蘇通大橋主橋基礎(chǔ)施工C1合同段施工期風(fēng)險(xiǎn)評估及對策

1、蘇通大橋主橋基礎(chǔ)施工C1合同段 施工期風(fēng)險(xiǎn)評估及對策 施工期風(fēng)險(xiǎn)評估及對策1.概述蘇通大橋是目前世界上擬建的最大跨度的雙塔雙索面斜拉橋，也是國內(nèi)外具有重大影響的工程，大橋建設(shè)將代表著我國21世紀(jì)的建橋水平，其主橋基礎(chǔ)工程量大、技術(shù)含量高、施工工期緊，要求施工的人員數(shù)量及機(jī)械設(shè)備種類多、材料用量大、施工質(zhì)量高，因此，為了將其建設(shè)成國內(nèi)領(lǐng)先、世界一流水平的工程，必須對其在施工期間的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測及評估，并據(jù)此提出相應(yīng)的對策及措施。2.工程主要特點(diǎn)及難點(diǎn)2.1 施工區(qū)域水深達(dá)20m，最大潮流流速達(dá)3.0m/s。2.2 江面開闊，寬度達(dá)610km，風(fēng)吹程大，江面極易形成波浪。2.3 由于河床底部為粉細(xì)沙

2、，啟動(dòng)流速較小，基礎(chǔ)施工期間，在河床未防護(hù)的情況下，河床最大沖刷深度可達(dá)27.3m。2.4 橋址位于長江航運(yùn)最繁忙的下游江口河段，水上施工安全保證難度大。2.5 工程規(guī)模大、質(zhì)量要求高、工期緊、施工組織難度大。1）水上現(xiàn)澆混凝土量達(dá)20多萬m3，鋼結(jié)構(gòu)加工量達(dá)2萬噸。2）直徑2.5m的鉆孔樁數(shù)量達(dá)205根，最大樁長近120.0m，需穿過深厚粉細(xì)砂層，設(shè)計(jì)要求樁身垂直度允許最大偏差1/200，成孔難度大。3）鋼筋籠最大長度近120.0m，最大重量達(dá)80多噸，設(shè)計(jì)要求各根樁身鋼筋籠接長次數(shù)不應(yīng)超過3次。4）鉆孔灌注樁樁身混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號為40號，單根樁混凝土澆筑量達(dá)600m3。5）本工程鉆孔灌注樁均

3、為摩擦樁，為保證樁基設(shè)計(jì)承載力，設(shè)計(jì)要求從鉆孔到護(hù)筒底口以下到混凝土澆筑頂面越過護(hù)筒底端的時(shí)間不應(yīng)超過72小時(shí)，工序時(shí)間要求緊。6）橋址所處河段為漁產(chǎn)較為豐富水域，施工期環(huán)保要求高。7）索塔基礎(chǔ)鋼護(hù)筒參與結(jié)構(gòu)受力，對鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量要求高。8）索塔基礎(chǔ)鋼護(hù)筒直徑達(dá)2.8m，最大長度達(dá)72m，壁厚為20，單根重量最大達(dá)90噸，鋼護(hù)筒需穿過深厚粉細(xì)砂，入土深度達(dá)40m，下沉難度大。9）根據(jù)工期安排，四個(gè)基礎(chǔ)墩基本同時(shí)開工，要求投入的水上施工設(shè)備多，施工占用水域大，施工對外協(xié)調(diào)難度大。10）大型臨時(shí)結(jié)構(gòu)用鋼量近3萬噸，設(shè)計(jì)、制作、運(yùn)輸及安裝難度大。11）索塔基礎(chǔ)鋼吊箱圍堰外形尺寸巨大，制作、運(yùn)輸及安裝

4、難度大。12）索塔封底混凝土達(dá)1.23萬m3，澆筑倉面超過5000；承臺混凝土方量達(dá)41964m3，屬超大體積混凝土施工，混凝土溫控及澆筑要求高，施工組織難度大。13）為減少樁基沉降，超深、大直徑鉆孔灌注樁樁底采取后注漿工藝，施工質(zhì)量要求高。14）本橋?qū)偈澜缂壧卮笮蜆蛄?，混凝土外觀質(zhì)量及結(jié)構(gòu)耐久性要求高。3.風(fēng)險(xiǎn)評估及對策3.1 鉆孔平臺施工3.1.1 單樁穩(wěn)定性驗(yàn)算為確保平臺支撐鋼管樁沉設(shè)后在深水、大流速等水文條件下的單樁穩(wěn)定性及平臺上部結(jié)構(gòu)施工連接的可靠性，對擬定的鉆孔平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)算。根據(jù)我局委托南京水利科學(xué)研究院進(jìn)行的施工期河床河工模型試驗(yàn)成果，鉆孔平臺搭設(shè)完成后，在河床未防護(hù)的條件

5、下，最大沖刷深度為4.5m，偏安全考慮單樁沉樁期最大沖刷深度為4.0m，河床起始沖刷面標(biāo)高為-15.3m，則單樁穩(wěn)定性驗(yàn)算設(shè)計(jì)底面標(biāo)高為-19.3m。根據(jù)我局打樁船沉樁能力及結(jié)構(gòu)受力要求，鉆孔平臺支撐樁選用大直徑鋼管樁（直徑為1400，壁厚為16，材質(zhì)為Q235）。按m法進(jìn)行計(jì)算，得出單樁在水流流速分別為2.23m/s和1.0m/s條件下樁頂最大位移分別為24和6。3.1.2 沉樁為確保在水深近30m的條件下，將樁徑為1.4m、樁長60m、重40多噸的鋼管樁穿過較厚粉細(xì)砂層，錘擊至中密砂層的設(shè)計(jì)標(biāo)高，采用我局國內(nèi)目前最大打樁船，配置D100重型柴油打樁錘，在潮流流速小于1.5m/s的條件下，利

6、用平潮期下樁定位，可保證鋼管樁定位精確，下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高。為減少漲潮及落潮時(shí)的水流對已沉樁的影響，當(dāng)?shù)谝桓鶚冻猎O(shè)完成未脫離龍口之前，將其與定位船先臨時(shí)固定，然后每沉一根樁而在其未脫離龍口之前將其與已沉樁連接。3.1.3 平臺搭設(shè)根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃安排，平臺搭設(shè)將于2003年10月份2003年12月份中旬完成，其施工控制水文條件為2003年10月份。經(jīng)比較橋位處水文站多年水文資料，10月份的河流流量與5月份基本相同，因此，平臺搭設(shè)期間的流速參照2002年5月實(shí)測的南主墩垂線平均流速值（見圖1）。圖1 南主墩墩位流速圖從圖上可看出，在10月份最不利的水文條件下，每天潮流流速小于1.0m/s出現(xiàn)的時(shí)間為

7、9小時(shí)，此種條件下的單根鋼管樁最大位移為6，滿足上部結(jié)構(gòu)安裝的工期、作業(yè)條件及精度要求。3.2 鋼護(hù)筒沉設(shè)鋼護(hù)筒直徑為2.8m，長72m，單根樁最大重量達(dá)90噸，為了保證鋼護(hù)筒沉設(shè)的垂直度及入土深度滿足設(shè)計(jì)要求，擬采取以下措施：1）加強(qiáng)鉆孔平臺上部結(jié)構(gòu)剛度，采取二層平聯(lián)結(jié)構(gòu)，下層平聯(lián)采用800鋼管樁，上層平聯(lián)采用1200高的鋼箱梁。2）設(shè)置強(qiáng)大的鋼質(zhì)護(hù)筒導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)分上、下兩層，總高度為14.0m，其中平臺以上高8m，平臺以下高6m，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)分別與上下平聯(lián)剛性聯(lián)結(jié)。3）在平潮階段下沉鋼護(hù)筒，確保護(hù)筒定位準(zhǔn)確。4）采用最大起重量達(dá)300t、最大起吊高度為60m的起重船起吊護(hù)筒，單根鋼護(hù)筒分

8、上、下二段，下段鋼護(hù)筒長度為46m，在自重作用下能保證護(hù)筒插入土層一定深度，形成垂直的導(dǎo)軌跡線。5）開始施振時(shí)，先點(diǎn)振，并加強(qiáng)垂直度觀測。6）為保證鋼護(hù)筒能穿過較厚的粉砂層，采用國際上超大型振動(dòng)錘沉設(shè)鋼護(hù)筒，同時(shí)，為防止個(gè)別鋼護(hù)筒可能未沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，在第一節(jié)護(hù)筒下沉后采取超前鉆孔的方法，以減小護(hù)筒下沉中的內(nèi)側(cè)摩阻力及樁底土塞作用，確保護(hù)筒下沉到位。為確保護(hù)筒底口在沉設(shè)過程中不卷邊，采取底口加設(shè)鋼加勁箍，增強(qiáng)剛度。3.3 鉆孔樁施工1）為確保鉆孔平臺能安全渡汛，特別是索塔基礎(chǔ)施工，擬配置性能優(yōu)良的鉆孔設(shè)備，加快鉆孔進(jìn)度。2）為確保鉆孔樁的成孔垂直度滿足設(shè)計(jì)要求，與法國地基建筑公司合作，配置10臺

9、具有鉆進(jìn)過程中自動(dòng)測斜、自動(dòng)控制泥漿性能指標(biāo)和鉆桿扶正器的鉆孔設(shè)備，每臺鉆機(jī)均配有泥漿凈化裝置，同時(shí)，為控制泥漿的性能，配置泥漿拌和船對泥漿進(jìn)行集中拌和、集中管理，這樣既保證了泥漿在使用過程中的性能指標(biāo)，又滿足了鉆孔進(jìn)尺及環(huán)境保護(hù)的要求，分離出的泥渣廢漿收集外運(yùn)至業(yè)主指定棄場。國產(chǎn)鉆機(jī)設(shè)備無自動(dòng)測斜裝置，采取全部更換新的鉆具、加大配重、定期監(jiān)控及減壓鉆進(jìn)，確保成孔滿足設(shè)計(jì)要求。3）為滿足設(shè)計(jì)要求從鉆孔到護(hù)筒底口以下到混凝土澆筑頂面越過護(hù)筒底端時(shí)間不超過72小時(shí)的條件，特采取以下措施：a、采用先進(jìn)的鉆孔設(shè)備及相應(yīng)的配套適時(shí)檢測儀器。b、鉆機(jī)鉆桿接頭采用非螺栓連接的快速接頭，減少接、拆鉆桿時(shí)間。c

10、、在鋼護(hù)筒內(nèi)清水鉆進(jìn)，當(dāng)孔泥漿置換完成后再向下鉆進(jìn)。d、選用大流量的泥漿凈化器，以保證孔內(nèi)泥漿的性能，提高鉆進(jìn)效率。e、嚴(yán)格控制鋼筋籠的制作精度，盡量減少單根鋼筋分節(jié)數(shù)量，加大底節(jié)鋼筋籠的長度，底節(jié)鋼筋籠可在40m深的鋼護(hù)筒（選擇臨近已成孔的護(hù)筒，并已完成護(hù)筒內(nèi)的鉆孔）內(nèi)分節(jié)接高至40m長，利用300t起重船吊裝底節(jié)鋼筋籠，同時(shí)，在風(fēng)力較小及船舶穩(wěn)定性較好的情況下吊裝第二節(jié)鋼筋籠并進(jìn)行連接，下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高，若施工區(qū)域風(fēng)力較大，起重船穩(wěn)定性不能滿足吊裝上節(jié)鋼筋籠對接要求時(shí)，根據(jù)起吊能力，上段鋼筋籠分三節(jié)采用大型桅桿吊吊裝連接，門架下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高。f、配置優(yōu)質(zhì)泥漿并認(rèn)真進(jìn)行首次清孔，減少二次清孔時(shí)

11、間。g、混凝土導(dǎo)管接頭采用鋼絲繩卡口型式，減少導(dǎo)管拆接時(shí)間，同時(shí)，在已清渣的護(hù)筒內(nèi)拼接導(dǎo)管，加大導(dǎo)管分段長度。h、考慮到施工水域風(fēng)大、浪高、霧多，單根樁混凝土澆筑量大，為保證混凝土澆筑強(qiáng)度，擬配備適應(yīng)于7級大風(fēng)、浪高1.5m條件下的自備澆筑1250m3混凝土材料的水上專用船舶兩艘，每艘船備2臺75m/h澆筑強(qiáng)度的攪拌站，可在較短時(shí)間完成混凝土澆筑。i、為保證成樁速度，加大施工各工序的監(jiān)控和把關(guān)，做到各道工序均按規(guī)范要求實(shí)施，確保各道工序的工程質(zhì)量。3.4 樁底后注漿目前，國內(nèi)已完成的樁底后注漿施工的樁，直徑大都小于1.5m，樁深小于60m，為確保大直徑超長樁樁底后壓漿的工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，擬

12、與法國地基建筑公司合作，采用先進(jìn)的、技術(shù)可靠的壓漿技術(shù)及相應(yīng)的控制設(shè)備。3.4.1鉆孔灌注樁后注漿施工工藝的機(jī)理當(dāng)鉆孔樁成孔后，將注漿套管綁扎在鋼筋籠上，隨鋼筋籠一起被放入到孔里。待進(jìn)行灌注混凝土后，間隔一段時(shí)間，先用高壓水將注漿套管上覆蓋注漿孔的橡膠套沖碎，并在灌注的混凝土和土體中形成裂隙，方便漿液注入。經(jīng)破碎后，換成全液壓注漿泵和注漿軟管將配置好的高強(qiáng)度、無污染的水泥漿液注入樁體的設(shè)定部位。3.4.2樁底后注漿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1）增強(qiáng)樁端混凝土強(qiáng)度，降低樁沉降量，消除孔底沉渣對沉降量的負(fù)面影響；2）隨著注漿壓力和注漿量的增加，水泥漿液不斷地向持力層中劈裂、滲透、填充，在樁端一定范圍內(nèi)形成不規(guī)則塊

13、狀、球體狀或梨狀膠結(jié)體的擴(kuò)大頭，增大了樁端的承壓面積，有利于承載力的提高；3）由于注漿壓力的擠密作用以及水泥漿液的膠結(jié)固化的作用，使樁端持力層的摩阻力成倍增加，大幅度提高樁端土體的承載力。3.4.3注漿漿液注漿漿液采用0.7：1穩(wěn)定性漿液，漿液質(zhì)量：馬氏漏斗粘度不超過40秒，密度不低于1.65。3.4.4注漿壓力及注漿量控制注漿泵的壓力同時(shí)自動(dòng)控制在4MPa，每根樁的注入水泥量不少于5.5噸。3.4.5主要控制設(shè)備為了提高注漿工程的質(zhì)量、效率和可靠性，施工中除采用射流或高頻攪拌機(jī)及PH2×5型全液壓注漿泵外，還將采用一套實(shí)時(shí)控制注漿參數(shù)和注漿泵的現(xiàn)場控制系統(tǒng)，即SINNUS 3E系統(tǒng)

14、，該系統(tǒng)程序適用于Windows 95 或98和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。SINNUS 3E系統(tǒng)具有以下主要特性：1）可同時(shí)監(jiān)測4到16路灌漿回路（采集、顯示和存儲灌入量、灌漿壓力和流量等）。2）可直接控制灌漿泵。3）能控制重灌。4）能自動(dòng)控制灌漿流量和壓力。5）在達(dá)到預(yù)先設(shè)定的灌入量或壓力值時(shí)，它將終止灌漿。SINNUS 3E注漿自動(dòng)控制系統(tǒng)流程見圖2。3.5 鋼吊箱施工3.5.1 鋼吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于承臺外型尺寸較大，作為承臺施工的擋水結(jié)構(gòu)及其外側(cè)模板，因而鋼吊箱外型的尺寸巨大，為減小開闊水域風(fēng)荷載對施工期作業(yè)的影響，加快施工進(jìn)度，提高拼裝質(zhì)量，在進(jìn)行鋼吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了以下要點(diǎn)：1）索塔鋼吊箱

15、呈啞鈴型，外型尺寸巨大，為了減少鋼吊箱的水上拼裝次數(shù)，方便水上拼裝，索塔鋼吊箱沿高度上分三節(jié)，其中首節(jié)高度為5.0m，分為上、下游承臺及系梁區(qū)三塊，承臺區(qū)塊體近1000t重（包括底板），采用大型起重船吊裝，系梁區(qū)底板、首節(jié)5m高壁體采用現(xiàn)場拼焊，并與兩分離式承臺鋼吊箱圍堰拼焊連接，第二、三節(jié)鋼吊箱現(xiàn)場分塊拼接。過渡墩、輔助墩底節(jié)5m高鋼吊箱均采用一次性整體吊裝。2）根據(jù)鋼吊箱吊裝工藝及使用要求，鋼吊箱按吊裝、下沉到位、澆筑封底混凝圖2 SINNUS 3E注漿自動(dòng)控制系統(tǒng)流程圖土、抽水及澆筑承臺混凝土等工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。3）考慮到鋼吊箱安裝時(shí)需自浮以及滿足整體吊裝和使用狀態(tài)時(shí)的強(qiáng)度和剛度要求，鋼

16、吊箱側(cè)壁設(shè)計(jì)為雙壁，底板采用格構(gòu)體，吊箱內(nèi)口設(shè)置兩道鋼管內(nèi)撐。3.5.2 鋼吊箱圍堰制作及運(yùn)輸鋼吊箱圍堰平面尺寸大，水上吊（拼）裝難度高，為確保鋼吊箱圍堰的加工質(zhì)量和精度，加快施工進(jìn)度，并安全運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，擬采取以下主要措施：1）鋼吊箱全部在上海港機(jī)場張家港基地的工廠內(nèi)制作，采用多點(diǎn)平行作業(yè)，并改善作業(yè)環(huán)境。2）編制詳細(xì)的焊接作業(yè)指導(dǎo)書，減少焊接變形，提高制作質(zhì)量。3）鋼吊箱運(yùn)輸采用三艘1000t平板駁橫向剛性連接成整體的船舶，運(yùn)輸時(shí)，對鋼吊箱塊體進(jìn)行局部加強(qiáng)，防止吊箱底板及壁體變形，同時(shí)，將鋼吊箱與船舶進(jìn)行可靠連接，以確保其穩(wěn)定。4）積極與港監(jiān)部門聯(lián)系，將運(yùn)輸方案報(bào)港監(jiān)，在港監(jiān)指揮船舶引導(dǎo)

17、下運(yùn)輸。5）采用兩艘大型拖輪頂推，并另備一艘大型拖輪待命，同時(shí)在運(yùn)輸鋼吊箱的駁船上設(shè)置較大的錨機(jī)，以便在特殊情況下，駁船能自行錨泊。3.5.3 鋼吊箱吊裝要將大平面尺寸大、大重量的鋼吊箱節(jié)段安全、快捷地吊起并順利地使所有護(hù)筒準(zhǔn)確地套入，根據(jù)潤揚(yáng)長江公路大橋北索塔成功吊裝1000t鋼吊箱的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程鋼吊箱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，擬采取以下主要措施：1）根據(jù)護(hù)筒實(shí)際位置，在吊箱底板上準(zhǔn)確地放線開孔，并留有一定的富余量。2）采用合理的吊具，確保吊裝穩(wěn)定性。3）在四角的鋼護(hù)筒頂上設(shè)置錐形導(dǎo)向架。4）鋼吊箱在正式吊裝前，按正常起吊程序進(jìn)行試吊。試吊過程中，采用應(yīng)力應(yīng)變電測法，對鋼吊箱各吊點(diǎn)拉索的拉力及結(jié)構(gòu)

18、計(jì)算時(shí)反映出的敏感部位進(jìn)行測試。5）吊裝由專人指揮，并嚴(yán)格按照制訂的吊裝程序進(jìn)行。3.5.4 鋼吊箱水上拼接、灌水下沉1）由于起重船受風(fēng)浪及潮流的影響，使得上下節(jié)鋼吊箱的對接精度較難保證，因此，鋼吊箱水上拼接時(shí)采用設(shè)置在平臺上的大型桅桿吊進(jìn)行分塊吊裝焊接。2）索塔兩個(gè)承臺底節(jié)鋼吊箱總重近2000t，針對平臺尺寸大、重量大的特點(diǎn)，為確保鋼吊箱整體下放時(shí)吊點(diǎn)能均勻受力，在已成樁鋼護(hù)筒上設(shè)置34個(gè)液壓千斤頂及2個(gè)控制系統(tǒng)。3）為減少潮水的漲落對拼裝接高作業(yè)的影響，鋼吊箱接高前收緊鋼絞線，并在拼接過程中根據(jù)潮水位情況調(diào)整壁艙壓載水，使鋼絞線始終受拉。4）為使鋼吊箱順利下沉，在四周的鋼護(hù)筒與鋼吊箱之間設(shè)

19、置導(dǎo)向裝置，同時(shí)在鋼吊箱的上、下游的底板處設(shè)置下拉纜。鋼吊箱下沉過程中，對稱均勻灌水，適時(shí)控制，直至入水自浮。3.5.5 鋼吊箱定位由于本橋所處江段的水位在海潮的作用下時(shí)起時(shí)落，再加上鋼吊箱自身的平面尺寸大，鋼吊箱的精確調(diào)位及固定受到了很大影響，為了確保鋼吊箱定位準(zhǔn)確，擬采取以下主要措施：1）在四周的鋼護(hù)筒上焊接反壓牛腿，并在鋼吊箱壁體內(nèi)抽排水調(diào)整吊箱高程。2）利用吊箱上下游兩側(cè)的下拉纜、護(hù)筒上的內(nèi)導(dǎo)向裝置以及在鋼護(hù)筒和鋼吊箱之間設(shè)置的10t手拉葫蘆進(jìn)行吊箱平面位置的調(diào)整。3）鋼吊箱精確調(diào)位選擇在低平潮時(shí)進(jìn)行，調(diào)整到位后的鋼吊箱及時(shí)進(jìn)行拉桿焊接。3.6 封底混凝土施工吊箱內(nèi)水下封底倉面大，而封

20、底混凝土厚度相對較小，為確保在惡劣的水文、氣象條件下封底成功，擬采取以下措施：1）結(jié)合潤揚(yáng)長江公路大橋北索塔封底施工的經(jīng)驗(yàn)，索塔基礎(chǔ)吊箱內(nèi)采取分三區(qū)澆筑封底混凝土，最大分區(qū)澆筑量為3000m3，采用兩艘攪拌船進(jìn)行，攪拌船自備有1250m3混凝土材料，不夠的較少材料在水上補(bǔ)充。攪拌船攪拌能力為300m3/h，可在較短時(shí)間內(nèi)完成水下封底混凝土澆筑。其它墩位封底混凝土均采用一次澆筑的工藝。2）利用鋼板及袋裝水泥、砂子的混合料水下封堵鋼護(hù)筒與吊箱底板間的間隙，同時(shí)，在封底混凝土灌注期間，注意不斷地測量孔口附近混凝土面的上升情況。3）對底板進(jìn)行水下沖淤，并清理護(hù)筒外周（封底混凝土范圍內(nèi)）。4）選擇合理的

21、布料工藝進(jìn)行施工，經(jīng)比較，擬利用中心集料斗集中儲料、按需分料，這種布料的主要優(yōu)點(diǎn)在于：混凝土的拌和及泵送不受前場的影響，攪拌站和拖泵在自身沒有故障的情況下可以不停地供料，可充分發(fā)揮混凝土生產(chǎn)設(shè)備的能力；可避免因個(gè)別拌和站或拖泵發(fā)生故障而影響適時(shí)補(bǔ)料，減少了混凝土導(dǎo)管因補(bǔ)料不及時(shí)而導(dǎo)致堵塞的機(jī)會；布料簡單，操作方便、靈活，易于控制，可保證倉面混凝土同步、均勻上升，混凝土表面平坦。5）加強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)，提高混凝土的性能。6）對封底設(shè)備進(jìn)行合理配置，加強(qiáng)設(shè)備的維修保養(yǎng)，提高設(shè)備的完好率，保證混凝土的澆筑強(qiáng)度。7）嚴(yán)格封底現(xiàn)場的組織管理，加強(qiáng)各工序之間的銜接，認(rèn)真進(jìn)行過程控制，使封底有序進(jìn)行。3.

22、7 承臺施工溫控措施主墩承臺、近塔輔助墩承臺、遠(yuǎn)塔輔助墩承臺和過渡墩承臺均為大體積混凝土，為保證混凝土施工質(zhì)量，避免產(chǎn)生溫度裂縫，確保大橋的使用壽命和運(yùn)行安全，我局武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院對承臺大體積混凝土進(jìn)行了溫控方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)計(jì)算采用大型有限元程序進(jìn)行，該計(jì)算能夠模擬混凝土實(shí)際施工過程，計(jì)算時(shí)，不僅考慮了混凝土的澆筑分層、澆筑溫度、養(yǎng)護(hù)、保溫和混凝土的邊界條件，而且考慮了混凝土的彈性模量、徐變、自生體積變形、水化熱的散發(fā)規(guī)律等物理熱學(xué)性能。通過溫控計(jì)算，同時(shí)考慮施工組織、施工水域、水文及氣象條件，承臺施工時(shí)擬采取以下溫控措施：1）基本要求在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)和混凝土施工時(shí)，除滿足混凝土標(biāo)號

23、及設(shè)計(jì)指標(biāo)外，還要達(dá)到混凝土質(zhì)量評定指標(biāo)。同時(shí)要加強(qiáng)施工管理，優(yōu)化施工工藝，保證混凝土均勻性，提高抗裂能力。2）混凝土原材料優(yōu)選選擇優(yōu)質(zhì)砂、石料和外加劑，摻加粉煤灰和礦粉等混合材，降低水泥用量，從而降低水化熱溫升。水泥：所用水泥的化學(xué)成分及水化熱指標(biāo)應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定，擬選用礦渣水泥施工大體積混凝土。粉煤灰：采用組分均勻和各項(xiàng)性能穩(wěn)定的級及級以上優(yōu)質(zhì)粉煤灰，而且粉煤灰的燒失量、需水量及其它各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求。化學(xué)外加劑：為提高混凝土耐久性和減少用水量，改善混凝土和易性，承臺混凝土應(yīng)摻加適量的高效緩凝減水劑。骨料：工程應(yīng)用的骨料應(yīng)沒有堿活性并具有較低的熱脹系數(shù)。粗骨料最大粒徑為31.5mm，級配

24、優(yōu)良。細(xì)骨料為中粗砂，細(xì)度模數(shù)為2.63.1，屬區(qū)，各指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范。3）混凝土配合比優(yōu)化a、混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)（抗壓強(qiáng)度、彈性模量、抗凍、抗裂）應(yīng)滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。b、應(yīng)通過混凝土配合比試驗(yàn)選擇最優(yōu)石子級配、最佳砂率和相容性最好的外加劑，以降低水泥用量。c、建議在水膠比小于0.4時(shí)，加大粉煤灰摻量，以降低水化熱溫升。d、如摻加引氣劑，混凝土中的含氣量應(yīng)控制在46。e、混凝土拌合物中由各種原材料引入的Cl-總量不應(yīng)超過膠凝材料總量的0.1。4）合理分層及間歇期主墩承臺為啞鈴形，每個(gè)塔柱下承臺平面尺寸為長50.55×48.1m，其厚度由邊緣的5m變化到最厚處的13.324m。根據(jù)溫

25、控計(jì)算結(jié)果，單個(gè)承臺分5層澆筑，澆筑高度分別為2.5m、2.5m、2.5m、3.0m和2.824m。近塔輔助墩承臺平面尺寸為52.0×32.5m，其厚度由邊緣的4m變化到最厚處的10.3m。根據(jù)溫控計(jì)算結(jié)果，承臺分4層澆筑，澆筑高度分別為2.0m、2.0m、3.0m和3.3m。遠(yuǎn)塔輔助墩和過渡墩承臺平面尺寸為45.2×21.0m，其厚度由邊緣的4m變化到最厚處的10.3m。根據(jù)溫控計(jì)算結(jié)果，承臺分4層澆筑，澆筑高度分別為2.0m、2.0m、3.0m和3.3m。綜合考慮施工工作面及混凝土散熱情況，每層混凝土的澆筑間歇期為57天左右，最長不得超過10天。5）通水冷卻通水冷卻可以

26、有效地削減混凝土的早期溫峰，降低其內(nèi)部最高溫度。根據(jù)承臺內(nèi)部溫度分布特征，在每層混凝土中埋設(shè)三層冷卻水管，冷卻水管采用外徑為32mm，壁厚為1.8mm的薄壁電焊鋼管，其水平間距為0.9m，每根冷卻水管長度不宜超過200m，冷卻水管進(jìn)、出水口應(yīng)集中布置，以利于統(tǒng)一管理?；炷翝仓礁鲗永鋮s水管標(biāo)高后即開始通水，可直接采用江水冷卻，通水流量應(yīng)達(dá)到25L/min，通水時(shí)間一般為1015天或根據(jù)測溫結(jié)果確定；為防止第二層混凝土澆筑后的水化熱溫升引起第一層混凝土的溫度回升，第一層混凝土的冷卻水管應(yīng)進(jìn)行二次通水冷卻，通水時(shí)間根據(jù)測溫結(jié)果定；6）保溫為防止承臺出現(xiàn)表面裂縫，應(yīng)特別注意冬春季節(jié)施工時(shí)承臺的表面

27、保溫工作。a、當(dāng)日平均氣溫在23天內(nèi)連續(xù)下降超過68時(shí)，328天齡期內(nèi)新澆混凝土表面必須進(jìn)行表面保護(hù)；b、對于永久暴露面，對104月份澆筑的混凝土拆模后應(yīng)立即進(jìn)行表面覆蓋，覆蓋后的混凝土的表面等效放熱系數(shù)2.0w/(m2.)；c、低溫季節(jié)如拆模后混凝土表面溫降可能超過69及氣溫驟降期間應(yīng)推遲拆模時(shí)間，并選擇氣溫較高時(shí)拆模；d、低溫季節(jié)澆筑混凝土澆筑溫度不應(yīng)低于5；e、鋼吊箱壁內(nèi)應(yīng)在承臺混凝土澆筑前將水抽干，夾壁頂面用麻袋覆蓋，以利于混凝土保溫；f、在保溫期間，應(yīng)由專人對各保溫部位進(jìn)行檢查，并根據(jù)氣象預(yù)報(bào)在寒潮來臨前加強(qiáng)保溫檢查。7）養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土終凝后及時(shí)采取不間斷灑水或流水等措施養(yǎng)護(hù)，使混凝

28、土表面經(jīng)常保持濕潤狀態(tài)。養(yǎng)護(hù)齡期不少于28天。8）現(xiàn)場監(jiān)控為做到信息化施工，真實(shí)反映各層混凝土的溫控效果，以便出現(xiàn)異常情況及時(shí)調(diào)整溫控措施，應(yīng)在每個(gè)承臺混凝土中布設(shè)溫度測點(diǎn)，它是溫控工作的重要一環(huán)，為反映溫控效果還需埋設(shè)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測（擬在先施工的承臺中埋設(shè)并檢測）。承臺施工溫控措施具體見大體積溫控及混凝土耐久性方案3.8 墩身施工輔助墩及過渡墩墩身為高聳建筑物，景觀效果顯著，為了提高混凝土的外觀質(zhì)量、加快施工進(jìn)度及方便操作，擬引進(jìn)國外公司生產(chǎn)的自動(dòng)液壓爬模系統(tǒng)進(jìn)行墩身施工，該系統(tǒng)具有以下一些主要特點(diǎn)：1）自動(dòng)液壓爬模系統(tǒng)為專業(yè)人員設(shè)計(jì)，采用標(biāo)準(zhǔn)化配置，能夠適應(yīng)各種工程的實(shí)際需要。2）木模

29、板體系自重小，采用車間組拼、現(xiàn)場安裝，利用爬架上設(shè)置的模板懸掛及縱、橫向調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行模板的閉合、調(diào)位及脫模，操作十分便捷、效率高。3）爬架采用整體液壓爬升，速度快，投入人力、物力少，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。4）爬模系統(tǒng)重復(fù)利用率高，能有效地降低工程成本。5）采用10.9級高強(qiáng)螺栓作為爬架附墻螺栓，安全性高。6）木模板板面平整、光潔，清理十分方便7）木模板收分具有較好的操作性，方便、快捷、板縫整齊美觀。8）爬架主體結(jié)構(gòu)均由桿件通過螺栓和銷軸連接，安裝、拆卸、運(yùn)輸都十分簡單快捷。3.9 混凝土耐久性大橋地處中緯地帶，屬北亞熱帶南部濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，雨水充沛，年平均相對濕度7980%，年平均雨日126

30、天，江水和地下水氯離子含量輕微，但在漲潮、碳化和氯離子引起鋼筋銹蝕為主，為提高大橋的耐久性，需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施保證大橋的使用壽命。我局武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院多年來不僅和橋梁施工密切結(jié)合而且緊密跟蹤國內(nèi)外土木工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，具有先進(jìn)的儀器設(shè)備和一大批科研人員，尤其是在混凝土耐久性和大體積混凝土溫度裂縫控制方面取得了許多成果。在大體積混凝土溫控防裂措施研究課題中，開發(fā)了“大體積混凝土施工期溫度場與應(yīng)力場計(jì)算程序包”并形成了一套完整的溫控防裂技術(shù)措施；在中港集團(tuán)2001年重點(diǎn)科技開發(fā)項(xiàng)目抗鹽污染高性能混凝土成套技術(shù)研究課題中，系統(tǒng)研究了摻加粉煤灰、礦渣、硅灰等混合材混凝土的抗氯離子侵蝕性能，

31、并利用Fick2定律計(jì)算了海工混凝土的使用壽命，研究結(jié)果經(jīng)交通部港航組專家評審，一致認(rèn)為達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平；2001年獲得了國家科技部的課題保證橋梁混凝土使用壽命100年技術(shù)措施，該課題中我們建立了全新的混凝土抗裂評價(jià)指標(biāo)（通過開裂溫度的高低評價(jià)混凝土抗裂性能），研究了混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)的測量方法，在國內(nèi)首次利用NT Build 492方法測定混凝土中的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，取得了良好的效果。因此我局完全有能力采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，確保蘇通大橋使用壽命達(dá)到100年120年。提高混凝土耐久性并保證其使用壽命的主要措施可分為兩方面，一方面在保證混凝土高性能、足夠強(qiáng)度的同時(shí)，使混凝土足夠密實(shí)，從而降低各

32、種侵蝕性介質(zhì)的滲透，避免或延緩鋼筋的銹蝕；另一方面是減少或避免混凝土的各種裂縫，尤其是早期熱裂縫，混凝土一旦開裂，其耐久性將大大降低?；炷聊途眯员ＷC措施具體見蘇通大橋混凝土耐久性保證措施。3.10 大型鋼結(jié)構(gòu)加工本工程大型鋼結(jié)構(gòu)量大，品種多，為確保加工質(zhì)量，減少其對主體結(jié)構(gòu)施工的影響，擬采取以下措施：（1）委托多家有資質(zhì)單位協(xié)助分塊、分片制作，在臨近水域加工廠拼裝成整體運(yùn)輸。（2）加強(qiáng)各單位協(xié)調(diào)管理，特別是進(jìn)度和質(zhì)量，成立鋼結(jié)構(gòu)加工管理部門；（3）簽定嚴(yán)格合同，加強(qiáng)合同過程中控制，選擇合格有能力、信譽(yù)好的公司制作。3.11 主墩鉆孔平臺在施工期間的防沖護(hù)底本河段處于彎曲河段，水深，流急，河床底質(zhì)起動(dòng)流速小，為確保施工平臺在施工期的穩(wěn)定性，擬采取以下措施：1）根據(jù)施工方案，我局委托南京水利科學(xué)研究院對不同施工階段進(jìn)行