通呂運(yùn)河特大橋施工工藝及施工方案分析

崔建榮，鮑金晶

(南通華榮建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇 南通 226005)

0 引 言

目前，公路橋梁建設(shè)已然成為我國公路建設(shè)的重要組成部分。其建設(shè)質(zhì)量與人們的出行安全息息相關(guān)，因此公路橋梁施工安全問題也受到了社會的廣泛關(guān)注。公路橋梁的施工安全，離不開行之有效的施工組織設(shè)計和科學(xué)的施工過程管理[1，2]。在公路橋梁建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)格地管理，從而提升公路橋梁的施工質(zhì)量和安全度。

1 工程概況

1.1 通呂運(yùn)河大橋工程簡介

通呂運(yùn)河大橋建設(shè)在江蘇省“五縱九橫五聯(lián)”高速公路規(guī)劃—海安至啟東高速公路施工路段內(nèi)，主要目的是協(xié)同該路段內(nèi)其他路基工程和橋梁工程，有力強(qiáng)化國家高速公路網(wǎng)在長三角的主要骨架功能和作用。通呂運(yùn)河特大橋為(53+87+49)m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土橋連續(xù)梁橋，主跨跨越航道；跨S335處采用28 m跨徑雙幅現(xiàn)澆單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土梁，斜跨通過，中分帶設(shè)墩；其余引橋采用25 m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，橋梁全長903.4 m，跨徑為(50+80+50)m，其余橋跨上部結(jié)構(gòu)型式為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁。主墩采用實體橋墩，群樁基礎(chǔ)；過渡墩采用樁柱式橋墩。主墩基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁施工工藝，兩側(cè)主墩位于現(xiàn)狀河道以外。引橋下部結(jié)構(gòu)為樁柱式橋墩、肋板式橋臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁基按摩擦樁設(shè)計，樁基持力層為粉砂層。

1.2 工程地質(zhì)與水文氣象

該橋建設(shè)地段屬于長江三角洲沖積平原區(qū)，地勢平坦開闊，地層地貌較為簡單，高程一般在1.5～2.4 m，地表溝渠縱橫，水系發(fā)育，水網(wǎng)密布，水利化程度較高，受洪水危害較小，水文地質(zhì)條件合適。該項目建設(shè)區(qū)域?qū)儆诒眮啛釒駶櫄夂騾^(qū)，氣候溫和，四季分明，雨水充沛，日照充足，“梅雨”、“臺風(fēng)”等地區(qū)性氣候明顯。

據(jù)初勘水質(zhì)分析資料，該區(qū)域內(nèi)地表水為堿性水，屬淡水，侵蝕性CO2含量較低。豐富的地表水和地下水可滿足混凝土用水要求。施工過程中，在拌合站、預(yù)制場等混凝土拌和及養(yǎng)生用水較為集中的地方通過埋設(shè)管道連接地方供水系統(tǒng)作為備用水源，可大大降低引流成本。

1.3 工程特點及施工關(guān)鍵點

通呂特大橋主橋采用懸臂澆筑施工，懸澆跨越S335(一級)、通呂運(yùn)河(規(guī)劃III級)，終點與海安至啟東高速公路施工標(biāo)段起點銜接(樁號K97+750.000)，而呂北公路交通流量大，安全隱患較大，交通組織疏導(dǎo)工程量大，在施工過程中應(yīng)多加注意。該橋樁基為摩擦樁，平均樁長52 m，分布有部分砂性土層，防止發(fā)生塌孔及孔底沉渣處理是樁基施工的兩個關(guān)鍵點。按照“梁板分類集中預(yù)制”的原則，東線段中有3個標(biāo)段的所有空心板梁將在設(shè)置于本路段內(nèi)的合建預(yù)制場集中預(yù)制。預(yù)制箱梁共999片，工程量大，進(jìn)度和質(zhì)量管理難度大。

2 施工準(zhǔn)備工作

2.1 駐地項目部設(shè)置

項目部駐地和工地試驗室的選址結(jié)合現(xiàn)場實際情況擬自行建設(shè)，滿足《江蘇省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)指南(工地建設(shè))》的要求。項目部設(shè)置了生活區(qū)、辦公區(qū)和會議室、活動室、籃球場、羽毛球場、車庫、浴室等設(shè)施。項目駐地的雨水直接排入新三和港河內(nèi)，生活污水采用三級沉淀后再經(jīng)污水處理設(shè)備進(jìn)行處理。所有生活污水嚴(yán)禁直接排入農(nóng)田或河道內(nèi)。消防設(shè)備按防火級別及面積設(shè)計配置。工地試驗室設(shè)置在項目部院內(nèi)，用水用電統(tǒng)一由項目部接入。

2.2 預(yù)制場設(shè)置

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及節(jié)約化原則，預(yù)制場選在K109+220～K109+315呂四服務(wù)區(qū)內(nèi)。按照集約化原則，箱梁采取集中預(yù)制的形式，集中預(yù)制HQ-HM1、HQ-HM2及本標(biāo)段的箱梁共計999片(25 m箱梁991片、22 m箱梁8片)。板梁預(yù)制期間，派專人各種原材料、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量進(jìn)行全過程管理，并加強(qiáng)對板梁出廠前強(qiáng)度、幾何尺寸等的檢查驗收工作。

2.3 拌合站和鋼筋加工廠設(shè)置

拌合站設(shè)置在K113+063～K113+170右側(cè)200 m，場內(nèi)設(shè)置2臺75型拌合樓，每小時攪拌量75方，能夠滿足現(xiàn)場施工高峰時期樁基、箱梁、墩臺蓋梁施工需求。利用相關(guān)傳感設(shè)備，對水泥混凝土拌合站關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實時采集、傳輸、分析、預(yù)警、評價，以達(dá)到智能管控效果。清洗罐車、混凝土攪拌機(jī)水采用四級沉淀，水池設(shè)置抽水泵將第四級沉淀池內(nèi)的水抽入罐車作為清洗水，達(dá)到循環(huán)利用、節(jié)約用水的目的。為了減小運(yùn)輸成本及方便施工，全線設(shè)置2處鋼筋加工場，分別在預(yù)制場內(nèi)和拌合站附近。

2.4 施工便道、便橋設(shè)置

便道結(jié)構(gòu)為2 cm瀝青表面處治+15 cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層+30 cm厚磚渣+50 cm厚5%石灰土，便道橫坡為2%。施工期間由專人負(fù)責(zé)便道的日常檢查和養(yǎng)護(hù)，配備2臺灑水車灑水。便道路口設(shè)置限速標(biāo)志，于建筑物、道路轉(zhuǎn)角、視線不良地段設(shè)置明示標(biāo)志，跨越(臨近)道路施工設(shè)置警告標(biāo)志，道路危險段設(shè)置防護(hù)及警告標(biāo)志。便橋橋頭設(shè)置限高、限載、限速標(biāo)志，橋面設(shè)欄桿防護(hù)，在適當(dāng)位置設(shè)置醒目的警示反光標(biāo)志。

2.5 取土場、棄土場設(shè)置

本著節(jié)約資源、少占耕地的原則，本路段取消了原設(shè)置的取土場，采用外購?fù)?。棄土場計劃選在服務(wù)區(qū)和互通區(qū)內(nèi)，棄土場主要存放清表土和溝塘清淤土，該部分棄土可用于后期的復(fù)耕。

2.6 前期準(zhǔn)備

在大橋施工前期要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，如技術(shù)準(zhǔn)備、勞動組織準(zhǔn)備、勞資準(zhǔn)備、施工機(jī)械準(zhǔn)備、施工現(xiàn)場準(zhǔn)備、財務(wù)資金準(zhǔn)備等，以保證后期施工的有效開展。

3 施工工藝及方案分析

在相關(guān)準(zhǔn)備工作完成后，首要工作是主橋樁基施工，接著是引橋樁基施工，然后是橋梁下部結(jié)構(gòu)施工，最后是橋面系及附屬工程施工。橋梁上部結(jié)構(gòu)施工分為板梁安裝、箱梁架設(shè)、懸澆及現(xiàn)澆施工。板梁安裝按照下部結(jié)構(gòu)完成時間進(jìn)行安排，箱梁安裝順序為通呂線特大橋西側(cè)引橋→通呂線特大橋東側(cè)引橋。通呂線特大橋主橋采用雙幅同步施工。

3.1 施工控制測量方案

施工放樣前應(yīng)仔細(xì)閱讀設(shè)計圖紙，核算放樣點坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及標(biāo)注尺寸，記錄好核算結(jié)果，準(zhǔn)備好儀器和工具(儀器必須在有效的檢定周期內(nèi))方可用其放樣。在主體結(jié)構(gòu)施工的測量放線中，應(yīng)遵循二次放樣、三線定位、內(nèi)外結(jié)合、主次分明、步步校核的原則。

3.2 試驗檢測方案

試驗檢測工作是本工程項目質(zhì)量保證體系的重要組成部分，是施工生產(chǎn)中對工程質(zhì)量預(yù)控及驗證結(jié)果的必要技術(shù)手段。其基本任務(wù)是：通過試驗科學(xué)地鑒定原材料、成品、半成品和結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量；通過試驗設(shè)計經(jīng)濟(jì)可靠的成分配合比；通過試驗確定適宜的施工工藝；在保證質(zhì)量的原則下節(jié)約原材料、降低成本、加快工程進(jìn)度，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

3.3 鉆孔灌注樁施工工藝及方案

根據(jù)墩位處的實際環(huán)境和地質(zhì)條件以及基礎(chǔ)設(shè)計的具體形式，為保證工程質(zhì)量、加快工程進(jìn)度，確?；A(chǔ)順利完成，本標(biāo)段樁基采用回旋鉆進(jìn)行施工，部分樁基擬試用旋挖鉆施工。具體施工工藝如下。

(1)泥漿的制配和循環(huán)系統(tǒng)。鉆孔施工開始前于泥漿池內(nèi)按比例注水，投入黏土，選擇黏土要求水化快，造漿能力強(qiáng)、粘度大，必要時加入添加劑并調(diào)整泥漿指標(biāo)符合要求。制定完善的操作工藝，嚴(yán)格按操作工藝施工。泥漿池外圍設(shè)置防護(hù)欄桿，并設(shè)置警示標(biāo)志。

(2)鉆機(jī)安裝、調(diào)試。鉆機(jī)安裝之前，根據(jù)樁位坐標(biāo)測量放出樁孔位置，用線繩拉出樁位中心，鋪設(shè)好方木，通過汽車吊吊裝鉆機(jī)，整體安裝就位。鉆機(jī)就位時，測量檢查其平面位置、轉(zhuǎn)盤中心位置以及平整度；保證鉆機(jī)頂部的中心、轉(zhuǎn)盤中心、樁孔中心基本在同一鉛垂線上。

(3)鉆進(jìn)成孔、清孔。樁基成孔采用正循環(huán)鉆孔方式。終孔后及時進(jìn)行清孔。清孔時將鉆具提離孔底約15 cm左右，緩慢旋轉(zhuǎn)鉆具，將孔底鉆渣清除干凈，同時調(diào)整泥漿的技術(shù)指標(biāo)。在鋼筋籠和導(dǎo)管安裝好、混凝土澆注之前，進(jìn)行孔底沉渣厚度測量，若沉渣厚度超出設(shè)計規(guī)定值，要進(jìn)行二次清孔。

(4)鋼筋籠加工

鋼筋籠加工制作時分加密區(qū)、非加密區(qū)和骨架籠。鋼筋籠內(nèi)部每2 m設(shè)置一道加勁箍。為確保鋼筋籠保護(hù)層，鋼筋骨架上事先牢固設(shè)置高強(qiáng)混凝土墊塊，每隔2 m，沿圓周等間距綁扎4塊。

(5)鋼筋籠下放

導(dǎo)管采用無縫鋼管制成，快速螺紋接頭，導(dǎo)管接頭處設(shè)2道密封圈，保證接頭的密封性。導(dǎo)管安裝前要檢查其內(nèi)壁光滑度，并編號記錄。導(dǎo)管應(yīng)放在孔中心，導(dǎo)管下放工作應(yīng)盡量縮短時間，減少孔底沉淀。

(6)二次清孔

在鋼筋籠下放就位、導(dǎo)管安裝完成后，再次進(jìn)行孔底沉渣厚度的測量，若沉渣厚度不滿足要求，則進(jìn)行二次清孔。直到孔底沉渣厚度滿足要求，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收后，再進(jìn)行混凝土的灌注。

(7)混凝土灌注

混凝土封底灌注采用隔水球、拔塞法施工。混凝土車到達(dá)現(xiàn)場后，兩車混凝土同時到場后才允許進(jìn)行首批混凝土灌注。通過操控卸料的快慢，保證料斗內(nèi)在初灌時始終存有適量混凝土。首批混凝土灌注成功后，隨即轉(zhuǎn)入正常灌注階段。當(dāng)混凝土灌注臨近結(jié)束時，再一次核對混凝土的灌入方量，以確定所測混凝土的高度是否準(zhǔn)確，當(dāng)確定混凝土的頂面標(biāo)高到位后，停止灌注，及時拆除灌注導(dǎo)管。灌注完成時，混凝土面應(yīng)高于設(shè)計樁頂標(biāo)高0.5～1 m，以保證樁頭混凝土質(zhì)量。

3.4 主橋上部結(jié)構(gòu)施工

(1)安裝施工支架，安裝主墩處永久支座；安裝臨時固結(jié)的支座墊塊，然后在支架上澆筑墩頂現(xiàn)澆梁段0#塊；張拉0#塊預(yù)應(yīng)力鋼束，先縱向后橫向再豎向。

(2)安裝掛籃和進(jìn)行懸臂澆筑施工所必需的施工機(jī)具，每個掛籃自重按60 t控制。

(3)澆筑1#塊、養(yǎng)護(hù)、張拉對應(yīng)鋼束；一個塊件的施工周期按10 d控制(其中移動掛籃為1 d，綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)需7～8 d，張拉預(yù)應(yīng)力鋼束1 d)。

(4)移動掛籃，澆筑下一梁段、養(yǎng)護(hù)、張拉；重復(fù)以上施工順序，逐段施工梁段；搭設(shè)邊跨側(cè)現(xiàn)澆施工支架，澆筑邊跨側(cè)現(xiàn)澆段及養(yǎng)護(hù)。

(5)拆除懸澆掛籃，邊跨和中跨同時安裝同等重量的合攏段吊架，在邊跨和中跨懸臂端同時施加合攏段自重一半的壓重，調(diào)整箱梁姿態(tài)，安裝邊跨合攏段的勁型骨架，在一天中溫度穩(wěn)定且較低時鎖定勁性骨架。吊架自重按30 t控制。

(6)邊跨合攏段澆筑、養(yǎng)護(hù)、張拉對應(yīng)預(yù)應(yīng)力鋼束，澆筑過程中邊澆筑邊減輕壓重，拆除吊架，準(zhǔn)備中跨合攏。

(7)拆除支架；解除主墩處的臨時固結(jié)，并采取縱向限位措施，限制主梁的縱向移動；調(diào)整箱梁姿態(tài)，安裝中跨合攏段勁性骨架，在一天中溫度穩(wěn)定且較低時鎖定勁性骨架；澆筑中跨合攏段(澆筑過程中，邊澆筑混凝土邊減輕壓重)、養(yǎng)護(hù)、張拉；應(yīng)遵循先底板后頂板束，先長束后短束的原則，同類型鋼束應(yīng)兩側(cè)對稱張拉；拆除中跨吊架和勁性骨架。

(8)體系轉(zhuǎn)換，施工橋面系。

4 結(jié)束語

通呂特大橋主橋是海啟高速公路標(biāo)段橋梁工作的重點，應(yīng)該特別重視其施工交叉作業(yè)和交通組織疏導(dǎo)工作，以及樁基工程中的防塌孔及孔底沉渣處理工作。橋梁施工過程中，需要合理安排施工計劃，進(jìn)行有效施工過程管理控制。在該橋梁施工過程中，嚴(yán)格按照科學(xué)的施工方法和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)施工，必須加強(qiáng)對每一環(huán)節(jié)的控制與監(jiān)管。從標(biāo)準(zhǔn)化場站建設(shè)到實體施工，爭取將工程項目建設(shè)成最高水平的品質(zhì)示范工程。