83国道110线乌海黄河大桥主墩基础施工方案

技术资料审查申请表项目名称：国道110线海勃湾至麻黄沟公路乌海黄河特大桥桥梁与互通工程申请单位中铁一局乌海项目部方案名称主墩桩基施工方案工程地点内蒙古自治区乌海建设单位国道110线乌海黄河大桥工程项目管理办公室编制人编制时间2013年4月25日复核人审核人申请单位联系人及电话编制单位意见(签字盖章)子(分)公司技术负责人审核意见(签字盖章)集团公司指挥部技术负责人审核意见(签字盖章)审查结果回执方式集团公司技术负责人签字()（是√；否o）集团公司盖章（）（是√；否o）召开专家论证会()（是√；否o）接收人接收单位领导意见备注国道110线乌海黄河特大桥桥梁与互通工程主墩桩基施工方案中铁一局集团有限公司国道110线乌海黄河特大桥桥梁与互通工程项目经理部2013年04月25日编制：复核：审核：审批：1编制依据及说明1.1编制依据《国道110线海勃湾至麻黄沟公路乌海黄河特大桥工程设计文件》《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004；《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007；《公路工程地质勘查规范》(TJT064-98)；1.2编制目的、适用范围1.2.1编制目的为了确保国道110线海勃湾至麻黄沟公路乌海黄河特大桥工程正桥主桥主墩基础顺利施工，确保大桥节点工期。1.2.2使用范围该方案适用于国道110线海勃湾至麻黄沟公路乌海黄河特大桥工程正桥主墩1#、2#墩基础施工。1.3工程监理特点分析国道110线海勃湾至麻黄沟公路乌海黄河特大桥工程正桥主墩1#、2#墩基础位于黄河主河道中，该钻孔桩为大直径超长桩，施工周期长。该桥桥址下游规划有海勃湾水利枢纽工程，该水库乌海市海勃湾水利枢纽工程2013年9月将建成开始蓄水，一期蓄水水位为1069m，影响正桥主桥主墩基础施工。1.4拟采取的施工方法及措施主墩基础施工时该桥施工的关键节点，该工序的顺利施工，才能确保大桥整体施工计划。考虑蓄水的影响，减少施工时外界的影响，该桥2#墩采用钢平台进行主墩桩基施工，1#墩采用钢管桩围堰进行桩基施工。2工程概况2.1工程概述该桥由国道110线乌海黄河大桥工程项目管理办公室负责大桥承建工作；中铁大桥勘测设计院集团有限公司设计；监理单位是中咨集团北京公路工程监理公司；中铁一局集团有限公司施工。该工程名称为国道110线乌海黄河特大桥桥梁与互通工程，工程位于内蒙古自治区乌海市，项目为新建工程。国道110线海勃湾至麻黄沟公路乌海黄河特大桥工程正桥主桥主墩为1#墩（乌达区侧）、2#墩（海渤湾侧），该墩桩基为φ2.0m×97m，采用梅花桩进行布设，每个墩位工计26根桩基。监理工程师论坛墩钢平台搭设计划于2013年4月1日开始施工，2013年5月1日搭设完毕，1#墩钢管桩围堰计划于2013年4月26日开始施工，2013年5月1日前完成钢管桩围堰施工。钻孔桩计划于7月30日完成钻孔桩施工。2.2结构设计概况正桥主桥(全长460m):120+220+120预应力混凝土中央索面部分斜拉桥，主梁为悬臂施工，箱梁结构为单箱三室，共计34对称浇筑段。主墩基础为φ2.0m×97m钻孔桩，每个承台按梅花桩布设26根，共52根钻孔桩（见下图2.2-1钻孔桩平面布置图）。图2.2-1钻孔桩平面布置图主墩钻孔桩主要工程数量为：钢筋1626.7t；C35水下混凝土15860m3；声测管86.72t。2.3施工条件2.3.1气候特征本工程处于内蒙古自治区乌海市，乌海市地处大陆腹地，受大陆季风气流控制，呈现干旱大陆性温带气候特征。四季分明，春季干旱多风沙；夏季短促炎热，雨水相对集中；秋季气候干燥，风沙较大。冬季干燥、严寒而漫长。桥址处太阳辐射强烈，日照时间长，昼夜温差变化大，降水量少，蒸发量大。⑴气温本区域多年平均气温9.7℃，极端最高气温40.2℃(1999年7月28日)，极端最低气温-32.6℃(1971年1月22日)。最冷月(一月)平均气温-8.6℃，最热月(七月)平均气温25.8℃。⑵降水乌海市年平均降水量为159.3mm。年最大降水量357.6mm，是年平均降水量的2.3陪；年最少降水量仅为54.9mm，是年降水量的34.5%。4-9月份的降水量占年降水量的87.9%，其中7、8月份的降水量占全年的53.8%。⑶湿度全年平均相对湿度只有43%，3-4月份平均只有29-33%，8月份最大，也只有53%。⑷蒸发全年蒸发量平均为3348.7mm，是年降水量的21陪。⑸风乌海市年平均风速为2.9m/s。3-8月份平均风速均超过3.0m/s；5月份最大，平均风速为3.9m/s；12月份到翌年1月平均风速为1.9m/s。全年以刮东南风为主。全年8级以上的大风平均为19.3d；全年扬沙以上的风沙天气平均为42.9d；年最大风速28m/s。⑹冰霜期初、终霜日和无霜期:乌海市的终霜日(春霜、早霜)，平均在4月27日-29日结束，最早4月26日，最晚起5月17日；初霜日(秋霜、晚霜)，平均在10月4日-9日开始，最早为9月20日-24日，最晚10月22日-27日；无霜期，平均为157-165d，最长177-183天，最短133-134d。⑺雪历年最大积雪厚度27cm(1991年12月28日)，历年积雪最长持续时间11d(1974年1月29日-2月8日)。⑻冻土根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）图H.0.1中国季节性冻土标准冻深线图,桥址处标准冻深为1.2m,基底应埋入冻结线以下不小于0.25m。2.3.2水文地质条件⑴水文条件该桥址处地表水主要是黄河水，其次是农业灌溉水(抽自黄河)及间歇性雨季时的洪水，黄河河水年平均流量1018m3/s,最高洪峰流量5820m3/s，年最小水流量60.8m3/s，丰水季节为每年的5-8月份，苦水季节持续时间较长。据调查，黄河的冰凌期为每年的11月底至次年的3月初，由于冰凌的作用，桥位处黄河水位上涨2m左右；黄河汛期为每年的7月中旬到9月中旬，汛期黄河水位上涨2m左右。⑵地质条件本桥含跨越黄河的桥梁段、东岸互通立交桥段2部分，工程地质条件分段如下：①跨黄河段正桥桥梁段跨越黄河，东岸位于河漫滩，西岸位于河流一级阶地前缘。根据现场钻探及地质之结果，桥址地层简单，均为覆盖层。河流及两岸表部地层为新近堆积松散的①层填土、种植土、粉细砂；①层土下为②中密状砂土、圆砾土，局部薄层硬塑状粉质粘土；主要地层为③层坚硬状粉质粘土及密实状砂土、卵石土。②互通立交桥东岸互通立交段位于黄河东岸的黄河漫滩及一级阶地前缘，既有109国道的两侧，桥址地层简单，均为覆盖层。表部地层为新近堆积松散的①层填土和松散粉细砂；①层土下为②层中密状砂土、圆砾土；主要地层为③层密实状砂土、粉土、卵石土。⑶地形、地貌及植被乌海市地形地貌分为山地、丘陵、黄河冲积洪积平原、冲积阶地四部分。山地主要由河东的甘德尔山和河西的五虎山构成，两山均呈南北走向，山间有峡谷和降谷。山区剥蚀作用强烈，风蚀和风积地形明显。山势高耸，基岩裸露，水源涵养极差，一般植被很少，只有缓坡和山顶有些植物。山地区面积167.8平方公里，占全市总面积的10%。本工程跨越的黄河河段水流方向由南向北，河段东岸，从乌海市劳动教育管理所到原110国道乌海黄河公路桥，侧向侵蚀严重，岸坡形成了比较高的陡坎；河段西岸，从乌达铁路旧桥至其下游约900m处，该段当前岸坡较陡，岸坡上为居民区，并且居民区紧挨着陡坡前缘。2.3.3施工条件⑴施工便道经过调查和预估，由于黄河存在冰棱期，设置便桥要进行反复拆装，决定两边分别设置驻地和拌和站，两边交通条件较好，可利用海乌快速干道和110国道互通。⑵施工用水黄河水含碱含泥量比较大，不能直接用于混凝土拌合，因此应采取钻井取水保证施工用水，生活用水必须进行净化处理确保人身体健康。⑶施工用电全线进行用电考虑，在东岸驻地和拌和站处设置一台630KVA变压器，在NW匝道北侧设置一台500KVA的变压器，在西岸正桥引桥4墩处设置一台500KVA变压器，在西岸驻地和拌合站处设置一台500KVA变压器。同时考虑到大桥施工的连续性，防止意外停电，影响施工，现场配备5台250KW～300KW的发电机。⑷施工通讯项目部所在地都通有移动、联通和电信网络，可方便的选择使用。3施工组织总体安排3.1总体施工方案3.1.1钻孔桩施工平台施工方案概述⑴2#主墩钢平台及钢栈桥施工方案概述钻孔桩搭设钢平台进行施工，根据现场实际地形，海渤湾侧（东岸）搭设180m钢栈桥，便道与钢平台之间通过修筑马道连接。钢栈桥桥面宽6m，顶面标高与钢平台相同，方便人员、施工用电及材料输送。钢平台平面尺寸为54.4×39m（横桥向×纵桥向）。钢平台标高根据蓄水期最高水位考虑，钢平台顶面标高定位1076.5m，确保施工不受水位影响。钢栈桥在水库蓄水前，从钢平台向岸边搭设2跨栈桥，在蓄水后从2#墩～7#墩搭设施工栈桥。由于乌达区侧正桥主桥1#墩距岸边较近，该处地势高，不受蓄水影响，在蓄水前不搭设钢栈桥，在蓄水后，根据实际水位情况，可搭设1～2孔钢栈桥。钢平台基础采用φ630×12mm钢管作为基础，工560b型钢作横桥向承重分配梁，贝雷梁作为承重梁，在其上面铺设桥面板。钢管桩之间采用型钢进行连接，确保钢平台整体稳定性，桥面板采用工200b与δ=10mm花纹钢板组合为桥面板。在承台横桥向布设一台37m跨-40t龙门吊，便于桩基施工时钢筋笼下放及其它设备吊装工作。龙门基础利用钢平台基础，在钢平台贝雷梁上铺设双拼Ⅰ560型钢作为龙门轨道承重梁，在其上铺设钢轨。⑵1#主墩钢管桩围堰施工方案概述1#墩钻孔平台采用筑岛围堰进行施工，在围堰迎水面侧间隔1m插打φ630×12mm钢管桩，在其内侧安放竹篱笆与土工布进行防水，在其内侧进行围堰施工，围堰标高为1074m。钢管桩围堰尺寸为35m×61m，在水面以下围堰采用满填，不设坡度；出水面后在四周方1:0.5进行放坡施工。在承台顺桥向布设一台40m跨-40t龙门吊，便于桩基施工时钢筋笼下放及其它设备吊装工作。龙门基础采用φ630×12mm钢管桩间隔5m布设，在其上铺设双拼Ⅰ560型工字钢作为龙门轨道承重梁，在其上铺设钢轨。3.1.2钻孔桩施工方案概述钻孔桩一边采用360型旋挖钻施工，一次钻至设计标高，一边采用280型旋挖钻与反循环钻机进行施工，280型旋挖钻钻至70m，再采用反循环钻机钻至设计标高。钻孔桩采用跳跃式进行钻孔桩施工。在每个钢平台上布设的40t龙门吊配合1台50t履带吊施工，便于钢护筒及钢筋笼安放，减少其他机械设备。钢筋笼在钢筋场采用长线法整体进行加工，钢筋笼连接采用直螺纹套筒连接。考虑钢筋笼较长，为了减少连接套筒，减少钢筋笼节数，提高下放效率，钢筋笼主筋采用12m长钢筋加工。钢筋场加工好后，进行编号，堆码整齐，待相应钻孔桩成孔后，采用9m长平板车运至墩位处。钢筋笼下放采用采用履带吊配合龙门吊进行下放，用于钢筋笼为双筋，钢筋圆钢进行制作。钢护筒埋设长度根据两岸两岸平台高度与设计钻孔桩顶面标高进行确定，考虑到钢护筒比钻孔桩顶底0.5m，确保钻孔桩灌注完毕后，立即进行钻孔桩桩头处理。2#墩护筒长度为13.5m，1#墩护筒长度为10.5m。混凝土采用自拌混凝土施工，东岸（海渤湾侧）设置2台120混凝土搅拌机，西岸（乌达区侧）设置2台90混凝土搅拌机，每边各配3台8m3混凝土罐车进行运输。首封时采用3m3料斗配备两台8m3混凝土罐车运输进行施工。待桩基混凝土灌注完毕后，立即安排工人进行桩基抽水，清理桩头至设计标高位置，在清理到位后，采用振动棒对桩基顶面进行振捣，可为承台施工节约时间。3.2施工作业面及任务划分根据大桥地形、地貌，以黄河为界在东西两岸各有设一个项目部，主墩东西两岸各一个，东西两岸主墩同时施工。东岸（海渤湾侧）项目部建设在大桥下游侧NW匝道约120m处，施工便道依据现有便道进入正桥主桥主墩处，便道采用砂土进行填筑，宽度为10m；西岸（乌达区侧）项目部建设在大桥下游侧约500m养水站旁，便道依黄河边途径养水站至正桥主桥主墩处，在养水站处搭建建议钢栈桥。东岸为主