杭州湾特大桥施工组织设计

1杭州湾大桥工程施工组织设计杭州湾大桥跨越杭州湾阔达三十多公里的海面，工程总长为36公里，其规模宏大，建设条件复杂，涉及技术门类众多，为世界级超大型工程。基于其特殊的地位和超大规模，使得该工程有许多不同于常规桥梁建设的特点，要加以研究和探索的问题很多。就工程设计方面而言，通过科技开发，多方咨询和借鉴国内外已有的成熟经验，问题都会得以适当解决。但工程怎样才能顺利实施呢？这就需要系统周密地策划，因为大桥未开工建设之前就要有许多工作要落实，如：进场道路有几条？是否有回路以及备用进场道路？水电接口规划在何处？通讯设施能否满足参建诸多单位沟通联系的需要？砂石料来自何处？预制厂设在那里？设计生产能力能否满足大桥建设的需要？施工场地如何布设？生活基地建在何处？遇到恶劣环境，施工人员如何避险？等等都要有切实可行的规划方案。只有未雨绸缪，才能防患于未然；只有基础工作扎实，及时协调各方关系，建桥诸方通力合作，才能确保大桥建设优质、高效，才能创精品工程。为了更好地谋划工程施工组织设计工作，项目组赴宁波、舟山和嘉兴等地与指挥部有关负责人一道对工程涉及区域的道路、场地、水电设施和码头等进行了实地考察和调研。1．施工组织概述（1）工程概况①工程地理位置杭州湾大桥起止里程为K49+000~K85+000，全长36km，其中桥梁工程起止里程为K49+015.5~K84+688.5，桥梁全长35.673km。杭州湾大桥工程起点位于嘉兴市东西大道和乍嘉苏高速公路交点以南1.5公里处，自乍浦港西侧郑家埭入海，跨越杭州湾北航道和南航道，经南岸滩涂及慈溪市规划的十塘海堤、九塘海堤和八塘海堤后，到达工程的终点水路湾。大桥南北两岸为广阔的平原，海堤顶面标高在+8.0m左右，桥位处自北向南北岸滩涂长约1.1km，地面标高+3.2m，北岸浅水区长约0.2km，水深0~2m，北岸中等水深区0.3km，水深2~5m，深水区长21km，水深5~12m，南岸中等水2深区约1.3km，水深2~5m，南岸浅水区约3.1km，水深1~2m，南岸滩涂长约4km（不含正在围填的2km），两岸海堤之间距离约31km。②交通桥位处水陆交通方便，曹娥江、运河等可经钱塘江到达施工现场。南岸进场道路主要有垃圾场公路、庵长公路和庵崇公路。北岸进场道路主要有东西大道、场九公路和07省道，同时北岸海堤距01省道约500m，可由村镇公路直达（这部分道路经拓宽改造后可满足施工要求），经01省道可直达乍浦、平湖、秦山各地。③工程区段划分工程区段划分表区段编号区段名称区段长度（m）上部结构形式基础形式主要施工方法Ⅰ北引线、北引桥北航道桥两侧高墩区4069道路工程30m、50m、60m、65m斜腹板连续箱梁80m连续刚构软基处理钻孔桩道路施工30m满布膺架现浇50m滑模现浇60m、65m挂篮悬臂现浇、80m采用架桥机平衡悬臂拼装Ⅱ北航道桥928双塔双索面钢箱梁斜拉桥钻孔桩索塔滑模施工、墩身、承台现浇，钢箱梁工厂预制，桥面吊机安装Ⅲ中引桥、南引桥深水低墩区1629050m、60m跨径等截面斜腹板连续箱梁打入桩9孔50m梁从南滩涂用架桥机整孔安装；60m梁浮吊整孔吊装Ⅳ南航道桥及两侧高墩区引桥1998独塔单索面钢箱梁斜拉桥、80m跨径等截面斜腹板连续刚构钻孔桩南航道桥索塔滑模施工、墩身、承台现浇，钢箱梁工厂预制，桥面吊机安装；80m采用架桥机平衡悬臂拼装Ⅴ南岸滩涂、陆地引桥和南引线1271550m、80m、30m跨径等截面斜腹板连续箱梁道路工程钻孔桩和软基处理30m、80m满布膺架现浇50m架桥机整孔安装道路施工（2）施工组织总体构思杭州湾大桥工程建设规模巨大，是世界上最长的桥梁之一。其所处位置的3气象、水文、地形、地质等情况都十分复杂。结合国内外多座已建成的特长桥梁的总体设计及施工特点，本桥的设计及施工的构思原则应尽可能地采用大规模工厂化、预制拼装化及机械化的方式进行施工，将大量繁重的施工作业由海上转移到陆地上预制场中完成，尽量减少海上作业的工作量、时间及风险，采用先进的技术保证按期优质地完成全桥工程。遵循以上原则，施工组织总体思路为在满足施工的前提下，尽量使用预制结构，减少水上现场工作量，尽量采用大规模机械化作用，以便减少水上作业人员数量，增加安全保障，同时尽量减少水上同时作业的船舶机具数量，便于集中管理，提高工作效率。（3）几个主要问题的安排①关于避风港本桥位处于受台风影响地区，多发生在每年7、8、9月份，考虑施工船只的安全，必须选择一个安全地区供船只避风，经实地考察，北风季节可在乍浦港避风；春夏季东风时可在慈溪的西三码头、长江口和舟山、镇海避风。②施工用水南岸混凝土工厂的总生产量约716000m3，同时南岸生活区内共有约1800生产人员，日需水2200m3，用水接口在长河镇。现场调查结果知，经枯水期对八塘横江水水质的检测，水质能满足施工用水要求；水源还可以由附近水库进行调节。但为了保证高峰时用水，南岸要求建一个储量约8000m3的水池。北岸混凝土工厂的总生产量约145000m3，生活区内约有1400生产人员，日需水1700m3，用水接口一处在乍浦开发区，采用DN200配水管网，另一处在海盐县海塘乡泾海；椐调查，白洋河水质较好，可作为施工用水。两处均能满足混凝土工厂及施工人员用水需要，同样要设一储量4000m3的水池供高峰时用水。海盐予制构件场共生产混凝土约370000m3，生产人员300人，日用水量1500m3，该处水源充足，可以满足施工要求。③施工用电4北岸施工用电总功率为2000KW，北岸供电接口主要有两个，其一为乍浦开发区东岗变电所，其二为嘉兴污水处理厂变电所，两个变电所供电能力均为3.5万KW。目前嘉兴地区供电系统均并入华东电网，用电容量充足，大桥施工用电无后顾之忧。海盐预制场用电总功率1200KW，由海盐县电网供电。南岸施工用电总功率3000KW，由慈溪市贤江22万变电所（离南岸桥位约9km处）架设3.5万伏专线至工地，可以确保工程供电。南、北两岸滩涂区由于有栈桥，采用电缆供电的方式。本桥跨越水域距离太长，水中其它各处由于水下电缆铺设过长，而且水上施工经常抛锚，容易损坏水下电缆，故采用水上发电船供电。④通讯慈溪市电信局明确表示，大桥及其施工需要电话线路，可根据事先提出计划予以满足。⑤关于混凝土供应南北两岸各设置生产能力160m3/h和120m3/h混凝土工厂，负责南北两岸桥梁混凝土的供应。海盐预制场设一座生产能力90m3/h混凝土工厂，负责场内预制构件的混凝土供应。配备水上混凝土工厂8座，其中两座生产能力为100m3/h，两座生产能力为60m3/h，负责北航道桥、南航道桥和水中高墩区引桥桩基、承台、墩身和索塔现浇混凝土供应。另有4座水上混凝土工厂，每座生产能力为60m3/h，负责中引桥、南引桥水中区60m连续梁湿接缝、墩身、承台、桩基填芯及其它现场浇注混凝土的供应。2．施工场地布置（1）总体布置设想因杭州湾交通通道工程规模浩大，作业线很长，因此南北岸均需布置施工基地，同时，为便于施工，水中也应布置生产生活区。南北岸场地布置以少征地、少填土、节省工程费用、便于施工、便于现代化5管理为原则，兼考虑布局合理，利于环保等因素。因北岸桥址附近均为海塘和田地，征借地手续繁琐，成本较高，而南岸则有滩涂围填地带可供施工使用，因此，生活基地的布置将以南岸为主。北岸基地暂考虑安排1400名施工人员，南岸基地暂考虑安排1800名施工人员。北岸用地约295亩，南岸用地约498亩。本桥预制构件数量巨大，种类繁多。最大预制件重量达1770t。根据本桥地形及水域情况，经初步实地调查，预制场分设二处：①海盐预制场选择在海盐南抬头闸附近，占地约196亩，距桥位约14Km，位于海堤与01省道之间，承担中引桥、南引桥水中区528孔（单幅）60m梁的预制及运输下河任务。该预制场位置的选择对工程的生产工艺流程有着重要的影响，由于中引桥、南引桥水中区60m梁采用整孔预制、浮运架设的施工方法，因此要求有良好的下河水深条件和较宽敞的场地，同时有着便利的交通条件和充足的水电供应，并距离桥位较近。经初步实地调查，此处海域水深10m左右，可停靠3000t级驳船，水电供应充足，各种条件都比较合适。②九塘预制场位于南岸九塘与十塘之间，承担南引桥滩涂区50m预应力混凝土梁的制造任务。场地中合理布置预制、存放台座及运梁滑道，预制台座上的梁体节段滑移至存梁台座上，架设施工时，存梁台座上的梁体通过滑道滑移到提升站，经提升站提升至桥面放在轮胎式运梁台车上，沿已架好的梁体上运输至待架孔位。钢管桩不特设预制场，采用商品桩。除以上施工场地外，尚需租用南岸西三码头（生产生活基地、小构件下水和中引桥，南引桥水中区材料下河和南岸砂石料供应）和嘉兴电厂码头（负责南北航道桥大型设备下水、北岸砼工厂和水上砼工厂砂、石料供应并作为南航道桥生活生产基地）。（2）南北两岸生产、生活设施的布置①南岸九塘混凝土梁预制场的布置南引桥滩涂区及水中区共有50m箱梁192孔。该区段箱梁采用预制架桥机拼装架设。根据施工进度安排，需设置5个制梁台位，30个存梁台位，即能满足施工需要。6南引桥滩涂区50m梁预制、架设工作对总体工程进度安排及总工期具有重要影响。根据本工程结构及施工特点，在南岸九塘与十塘之间围填区桥址下游侧布置九塘梁场。该梁厂占地面积137675m2。九塘梁场布置包括混凝土工厂、制梁区、存梁区、钢筋车间、料库（张拉锚具等）、场内道路、办公室、宿舍、厕所、配电房等。具体布置参见场地平面布置图。为便于梁场预制及南岸滩涂下部结构混凝土的运输，混凝土工厂的位置选取在九塘梁场南侧。该混凝土工厂负责九塘梁场和南引桥滩涂区、陆地区的混凝土供应，混凝土工厂的生产能力为160m3/h。②南岸其它生产、生活设施的布置a.生产场地生产场地内布置有钢筋车间、机修车间、钢结构车间、木工车间、材料堆放场、机械停放场以及生产办公室、料库等设施，相应的作业区段为：南引桥滩涂区和南引桥陆地区桥梁作业段。b.沥青混凝土工厂桥面铺装共有沥青混凝土65000m3，拟在南岸设置一生产能力为60m3/h的沥青混凝土工厂，统一供应全桥沥青混凝土。沥青混凝土工厂待混凝土梁预制任务完成后，利用九塘预制场场地兴建或利用嘉兴、宁波境内现有沥青混凝土工厂。c.南岸生活服务区南岸生活服务区，包括宿舍、办公室、食堂、浴室等，满足混凝土梁预制场，南引桥滩涂区桥梁作业段和南引桥陆地区桥梁作业段施工人员生活及办公需要。③北岸生产、生活设施的布置7a.混凝土工厂为便于北引桥桥梁混凝土的运输灌注，该混凝土工厂的位置选取在桥位上游的海堤北侧，总占地面积8000m2。该混凝土工厂的生产能力为120m3/h。b.标准生产场地北岸布置四个标准生产场地，每个标准生产场地包括钢筋车间、木工车间、机修车间等，占地面积各12000平方米。相应的作业区段为北引桥区桥梁作业段、中引桥区桥梁作业段和北航道桥作业段。c.机具、材料堆场北岸还需布置三个机具、材料堆场，负责北引桥，中引桥和北航道桥作业段的机械停放、设备及锚具堆放等。d.北岸生活服务区北岸布置四个标准生活服务区，北引桥.中引桥和北航道桥生活服务区。南北岸各种生产设施的详细布置参见场地平面布置图。（3）桥梁预制场的布置①预制场地的选择为了尽量减少水上现浇混凝土的数量，达到减少水上作业船只、减少水上作业人员数量、缩短水上桥梁施工工期的目的，北引桥水中高墩区、中引桥、南引桥水中区桥梁的全部混凝土构件均采用预制场预制、现场拼装的方法施工。北引桥水中高墩区、中引桥、南引桥水中区桥梁预制件混凝土数量占全桥混凝土数量的50%以上，因此选好预制场、布置好预制场是本桥施工重点之一。作为预制场的理想位置，应该具备以下条件：①具备重大构件下河的水域条8件，预制件下河之后能够直接经水运到桥位，且运距最近为佳；②具有足够大的场地面积，能够合理安排以上全部预制件的场地为最佳，如此可减少下河码头、混凝土工厂的工程数量，便于集中管理；③具有修建下河码头工程量小的有利地形条件，有已建重件码头可利用为最佳；④陆地交通条件便利，能满足大量的原材料运输