天興洲大橋主塔墩施工方案一、工程概況1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)天興洲大橋主橋?yàn)殡p塔三索面鋼桁梁斜拉橋，主跨504m，上層為六車(chē)道公路，下層為四線(xiàn)鐵路。主塔采用鋼筋混凝土倒Y形結(jié)構(gòu)，承臺(tái)以上高度188.5m，分為下塔柱、下橫梁、中塔柱及上塔柱四個(gè)部分。主塔墩基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，其中2號(hào)墩32根φ3.4m鉆孔樁，樁尖嵌固于強(qiáng)膠結(jié)礫巖；3號(hào)墩40根φ3.4m鉆孔樁，樁長(zhǎng)84m，樁尖支承于中膠結(jié)礫巖。承臺(tái)為矩形結(jié)構(gòu)，2號(hào)墩承臺(tái)平面尺寸26m×53.2m，3號(hào)墩為39.8m×65.3m，均厚6m，頂面標(biāo)高+10m，底面標(biāo)高+4m，采用雙壁鋼吊箱圍堰施工。1.2水文地質(zhì)條件橋位處為長(zhǎng)江分汊河段，主墩位于南汊主河槽，水深流急，最大沖刷深度達(dá)12m。覆蓋層主要為第四系松散堆積物，下伏基巖為白堊系礫巖，巖石單軸抗壓強(qiáng)度30-50MPa。施工期需經(jīng)歷長(zhǎng)江豐、枯水期，最高通航水位+25.68m，最低水位+10.0m，最大流速3.5m/s。1.3施工重難點(diǎn)超大直徑鉆孔樁穿越復(fù)雜地層施工大型雙壁鋼吊箱圍堰整體制造、浮運(yùn)及精確定位15600m3大體積承臺(tái)混凝土裂縫控制鉆石形主塔高空傾斜面液壓爬模施工斜拉索錨固區(qū)預(yù)應(yīng)力管道密集區(qū)混凝土澆筑二、施工總體部署2.1施工流程規(guī)劃采用"基礎(chǔ)→承臺(tái)→塔柱"三段式施工，總工期18個(gè)月?；A(chǔ)施工利用枯水期（11月-次年4月）完成，承臺(tái)分兩次澆筑，主塔采用節(jié)段施工，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段高度5m，下橫梁與中塔柱同步施工，上塔柱圓弧段采用專(zhuān)用模板體系。2.2施工平面布置水上施工平臺(tái)：3號(hào)墩設(shè)置69.5m×44m雙壁鋼吊箱圍堰作為鉆孔平臺(tái)，配置4臺(tái)KTY4000型動(dòng)力頭鉆機(jī)混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)：兩岸各設(shè)1座HZS120攪拌站，配備6套制冷機(jī)組，保證夏季混凝土入模溫度≤28℃起重設(shè)備：2號(hào)墩配置480t·m塔吊，3號(hào)墩配置660t·m塔吊，輔助APE400B型振動(dòng)打樁錘臨時(shí)設(shè)施：搭設(shè)500m施工棧橋連接岸側(cè)，設(shè)置材料碼頭及鋼構(gòu)件加工區(qū)2.3資源配置主要機(jī)械設(shè)備：KTY4000鉆機(jī)4臺(tái)，液壓爬模系統(tǒng)2套，混凝土輸送泵6臺(tái)，APE400B振動(dòng)錘2臺(tái)材料供應(yīng)：采用華新P.O42.5水泥，陽(yáng)新5-31.5mm連續(xù)級(jí)配碎石，洞庭湖中砂，Ⅱ級(jí)粉煤灰勞動(dòng)力組織：基礎(chǔ)施工隊(duì)120人，承臺(tái)施工隊(duì)80人，塔柱施工隊(duì)150人，配置專(zhuān)職測(cè)量、試驗(yàn)人員15人三、關(guān)鍵施工工藝3.1鉆孔灌注樁施工3.1.1鋼護(hù)筒施工采用φ3.6m鋼護(hù)筒，壁厚16mm，單節(jié)長(zhǎng)15m，采用APE400B型振動(dòng)錘插打。護(hù)筒頂高出施工水位2m，入土深度穿過(guò)河床覆蓋層進(jìn)入基巖1.5m。施工采用"導(dǎo)向架+全站儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)"方法，護(hù)筒傾斜度控制≤1/200。3.1.2鉆孔施工鉆進(jìn)工藝：采用KTY4000型全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)，正循環(huán)鉆進(jìn)，泥漿密度1.2-1.4g/cm3，粘度22-28s。礫巖層采用牙輪鉆頭，鉆進(jìn)速度控制在0.5-0.8m/h。清孔處理：采用三級(jí)清孔工藝，第一次掏渣清孔，第二次換漿清孔，第三次導(dǎo)管二次清孔，孔底沉渣≤50mm。鋼筋籠安裝：分節(jié)制作，每節(jié)長(zhǎng)9m，采用雙吊點(diǎn)吊裝，主筋連接采用直螺紋套筒，同一截面接頭率≤50%。鋼筋籠下設(shè)時(shí)設(shè)置導(dǎo)向墊塊，確保保護(hù)層厚度150mm。3.1.3水下混凝土灌注導(dǎo)管配置：φ300mm無(wú)縫鋼管，絲扣連接，底節(jié)長(zhǎng)6m，導(dǎo)管埋深控制2-6m初灌量：采用25m3集料斗，首批混凝土保證導(dǎo)管埋深≥1.5m灌注速度：?jiǎn)螛痘炷凉嘧r(shí)間≤12h，上升速度≥2m/h質(zhì)量檢測(cè)：采用超聲波無(wú)損檢測(cè)，Ⅰ類(lèi)樁合格率100%3.2雙壁鋼吊箱圍堰施工3.2.1圍堰制造在岸邊船臺(tái)分三節(jié)制造，底節(jié)高5m（含底隔倉(cāng)），中節(jié)高6m，頂節(jié)高4.5m。雙壁間距2m，采用6mm鋼板+12#槽鋼肋板，隔倉(cāng)內(nèi)設(shè)置型鋼支撐。分塊制造精度：長(zhǎng)、寬誤差≤±5mm，對(duì)角線(xiàn)差≤10mm，壁板平整度≤3mm/m。3.2.2下水浮運(yùn)采用斜船架整體下水工藝，滑道坡度1:8，設(shè)置20個(gè)50t滑移小車(chē)。下水前進(jìn)行壓載試驗(yàn)，確保圍堰自浮穩(wěn)定性，吃水深度控制在2.6m。浮運(yùn)采用"前定位船+頂推船"組合方案，配備4艘1000kN拖輪，逆流浮運(yùn)，航速控制在1.5-2kn。3.2.3精確定位錨碇系統(tǒng)：采用8根φ65mm鋼纜+4個(gè)20t混凝土錨墩組成定位系統(tǒng)，設(shè)置前后定位船調(diào)位裝置：圍堰四角設(shè)置液壓千斤頂，通過(guò)調(diào)節(jié)錨纜索力實(shí)現(xiàn)平面位置調(diào)整，定位偏差≤50mm下沉施工：向隔倉(cāng)對(duì)稱(chēng)注水，分三次下沉，每次下沉量≤2m，高差控制≤300mm，最終著床精度：平面位置±30mm，標(biāo)高±20mm3.3承臺(tái)大體積混凝土施工3.3.1混凝土配合比設(shè)計(jì)采用"雙摻+低水化熱"技術(shù)，水泥用量250kg/m3，粉煤灰摻量100kg/m3，緩凝高效減水劑摻量0.7%，砂率44%，坍落度180±20mm，初凝時(shí)間≥22h。通過(guò)優(yōu)化配合比，混凝土絕熱溫升控制≤55℃。3.3.2分層澆筑工藝第一次澆筑2m（5200m3），第二次澆筑4m（10400m3），采用"斜面分層、薄層澆筑"方法，分層厚度300mm，推移速度1.5m/h。配置8臺(tái)HBT60C輸送泵，4條布料管對(duì)稱(chēng)布料，每個(gè)澆筑區(qū)配備3臺(tái)φ50插入式振搗器，振搗時(shí)間20-30s。3.3.3溫度控制措施預(yù)埋冷卻水管：布置三層φ48mm冷卻水管，水平間距1.5m，通水流量120m3/h，進(jìn)出水溫差≤5℃測(cè)溫系統(tǒng)：設(shè)置120個(gè)PN結(jié)溫度傳感器，升溫階段每2h測(cè)一次，峰值后每4h測(cè)一次，內(nèi)表溫差控制≤25℃養(yǎng)護(hù)措施：頂面采用蓄水20cm養(yǎng)護(hù)，側(cè)面噴涂養(yǎng)護(hù)液+阻燃保溫被覆蓋，養(yǎng)護(hù)期≥14d3.4主塔液壓爬模施工3.4.1模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用ZPM100型液壓自爬模體系，模板面板為6mm厚Q235鋼板，背楞采用雙10#槽鋼，木工字梁作豎肋。針對(duì)鉆石形塔柱特點(diǎn)，配置三套模板：下塔柱：5m×3m可變截面模板，適應(yīng)450:11429收坡中塔柱：傾斜面專(zhuān)用模板，配置可調(diào)式斜撐上塔柱：圓弧段采用1.5m寬扇形模板，分塊拼裝3.4.2爬模施工流程鋼筋施工：每節(jié)段綁扎鋼筋18t，勁性骨架采用[20槽鋼，分單元吊裝，焊接連接模板安裝：采用塔吊分片吊裝，通過(guò)調(diào)節(jié)絲桿精確定位，模板拼縫間隙≤2mm液壓爬升：100kN穿心式千斤頂同步爬升，爬升速度0.1m/min，同步誤差≤20mm混凝土澆筑：采用布料機(jī)對(duì)稱(chēng)布料，分層厚度500mm，預(yù)埋冷卻水管，養(yǎng)護(hù)采用噴涂養(yǎng)護(hù)液+保溫被3.4.3特殊部位施工下橫梁：采用鋼管柱支撐體系，分兩次澆筑，第一次澆筑至4m高度，第二次澆筑至8m，設(shè)置6道體外預(yù)應(yīng)力束索導(dǎo)管定位：采用三維可調(diào)定位架，測(cè)量精度控制在±3mm，管節(jié)連接采用內(nèi)襯管工藝上塔柱合攏段：設(shè)置4個(gè)100t千斤頂進(jìn)行主動(dòng)頂推，消除溫度應(yīng)力，合龍段選擇在日溫差≤5℃時(shí)澆筑四、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與措施4.1關(guān)鍵工序質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法鉆孔樁孔位≤50mm全站儀測(cè)量樁身垂直度1/200測(cè)錘法承臺(tái)頂面平整度5mm/2m靠尺檢查塔柱軸線(xiàn)偏差≤10mm全站儀三維定位混凝土強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)值95%回彈+鉆芯取樣4.2專(zhuān)項(xiàng)質(zhì)量保證措施鉆孔樁施工：采用地質(zhì)雷達(dá)超前探測(cè)，配置泥漿凈化系統(tǒng)，確保含砂率≤4%圍堰施工：建立CAD三維模型預(yù)拼裝，水密性試驗(yàn)壓力0.2MPa，持壓30min無(wú)滲漏混凝土施工：實(shí)行"三檢制"，每50m3制作一組試塊，抗裂試塊養(yǎng)護(hù)溫度與結(jié)構(gòu)同步預(yù)應(yīng)力施工：張拉采用應(yīng)力-應(yīng)變雙控，油表精度0.4級(jí)，伸長(zhǎng)值偏差控制±6%五、施工安全與環(huán)保措施5.1安全防護(hù)體系高空作業(yè)：爬模架設(shè)置三層防護(hù)平臺(tái)，配備防墜器，風(fēng)速≥15m/s時(shí)停止作業(yè)水上施工：配置4艘警戒船，設(shè)置AIS船舶定位系統(tǒng)，夜間通航孔設(shè)置警示燈特種設(shè)備：塔吊每半月進(jìn)行1次荷載試驗(yàn)，鉆機(jī)設(shè)置防傾覆監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)急管理：編制防汛應(yīng)急預(yù)案，儲(chǔ)備2000m3沙袋及4臺(tái)應(yīng)急水泵5.2環(huán)境保護(hù)措施泥漿處理：設(shè)置三級(jí)沉淀池，處理后含砂率≤2%，廢水回用率達(dá)80%噪聲控制：鉆機(jī)配備隔音罩，夜間施工噪聲≤55dB固廢處理：鉆渣運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)，鋼模板回收率達(dá)95%水土保持：施工區(qū)周邊設(shè)置排水溝及防滲膜，防止油污泄漏污染江水六、施工監(jiān)測(cè)與信息化管理6.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容與頻率監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)頻率控制指標(biāo)圍堰沉降1次/天≤50mm承臺(tái)溫度1次/2h（升溫期）內(nèi)表溫差≤25℃塔柱偏位1次/節(jié)段≤10mm結(jié)構(gòu)應(yīng)力1次/天≤設(shè)計(jì)值80%6.2信息化管理平臺(tái)建立BIM+物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集：混凝土生產(chǎn)數(shù)據(jù)（配合比、坍落度、溫度）施工機(jī)械運(yùn)行參數(shù)（鉆機(jī)鉆進(jìn)速度、塔吊荷載）結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（位移、應(yīng)力、溫度）通過(guò)三維可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工全過(guò)程動(dòng)態(tài)管控。七、應(yīng)急預(yù)案7.1鉆孔樁坍孔處理當(dāng)出現(xiàn)孔內(nèi)水位驟降、泥漿密度增大時(shí)，立即提鉆，投入粘土袋+片石（1:1）回填至坍孔位置以上2m，采用低沖程沖擊鉆進(jìn)，待孔壁穩(wěn)定后恢復(fù)正常施工。7.2圍堰漏水處置發(fā)現(xiàn)圍堰接縫滲漏時(shí)，采用"內(nèi)堵外封"措施：內(nèi)側(cè)用棉絮+快硬水泥封堵，外側(cè)拋投袋裝粘土形成防滲帷幕，同時(shí)啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)，