[昆山]道路快速化改造工程施工新技術(shù)新工藝

1、 PAGE 22昆山市中環(huán)快速化改造工程工法、專利、發(fā)明等創(chuàng)新昆山中環(huán)項目是在既有G312國道、江浦路、S339省道、黃浦江路位置進(jìn)行快速化改造，高架和地面輔道均為雙向6車道，工程主線全長44.4km，BT項目投資額112.5億元。高架標(biāo)準(zhǔn)段寬25.5米，以中置式花瓶墩形式為主，結(jié)構(gòu)形式以30m跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁為主，在跨路口處布跨徑4060m，在主要跨航道等主要結(jié)點(diǎn)處跨徑6090m。地面輔道標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度50m，路基形式以老路改造加拼寬為主，拼寬路基結(jié)構(gòu)層為石灰土形式，路面結(jié)構(gòu)層為石灰土底基層+水泥穩(wěn)定碎石基層+上中下瀝青面層形式。項目施工的環(huán)境比常規(guī)工程復(fù)雜，除一般的交通影響外，施

2、工期間涉及的動拆遷、管線搬遷等工作量巨大，上跨或下穿河道、鐵路、高鐵、高速公路等節(jié)點(diǎn)眾多，每個節(jié)點(diǎn)的施工與管理的要求均需詳細(xì)策劃和管理。工程中涉及的施工工藝非常多，各施工工藝的技術(shù)難題集中體現(xiàn)在以下幾方面：（1）大體量鉆孔灌注樁施工工藝的選擇和控制，特別是針對砂性土層中成孔速度、孔壁穩(wěn)定性和泥漿指標(biāo)控制、沉渣厚度控制等；（2）大體量的高支排架施工質(zhì)量和安全控制；（3）大跨度鋼箱梁頂推施工的工藝選擇和施工控制，要在保證滬寧高速公路正常通行的情況下完成頂推施工，對施工周期、頂推安全、施工精度控制等要求極高。昆山市中環(huán)快速化改造工程針對在保證社會交通需求的條件下，跨越河道、鐵路、高速公路、城市主干道

3、等節(jié)點(diǎn)多，工程建設(shè)周邊環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)和難點(diǎn)，分析研究了國內(nèi)外先進(jìn)的施工工藝，對總承包管理方法、大跨度鋼箱梁智能化施工、墩柱無支架施工等技術(shù)進(jìn)行了研究，總結(jié)出一套比較系統(tǒng)的城市公路/市政工程施工管理與道路橋梁施工技術(shù)，并成功應(yīng)用于項目的建設(shè)，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。項目共申請專利14項，其中已授權(quán)專利2項，形成工法3項，新裝置1個，共計發(fā)表論文56篇，并形成了主要工序的教育培訓(xùn)和作業(yè)指導(dǎo)書等技術(shù)工藝資料、項目施工總承包管理大綱等一系列管理性文件。1.專利申請情況通過本科研專題研究的開展和工程建設(shè)實踐的總結(jié)，昆山中環(huán)項目共總結(jié)形成了16份專利申請文件，部分專利申請已成功授權(quán)，具體如下：申請?zhí)?01

4、310463560.6名稱一種用于一種用于橋梁支架預(yù)壓的高空注水堆載系統(tǒng)申請?zhí)?01420094322.2名稱一種防撞墻模板系統(tǒng)申請?zhí)?01420100618.0名稱用于防撞墻沉降縫施工的模板組件申請?zhí)?01420094311.4名稱一種施工臺車申請?zhí)?01410852675.9名稱超高現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱梁模板支撐體系底部加寬搭設(shè)申請?zhí)?01420868702.7名稱高架登高梯籠設(shè)計申請?zhí)?01420856545.8名稱橋面系防撞墻施工申請?zhí)?01310726901.4名稱用于高架現(xiàn)澆防撞墻的無托架無拉桿式鋼模板裝置申請?zhí)?01310727490.0名稱用于淺水水域高樁承臺施工的無填土鋼板樁圍堰

5、申請?zhí)?01410853874.1名稱一種泵吸反循環(huán)樁基施工裝置及方法申請?zhí)?01410851889.4名稱橋梁懸臂澆筑用的三角形無壓重形式掛籃裝置及安裝方法申請?zhí)?01410148391.1名稱大跨度橋箱梁結(jié)構(gòu)整體長距離頂推滑移施工工法申請?zhí)?01410148382.2名稱吊裝鎖具極其吊裝方法申請?zhí)?01410148089.6名稱用于大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的液壓支架裝置及其使用方法授權(quán)號ZL201320379798.6名稱一種對施工現(xiàn)場混凝土柱體進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)的保養(yǎng)裝置授權(quán)號ZL201320300720.0名稱鋼筋籠盤箍機(jī)2. 論文發(fā)表情況本項目建設(shè)期間，共計發(fā)表論文56篇，以下論文來源于建筑施工雜

6、志2015年第一期昆山中環(huán)專題（上）：總控計劃在特大型BT公路項目總承包中的應(yīng)用。大型公路工程施工技術(shù)總集成管理探索昆山市中環(huán)快速化改造工程項目的信息化管理實踐昆山中環(huán)快速化改造工程施工控制網(wǎng)的建立厚淤層軟基處理的施工技術(shù)研究超深取土坑軟基拋石擠淤處理實例分析昆山中環(huán)項目侵入行車道的承臺基坑回填方案優(yōu)化研究高等級河道中低埋承臺施工工藝選擇泵吸反循環(huán)成孔工藝在砂質(zhì)軟土地基中的應(yīng)用研究拋石河床中鉆孔樁成樁施工工藝淺析昆山地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁成樁工藝選擇及成樁質(zhì)量控制砂性土中大直徑超深鉆孔樁施工工藝大直徑超深鉆孔灌注樁關(guān)鍵施工技術(shù)石灰土路基填筑施工及質(zhì)量控制如何提高冬季灰土路基施工質(zhì)量軟土地基上公路

7、路基拓寬施工質(zhì)量控制2. 高空注水堆載施工工法目前，隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的迅速發(fā)展，建筑施工方法的不斷更新，新型材料的大量使用，各種跨徑橋梁橫空出世，其中不乏大量的現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。不同地質(zhì)情況下的現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工，其沉降量是不同的。因此現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工前，不同的地質(zhì)條件，必須選擇有代表性的標(biāo)準(zhǔn)段進(jìn)行支架預(yù)壓，通過連續(xù)的沉降觀測，待沉降穩(wěn)定后，得出沉降數(shù)據(jù)，為后續(xù)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的施工提供真實、可靠的數(shù)據(jù)。目前行業(yè)中進(jìn)行支架預(yù)壓大多數(shù)采用混凝土塊、配重塊等材料進(jìn)行預(yù)壓。由于現(xiàn)澆連續(xù)箱梁配重較大，所需要的材料較多，因此實施起來耗費(fèi)大量人工、機(jī)械設(shè)備，況且這些材料很難獲得。通過相關(guān)的工程實踐，采用一種可靠的、安

8、全的高空注水堆載系統(tǒng)不失為一個合理的選擇。目前，行業(yè)中高空注水堆載系統(tǒng)幾乎沒有，本系統(tǒng)是采用大塊防水布，利用輔助沙袋和支架體系，建造出一個大型的“空中游泳池”。本工法應(yīng)用于昆山市中環(huán)快速化改造工程S-標(biāo)段第18聯(lián)現(xiàn)澆箱梁首件工程。工法特點(diǎn)1）模板支架搭設(shè)方面：碗口支架搭設(shè)按照箱梁支架模板安全專項方案搭設(shè)的完成的同時，需要考慮到高空堆水的特殊工況條件，因為水是液態(tài)，水的流動性要比混凝土大的多，因此要對側(cè)向支撐采取加固措施。2）輔助砂袋利用方面：由于現(xiàn)澆箱梁的特殊形狀，在高空利用鋼管扣件及聚酯纖維擋水布建造一個大型的游泳池堆水，不能完全真實的達(dá)到實際效果，因為水始終保持在同一平面，故需要利用輔助砂

9、袋，對局部荷載比較大或者比較小的部位進(jìn)行輔助加載，例如：翼緣板、中橫梁和端橫梁部位。3）聚酯纖維擋水布鋪設(shè)方面：整個高空水堆載主要靠聚酯纖維擋水布起到擋水作用，盡管這種聚酯纖維擋水布材料的拉伸性能很好，防水性能也很強(qiáng)，但仍需要對支架模板搭設(shè)完成后，對模板表面進(jìn)行清掃和檢查，避免尖狀拐角對水布造成破順，盡管即使有破順可以采取迅速補(bǔ)漏措施。適用范圍本工法為一種適用于橋梁支架預(yù)壓的高空注水堆載系統(tǒng)，可普遍適用于高架橋、大橋等箱梁排架施工作業(yè)。工藝原理整個原理很簡單，就是在支架上面搭設(shè)一個大型的盛水系統(tǒng)，由于現(xiàn)澆箱梁翼緣板處、橫梁處的特殊重力分布情況，利用輔助砂袋配重，達(dá)到預(yù)壓效果，同時這些砂袋為這個

10、大型的、露天的盛水系統(tǒng)起到了側(cè)向支撐措施。然后在模板和砂袋上面鋪設(shè)防水布，最后向該盛水系統(tǒng)注入就近的河水，注入到計算的高度。材料：聚酯纖維擋水布、砂袋、繩徑16mm鋼絲繩、棧板、鋼管扣件等。設(shè)備：汽車吊、液壓叉車、水泵、挖掘機(jī)等。施工工藝流程及操作要點(diǎn)1）施工工藝流程：施工安全警示現(xiàn)場清理排架加固沉降觀測點(diǎn)設(shè)置擋水布和砂袋放置蓄水配載沉降觀測沉降穩(wěn)定后排水卸載。2）操作要點(diǎn)施工安全警示：在排架四周外側(cè)4米區(qū)域拉彩色旗做警戒線，非作業(yè)人員嚴(yán)禁任意出入。在施工現(xiàn)場四周懸掛安全警示文字標(biāo)牌。 警戒線設(shè)置 安全警示牌現(xiàn)場清理：底板模板施工完畢后必須清理干凈，防止硬物刺傷防水布。使用掃帚將預(yù)壓底模上的雜

11、物清掃干凈、對于不能清理的構(gòu)件使用軟布包裹，在外面加上隔離墊層，如預(yù)壓面由過多的突出錐點(diǎn)，可使用竹膠板隔離；模板拼接口有洞或者縫隙要使用事先準(zhǔn)備的沙袋或軟布塞嚴(yán)實。 模板清理 防水布鋪設(shè)前的棱角保護(hù)排架加固：在翼緣板底部采用6米的鋼管扣件1.8米進(jìn)行水平加固，采用斜撐將荷載傳遞到排架底，在堆水區(qū)域的上下采用16mm鋼絲繩1.8米縱橫向拉結(jié)從而將碗口支架綁成一個整體。整個排架外緣一跨900*600區(qū)域搭高一步（1200mm），在在端橫梁處砂袋外側(cè)采用竹夾固定在抬高的區(qū)域，以分布荷載。 橫向上下2層鋼絲繩對拉加固措施 縱向兩端斜撐加固沉降觀測點(diǎn)設(shè)置：在每一跨箱梁的兩端端橫梁、跨中、1/4跨位置的支

12、架頂部，共5個斷面，每個斷面上下各設(shè)置9個沉降觀測點(diǎn)，共270個觀測點(diǎn)。沉降觀測點(diǎn)采用紅油漆在鋼管上標(biāo)示。沉降觀測采用水平儀進(jìn)行觀測。下點(diǎn)位的沉降值代表地基沉降值，上點(diǎn)位與下點(diǎn)位之差反映排架非彈性變形值。擋水布和砂袋放置：擋水布滿布與模板之上，由箱梁底板低端向高端依次放置，并做好固定工作。翼緣板、端橫梁處翻高于翼緣板砂袋外側(cè)，用鋼絲繩與抬高的腳手桿箱梁；中橫梁處砂袋在擋水布之上。砂袋的吊裝采用棧板吊，將灌好的砂袋放置在棧板上進(jìn)行吊裝，吊點(diǎn)位于東西的端部，水平駁運(yùn)采用2噸的手控液壓鏟車進(jìn)行。 擋水布鋪設(shè)完成 砂袋灌砂蓄水配載：量具安裝與水源連接，在水管上安裝水表，仔細(xì)登記起始碼，以便計算噸位；將

13、水泵、分水閥、分水表、水袋用水管連接起來，水泵至于河中，以方便抽水。將事先準(zhǔn)備好的標(biāo)桿垂直固定在底板上。水位控制標(biāo)尺考慮6臺泵進(jìn)行抽水并蓄水，在每跨最低點(diǎn)位置下方的南側(cè)，開挖3米寬見方2米深的蓄水池，從河中抽水入蓄水池再從蓄水池中抽水入高空的蓄水區(qū)域?，F(xiàn)蓄水50cm，靜水觀察1h；在蓄水50cm，靜水觀察1h；最后直接蓄水至水位線2.2m。（注水流量：60立方米每小時）沉降觀測：每天觀測一次；如2天之間的沉降小于1mm，則加密觀測一次，作為判斷是否卸載的依據(jù)。沉降穩(wěn)定后排水卸載： 滿足設(shè)計條件后，用水泵直接將水抽出，直接排回就近河流內(nèi)。質(zhì)量控制質(zhì)量控制要點(diǎn)包括：試壓前認(rèn)真按設(shè)計圖紙及標(biāo)準(zhǔn)驗收支

14、架。認(rèn)真檢查水袋是否有刮破和疑似漏水處，發(fā)現(xiàn)問題用即時修補(bǔ)。水袋高度是否達(dá)到標(biāo)高要求，水袋上口懸掛是否過緊，在保障高度的情況下適當(dāng)?shù)姆潘?，防止水袋拉裂。測量點(diǎn)的標(biāo)記必須牢固不滑移。做好支架和水面的位置測量。均勻加載。安全措施進(jìn)入現(xiàn)場的人員必須按要求佩戴安全用品?，F(xiàn)場統(tǒng)一指揮信號，分工負(fù)責(zé)。預(yù)壓所用機(jī)械專人負(fù)責(zé)。加載時遵循從中間向周邊進(jìn)行原則，嚴(yán)禁偏壓加載造成失穩(wěn)。在預(yù)壓過程中，要求詳細(xì)對預(yù)壓結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時停止加載，及時分析，采取相應(yīng)措施。如果實測值與理論值相差太大應(yīng)分析原因后再確定下一步方案。環(huán)保措施施工期間應(yīng)控制機(jī)械噪聲，合理安排施工時間，以減少對周邊環(huán)境的影響。夜間施工的

15、照明，應(yīng)注意對周邊光污染的防護(hù)措施，燈光應(yīng)向場內(nèi)照射，以減少對周邊環(huán)境的影響。嚴(yán)格執(zhí)行國家、地方政府及建設(shè)單位有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定，建立健全環(huán)保措施，貫徹環(huán)保本著“三同時”原則與工程主體同步實施的總原則，確保工程所處環(huán)境不受污染和破壞。效益及優(yōu)勢分析高空注水堆載的水資源一般采用就近河流水，可以循環(huán)利用。高空注水堆載使用的聚酯纖維擋水布以及鋼絲繩為攤銷性周轉(zhuǎn)材料。單次使用費(fèi)用很低。高空注水堆載其堆載比較均勻，效果比較理想，避免了其他固體配重堆載時，因工人吊裝放置集中，形成局部荷載過大，造成支架體系坍塌高空注水堆載使用的聚酯纖維擋水布以及鋼絲繩運(yùn)輸便捷、操作方便，是橋梁等堆載預(yù)壓的理想選擇。本高空注水堆載系統(tǒng)預(yù)壓效果比較理想，可以推廣使用應(yīng)用情況本工法應(yīng)用于昆山市中環(huán)快速化改造工程S-標(biāo)段第18聯(lián)現(xiàn)澆箱梁首件工程施工中。工程位于蘇州市昆山市G312國道上，結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，第18聯(lián)為標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)，整個箱梁底板離排架支撐底在7.37.6米高度區(qū)間內(nèi)，翼緣板處局部抬高1.6米。整個箱梁寬度為25.5米，長度為90米，為三跨一聯(lián)。下部墩柱為MD50MD53。箱梁梁高1.8米，底板跨中0.22米，兩側(cè)5米范圍漸變加厚至0.5米；腹板寬度度為0.45米，兩側(cè)至橫