的科学可靠性、完整性、指导性和前瞻性。驻地办对于每个总体施组都进行认真审查、并提出比较详细的书面审查意见，得到了业主总工办和承包人的好评。其中，南航道桥（Ⅲ-A标）、观光塔基础（平台Ⅰ标）和平台码头（平台Ⅱ标）的施工组织设计上报后经过讨论评审、一次性得到批准，在恶劣复杂的海上施工中顺利实施，施工三年多没有进行重大修改；海中平台及匝道桥（Ⅲ-B标）的施工组织设计由于设计比较新颖、结构比较复杂、环境条件比较恶劣、国内没有先例、施工没有经验，采取了先对总体部署认可技术上是可行的以后、对各个分部分项工程的技术工艺方案逐个审批、成熟一个批准一个、分期分批实施、最后汇总编制的办法，也取得了很好的效果。南航道桥（Ⅲ-A标）总体施组由于安排得前紧后松、留有充分余地，才能在桩基施工受阻、台风施虐、主塔合拢段结构审查等问题或挫折面前，基本不影响后期施工；主塔和钢箱梁架设才能够在原定总工期内完成、并提前5个月合拢。经验和事实证明，在海上复杂环境下施工，总体施组必须给后期施工工序安排更加充分富裕的机动时间，这是安排总体施组的一个基本原则。反之，海中平台及匝道桥（Ⅲ-B标）总体施组编制时，一开始工期就不能满足要求，海中平台一层平台的计划工期安排到2007年2月23日，超过了2006年10月31日完成的合同工期，总体施组没有得到正式批准、需要重新上报。后来在实际施工中，又由于钢结构制造比计划滞后太多和施工起步迟缓等原因，实际工期一直严重落后、长期处于被动状态。（参见后节工程进度管理与控制）南航道桥（Ⅲ-A标）总体施组审批主要分析研究了①D13号主墩钻孔桩钻孔平台的结构布置，对于这个杭州**跨海大桥工程海上最大、需要渡过几个台风期、钢护筒同时用作支承立柱的临时结构物，为保证施工安全，讨论了钻孔平台的整体稳定性和平台渡台风、防波浪需要的顶面高程、海底泥面冲刷深度取值和临时钢管桩入土深度、钻孔平台水平连接系的布置及加强连接节点构造等；②Φ2.5～2.8米大直径钻孔桩钢护筒筒壁的合适厚度，沉放钢护筒的方法、工艺、及其设备，钢护筒入土段筒壁加强措施。对于钢护筒的壁厚，还召开了中港二航局局级专家论证会，认为设计壁厚18mm不够、要求改为25mm（后因费用需要自理，壁厚实际采用18～20mm，加上其它因素、钢护筒发生严重变形）；③因为国产塔吊起重能力不够，上塔柱钢锚箱由整体式分节改为每节一分为二；④上塔柱混凝土垂直提升高度接近200m，由于采用较粘稠的海工砼，即使采用最大功率的砼泵、粉煤灰掺入量5％仍然需要增加（后增为15％）；⑤其它问题，如：钻孔采用海水泥浆，D13号主墩承台钢吊箱由投标的双壁改为单壁钢吊箱，封底砼厚度减薄并分区浇筑等。3、海中平台及匝道桥（Ⅲ-B标）总体施组审批主要分析研究了①匝道桥单桩独柱、桩柱合一的钻孔桩施工方案，详见下节；②总体施工顺序以及海上施工基地的设置和布置，根据海上沉桩的要求，必须先插打A匝道钢护筒、然后沉放过渡墩钢管桩，再由西向东成批分排沉放平台钢管桩；ＢＣＤＥ匝道桥也要按一定次序，不能全面开花。因此原来打算在一层平台上设置施工基地的打算无法实现，在业主的大力支持下，利用E06～E17全长770米的主桥桥面作为Ⅲ-B标海上施工基地，为工程顺利展开奠定了良好基础；③一层平台钢管桩剪刀撑的结构特殊性和安装困难，这个问题在设计交底时承包人和监理就已提出，但没有得到充分理解、在施组审批中搁置下来，后来通过组织全国性钢结构专家开会论证，同意增加剪刀撑抱耳：先安装钢抱箍、再在现场测量实际方向后焊接新增的抱耳、最后根据现场测量的间距尺寸把撑杆与钢抱箍连接，才基本解决；④A匝道钢箱梁的架设、设计推荐了顶推方案，但现场实施技术上较困难、风险也大、又与海中平台施工顺序相冲突、而且钢箱梁无法提前连续供应，先后提出顶推、拖拉、荡移、满布支架滑移等施工方案，进行了多方案比较、反复论证和不断修改优化，最后利用主桥70m箱梁、在箱梁顶面拼装架梁桁架，钢箱梁运输船在墩旁就位、然后整体提升横移，比较顺利地安装了A匝道首片钢箱梁。⑤在相对狭窄的施工海域，桩柱结构物十分密集，水流紊乱变化、每天潮起潮落，抛锚起锚艇、起重船、运输船、材料船、交通船互相拥挤，并与永久结构物互相交错交叉，船舶停靠不便和无法跨墩抛锚起锚。这个问题通过分阶段、分步骤精心组织安排，特别是试验成功并实施了把锚体和锚链解体然后再连接等措施，这个问题得到基本解决。但仍发生多起锚链刮碰、擦损桩柱钢护筒涂装层的情况；⑥平台大型预制板的架设方案最初拟采用贝雷片组拼成笨重的架板机来架设，监理初审后明确不赞同，一时没有很好办法。后来下决心采用大型浮吊从周边分批吊装、正中央区少数预制板再在平台上安放履带吊转运，效果良好。匝道桥施工栈桥搭设及钻孔桩施工组织作为典型案例叙述如下，海中平台及匝道桥（Ⅲ-B标）总体施组编制时，承包人首先提出了要把匝道桥基础型式由混凝土钻孔灌注桩改为打入钢管桩，其优点是打入钢管桩已在杭州**大桥广泛采用，工艺成熟、设备现成，海上施工工效高、风险小、质量也好。但打入钢管桩方案成本较高，需要设置承台，而五条曲线型匝道桥墩距较小、只有20米，五条曲线型匝道与主桥交汇既有正交、又有斜交或平交，采用打入钢管桩加承台和墩身的方案从建筑造型来看比较拥挤凌乱、不符合设计意图，在外观上远不如单桩独柱、桩柱合一的钻孔桩方案；其次，施工图纸已经过全国性专家评审、交通部批准，不允许轻易更改；此外，招标投标时各家施工单位都是按照钻孔桩方案作出承诺、进行投标，承包人中标后就推翻钻孔桩方案完全不符合招标原则和有关合同规定。因此，尽管承包方一度表示可能放弃施工任务，但监理在业主、设计等方面的支持下拒绝了承包方改变匝道桥基础型式的要求。Ⅲ-B标承包人随后经慎重考虑，终于顾全大局、按照匝道桥采用钻孔桩方案编制和上报了Ⅲ-B标总体施工组织设计。匝道桥钻孔桩施工方案的审查、研究、批准过程得到了杭州**大桥工程指挥部、**桥梁建筑工程监理公司和路桥建设集团领导的密切关注，主管领导和有关人员多次出席相关专题技术讨论会，分析探讨工程技术难点，提出各种技术措施和建议。除了Ⅲ-B标项目经理部、三合同监理办、指挥部（含总工办、工程处、设计院等）各自开会研究以外，先后召开了2005年8月8日Ⅲ-B标设计交底会议2005年8月17日Ⅲ-B标施工准备计划工作会议2005年11月6日匝道桥施工方案调研会2005年11月9日Ⅲ-B标施工方案交流讨论会2005年11月13日修订匝道桥施工方案汇报会2005年11月17日Ⅲ-B标匝道桥施工方案审查讨论会2005年11月20日匝道桥钢护筒加大、费用增加汇报研究杭州**大桥工程副指挥吕忠达（兼总工程师）、张宝胜，副总工程师林国雄，工程处长林文体（后任副总工程师），项目一部经理徐爱敏，设计院领导，监理驻地、付驻地，总工办、工程处其它人员等分别或同时出席了上述会议。副总工程师林国雄主持了匝道桥基础施工方案的审批工作。在匝道桥基础施工方案的研究过程中，王勇总指挥几次会见了路桥建设集团总经理；为了论证必须加大钢护筒直径和如何确保钻孔施工栈桥安全等问题，又进一步于2005年12月19日专门召开了全国性专家论证会。第一个问题是钻孔平台布置及结构方案、决定改用海上施工栈桥。大型临时设施需要全面考虑技术上稳妥可靠、经济上节约高效。各个单位投标和路桥建设集团中标方案都是采用分离式矩形钻孔平台进行匝道桥钻孔施工，总体施组也据此上报：每个平台采用6根临时钢管桩，周边水平支撑设在水面以上、将临时钢管桩拉结成整体，然后铺设型钢与钢板、安放钻机、一般可施工2根桩；初步审查认为，分离式长条矩形钻孔平台在急流中不够稳定，平台面积不足以充分布置钻机及其辅助设备，人机料运输不便，运送吊放钢筋笼等仍需要浮吊来进行、当6台钻机同时施工时一台浮吊不够，而浮吊还需要过墩抛锚、施工水域又拥挤、台风和大浪、……问题不少。鉴于E06～E17主桥箱梁已经架好的有利条件，总工办提出了以主桥为依托、变水上孤立施工为准陆上施工的栈桥方案设想；并在总工办和监理的支持下不断修改完善，最后形成了每个墩位以3根临时钢管桩形成三角形较稳定单元、钢护筒参与竖向承重、再通长连接起来、上面行走龙门吊和履带吊机的栈桥施工方案，较好地解决了施工安全和起重运输问题。在方案优化过程中，开始设想每个墩位只用2根临时钢管桩，为了防止钢护筒受力太大发生偏歪下沉、后果难料，还是增加了1根临时钢管桩协助钢护筒受力；栈桥的结构方案包括临时钢管桩入土深度、立柱横梁稳定性和主次应力等专门请人进行了验算，构件连接节点也仔细考虑作了局部加强。尽管如此，由于施工栈桥终究属于临时性结构，使用时间有限、用完必须拆除、没必要按最不利工况设计得十分牢固；加上国内没有先例、无经验可循，所以施组审批又规定了先从B匝道桥开始作为栈桥施工方案的试验段、总结以后再推广。实践证明：匝道桥钻孔桩施工基本顺利、没有发生安全质量事故、大部分钢管桩得到回收和重复使用，以上做法较好地做到了技术性和经济性的统一，这也是施组安排的又一个基本原则。第二个问题是钢护筒沉放平面位置精度和单桩单柱平面偏位的处理、决定加大钢护筒。采用栈桥施工方案、钢护筒成为栈桥的重要组成部分，而且2根临时钢管桩布置在外侧，必须先沉放钢护筒、然后组成三角形的栈桥单元，不可能在栈桥上采用固定导向架沉放钢护筒，只有利用现有的大型打桩船沉放钢护筒、还需修改抱桩器和打桩架。匝道桥设计钢护筒直径2.2米、墩柱直径1.8米。现行规范对于海上孤立沉桩只要求控制平面位置精度为1/4直径、即55cm;按照国内现有最先进大型打桩船的技术水平、采用GPS卫星定位控制技术，借鉴东海大桥等工程的施工经验、在水流较平稳时沉放精度可以达到20～25cm左右；而对于兼有弯曲、坡度、斜度的钢箱梁桥，单桩独柱位置必须精确；立柱受力及图纸要求，竖向主钢筋必须放在钻孔桩主筋里面。综上所述，施组审批坚持了墩柱中心平面位置的精度标准，钢护筒直径需加大到2.5米以上，相应钢护筒段的钻孔桩直径也就增加；此项设计变更估计费用增加约1000万元、后实际增加支付1500万元，但由于关系到工程成败、还是值得的。第三个问题是匝道桥主要施工流程安排和步骤、要求提前供梁和增加钻机和墩柱模板数量。主桥70m砼箱梁重达2200吨，必须先用“小天鹅”架梁船架完E06～E17主桥箱梁后再施工横穿桥下的A匝道桥，而A匝道桥处于五条匝道的中央，又要首先施工、否则施工船舶进不去；BC二条匝道在主桥上游、DE二条匝道在主桥下游，由于施工船停泊、驻位、抛锚和架设A匝道桥钢箱梁的需要，分别只能施工上下游各一条匝道；每条匝道的钻孔桩也要随着栈桥的延伸、按隔墩开钻的次序一个一个地进行；因工期紧迫、在桩基完成以后必须紧接着施工墩身。施组审查经讨论基本同意承包人的施工安排，业主和监理同意向桩基声测单位提出随叫随到的要求，向钢箱梁制作的中标单位提出钢箱梁提前供货要求。并要求承包人加大投入、增加钻机和墩柱模板数量、加强船机设备维护保养等。施组审查讨论的其它问题还有匝道桥墩柱施工与钻孔桩如何结合、钻孔桩桩顶高程、墩柱钢筋预埋、墩柱钢模插入钢护筒的施工工艺等，在此不一一叙述。三、工程进度管理与控制Ⅲ-A合同段总工期为2004年4月26日～2007年12月26日，合同工期44个月，1340天。实际开工日为2004年4月26日，主体完工2007年6月11日（钢箱梁桥面吊装合拢）。Ⅲ-B合同段总工期为2005年12月1日～2007年6月30日，合同工期19个月。实际开工日为2005年12月1日，主体完工2007年6月10日（匝道桥钢箱梁吊装完成）。1、严格计划管理，进行工程总进度控制南航道桥（Ⅲ-A标）、海中平台及匝道桥（Ⅲ-B标）的工程实际进度曲线如图1，2所示。可以看出，两个标段原定计划都比较乐观、比较超前，前期施工都不顺利，当进度偏差越来越大时，在监理办的多次督促和大力协调帮助下，先后经过业主审查批准、调整了总体施工进度计划；中后期的施工进度逐渐加快，最后都能超额完成。其中南航道桥的中后期进度略超过调整计划、并在最后冲刺、既超额又提前完成；海中平台及匝道桥中期的施工进度严重滞后，后期才赶上来，总产值超额是由于设计变更追加、总工期则略有延长。海中平台及匝道桥（Ⅲ-B标）、观光塔基础（平台Ⅰ标）和平台码头（平台Ⅱ标）的海上施工作业，由于前期各种原因几次推迟；驻地办根据合同规定及时签发了开工令，既督促承包人加快施工准备工作，又预防发生工期索赔纠纷。附图1南航道桥进度曲线附图2海中平台及匝道桥进度曲线2、因时制宜，对承包人的进度控制实现动态管理，海中平台及匝道桥的施工进度曾经一度滞后，在Ⅲ-B标海中平台施工进度滞后越来越严重的2006年7月（施工第8月度），我驻地办根据具体施工情况，针对进度偏差进行全面深入