鐵路特大橋工程下部結構施工方案本橋下部結構為樁基礎、圓端型實體墩、空心墩、矩形橋臺。最大墩高約38.85m；基礎均采用鉆孔樁基礎，樁徑為Φ1.0m、Φ1.25m、Φ1.5m、Φ2.0m。陸上樁基礎采用常規方法鉆孔成樁施工。陸地橋梁下部結構施工詳見“本章2.2.橋涵工程”中的相關內容。6#墩～16#墩位于常山港中，屬Ⅵ級航道，橋墩、承臺及樁基施工難度較大。深水中墩采用棧橋+鉆孔平臺方案組織施工，選用沖擊鉆機成孔,承臺采用鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰施工。施工棧橋施工棧橋分別由河兩岸引出，按有關要求布設。棧橋承載力應滿足履帶吊在橋面行走及起重和8m3混凝土罐車錯車要求。棧橋的平面位置不得妨礙鉆孔樁施工及承臺施工，能夠滿足整個施工期間的要求。棧橋結構見圖2-3.1-4。圖2.3.1-4棧橋結構圖施工時，在棧橋前端安裝導向架，起吊鋼管樁，順導向架插入河中，在樁頂安裝振動打樁機，錘打下沉鋼管樁，直到入土深度和貫入度達到設計要求。安裝樁間聯結系和樁頂桿件，懸拼棧橋主梁。棧橋用萬能桿件拼成，每樁位處有單排兩根直徑Φ60厘米，δ=10毫米的鋼管樁，上設分配梁，橫向設聯結系聯結，棧橋頂面設運輸通道，棧橋從兩端向中間施工。鉆孔平臺搭設鉆孔平臺主要由支撐鋼管樁、鋼管平聯、斜撐、上下分配梁、次梁、木跳板組成，鉆孔平臺由Φ800mm、10mm厚支撐鋼管樁支撐，采用Φ600mm、8mm厚鋼管作平聯，以提高平臺整體穩定，增加鋼護筒下沉時導向長度；鉆孔平臺采用主、次梁結構，從下至上依次為下層分配梁I56a、上層分配梁I32a、I12.6次梁。在次梁上鋪設木跳板。為確保施工人員安全，在平臺四周設置安全防護欄桿，欄桿高1.2m，采用Φ48mm鋼管焊接而成。平臺上布置鉆機、泥漿泵、配電柜及小型材料、設備堆放處等。鋼管樁在鋼結構加工場制作，用汽車運至施工現場。采用WD-50吊機配DZ-90振動錘下沉鋼管樁，用兩臺經緯儀前方交會，控制鋼管樁偏位及垂直度，采用一臺精密水準儀控制標高，沉樁以標高控制。鋼管樁下沉到位后，割去樁頭，焊接樁帽，利用WD-50吊機吊安下分配梁、上分配梁、次梁就位、焊接固定，鋪設木跳板形成鉆孔平臺。鋼護筒施工鋼護筒制作、運輸：鋼護筒采用16mm厚Q235b鋼板卷制而成，在其頂、底口增設1m長、16mm厚的加強箍。鋼護筒在鋼結構加工廠加工，汽車運至施工現場。導向架結構：導向架設計為點接觸式導向架。上層導向架設加強支架，支架與平臺間采用螺栓連接，導向架頂、底角部四個方向各設1個10t手拉葫蘆，確保架體穩定。下導向架與鉆孔平臺平聯之間采用型鋼固定。上、下導向架之間用螺栓連接，以便于裝拆。護筒下沉前測量放出導向架的平面位置，然后導向架就位，調整導向架的垂直度。導向架上口用10t手拉葫蘆與平臺成30°在四個方向固定。導向架結構見圖2-3.1-5。圖2.3.1-5導向架結構圖鋼護筒下沉：鋼護筒利用汽車吊配合接長，導向振動下沉。施工前先根據導向架高度、河床標高計算確定首節鋼護筒長度，首節長度必須使鋼護筒第一次下沉后有足夠的嵌固深度，同時方便護筒對接，再將首節鋼護筒在現場對接成型后，整體吊裝進入導向架內，上好鎖口拉桿，護筒緩慢下滑，直至入泥穩定。安放振動錘，測量護筒垂直度，進行點振，再測量觀察護筒垂直度和平面位置，滿足要求后，施振至導向架頂口上1m的位置。安裝下節護筒，對接后進行第二次施振，依此類推直至護筒下沉到位，然后從設計標高處割除多余的鋼護筒后，進行鉆孔樁施工，鉆孔樁施工方法詳見“2.2.6.2鉆孔樁”相關部分。草袋圍堰水深在2m以內、流速在1.5m/s以內，河床滲透性較小時，采用草袋圍堰。圍堰截面大小根據水深、流速等計算后確定，注意坡角與基坑上邊緣距離，根據河床土質及坡度而定，最近不得小于2～3m如環境許可應盡量遠離基坑。⑴圍堰砌筑用亞粘土或粘土裝袋，袋裝土量一般為2/3，袋口用麻線或鐵絲縫合。堆碼在水中的草袋，上下層和內外層應互相錯縫，堆碼密實整齊。如在水位低時，則在水上之草袋應碼一層加一薄層土，隨碼隨用腳踏實草袋。⑵抽水圍堰堆碼完成后，用抽水機抽干圍堰內的水。施工期間圍堰內挖積水坑，隨時將水抽干。為防止發生管涌或流土現象，在堰外側坡腳向上加設防水的彩條布或薄膜。抽水作業完成后，即可開挖至設計標高，澆注混凝土硬化墊層，鑿樁后進行承臺施工。承臺施工方法參見“2.2.6.3.承臺”相關內容。鋼板樁圍堰水深在2m～5m的承臺采用鋼板樁圍堰，圍堰外形尺寸是根據承臺的水平幾何尺寸，各邊再加上不小于0.5的操作寬度，高度依據水深，并考慮大于0.5ｍ的超高和入土深度不小于0.5ｍ來確定其幾何尺寸。對鋼板樁圍堰所采用的鋼板樁要根據地質資料情況、水深、流速等受力情況，結合鋼板樁的特性、以及作業條件決定選用鋼板樁的類型，通過計算確定其長度。并進行圍堰的加固計算。鋼板樁圍堰施工工藝流程見圖2-3.1-6。鉆孔完畢、拆除施工平臺鉆孔完畢、拆除施工平臺圍堰內吸泥、清底水下混凝土封底圍堰內抽水、堵漏切割鋼護筒樁頭、基坑鑿毛處理樁基檢測承臺施工樁基質量評定抽水設備檢修壓風機、風管路立模、綁扎鋼筋（埋設冷卻管）鋼筋制作安裝導向架、插打鋼板樁安裝內支撐拔除鋼板樁倒用至下一個墩 圖2-3.1-6鋼板樁圍堰施工工藝流程圖⑴施工準備①鋼板樁運到工地后均進行詳細檢查、丈量、分類、編號及登記。②鎖口檢查：用一塊長1.5m～2.0m符合類型、規格的鋼板樁作標準，將所有同類型的鋼板樁做鎖口檢查。檢查是用絞車或卷揚機拉動標準鋼板樁平車，從樁頭至樁尾進行。③鋼板樁長度不夠時，用同類型鋼板樁等強度焊接接長，焊接時先對焊或將接口補焊合縫，再焊加固板，相鄰板樁接長縫應注意錯開。④鋼板樁采用組樁插打，每隔4～5m加一道夾板，夾板在板樁起吊前夾好，插打時逐付拆除，周轉使用。組樁的鎖口內均涂以黃油混合物油膏，以減少插打時的摩阻力并加強防滲性能。⑤拼制角樁時，將一塊鋼板樁縱向割開后，中間用角鋼或鋼板彎制焊接、鉚接或螺栓連接成角樁。⑵導框制作及安裝鋼板樁圍堰需用方木或型鋼作為內導梁、導框制成圍籠。內外導梁間距比鋼板樁有效厚度大8cm～10cm，以利鋼板樁的插打。矩形圍籠導梁按設計尺寸直接下料，導梁接頭均安排在橫撐支點處，接頭用夾板螺栓連接。鋼板樁打樁見圖2-3.1-7。圖2-3.1-7鋼板樁打樁示意圖安裝導框前，先進行測量定位。導框安裝時先打定位樁或作臨時施工平臺。導框在工廠或現場分段制作，在平臺上組裝，固定在定位樁上。如果不設定位樁，可直接懸掛在浮臺上，待插打入少量鋼板樁后，逐漸將導框固定到鋼板樁上。⑶插打與合龍①打樁選用較輕型樁架，一般錘重宜大于樁重，錘擊能量要適當。一般選用震動打樁機打鋼板樁。經過整修或焊接后的鋼板樁，要用同類型的鋼板樁進行鎖口試驗、檢查。②在施打鋼板樁圍堰前，在圍堰上下游一定距離及兩岸陸地設置經緯儀觀測點，用以控制圍堰長、短邊方向的鋼板樁的施打定位。③鋼板樁采用逐塊(組)插打到底或全圍堰先插合龍后，再逐塊(組)打入，矩形圍堰先插上游邊，在下游合龍。插打順序見圖2-3.1-8。圖2-3.1-8矩形鋼板樁圍堰結構平面圖及插打順序圖④插打鋼板樁時從第一塊(組)就要保持平整，幾塊插好打穩后即與導框固定，然后繼續插打，為了使打樁正常進行，設一臺吊機來擔負吊樁工作。鋼板樁起吊后須以人力扶持插入前一塊的鎖口內，動作要緩慢，防止損壞鎖口，插入以后可稍松吊繩，使樁憑自重滑入，或用錘重下壓，比較困難時，也可以用滑車組強迫插樁，待插入一定深度并站立穩定后，方可加以錘擊。⑤鋼板樁打樁前進方向的鎖口下端用木栓塞住，防止泥砂進入鎖口內，影響以后插打。凡帶有接頭的鋼板樁應與無接頭的樁錯開使用，不得已時其接頭水平位置至少應上下錯開2m以上。⑥為保證鋼板樁插打正直順利合龍，需隨時糾正歪斜，歪斜過甚不能用拉擠辦法整直者要拔起重打，糾正無效時,用特制楔形樁合龍。⑦鋼板樁組樁插打時，組樁的嵌縫用油灰及舊棉絮以鈍鑿嵌塞。組樁外側鎖口均在插打前涂以黃油或混合油膏(黃油∶瀝青∶干鋸末∶干粘土=2∶2∶2∶1)，以減少插打時的摩阻力，并加強防滲能力。⑷鋼板樁圍檁及內撐安裝圍檁型鋼安裝，首先在安裝位置下方焊接承受圍檁自重的臨時短型鋼，然后吊入圍檁型鋼就位。由于部分鋼板樁側面與圍檁型鋼之間存在空隙，將每片有空隙處的鋼板樁用短型鋼支撐在圍檁型鋼上并焊接固定，尤其注意鋼板樁圍堰四角與圍檁型鋼的固定。內撐安裝，采用型鋼或鋼管樁對四周圍檁進行支撐，對圍檁型鋼和內撐接頭位置用三角加勁板焊接，同時加強焊縫質量檢查。⑸抽水堵漏鋼板樁插打完成并做好封底混凝土及加固措施后即可抽水，抽水時檢查各點是否頂緊、板樁與導框間木楔是否擠緊，抽水速度不宜過快，要隨時觀察圍堰的變化情況并做出相應處理。當發生鎖口滲漏時，用棉絮在內側嵌塞，同時在漏縫外側撒大量木屑或谷糠，使其由水流夾帶至漏水處自行堵塞。樁腳滲漏時采用在樁腳處填筑土袋的止水方法，若樁腳滲漏是因河床透水引起的，則采用向透水層壓注水泥砂漿或采用水下混凝土封底的方法止水。⑹鋼板樁的拔除及整理①鋼板樁拔出前，應先將圍堰內的支撐及其他設施從上到下陸續拆除，并陸續灌水使內外水壓平衡，使板樁擠壓消失，拔樁設備可用吊機、打拔樁機、千斤頂、扒桿滑車組及卷揚機等，拔樁可用長卡環扣在拔樁孔上作為吊點。②拔出的鋼板樁應清刷干凈、修補整理、涂刷防銹油。在運輸堆放時，不使碰撞，防止彎曲變形，堆放場地應堅實平整，堆放時應按板樁類型、長度分別編號、登記、堆放整齊⑺鋼板樁圍堰施工要點①鋼板樁圍堰合龍到封底完成過程中，應經常檢查圍堰外河床沖刷情況，必要時應拋石防護。②在圍堰內吸泥至設計底底面高程后，應整平基底、清除淤泥、澆筑水下封底混凝土。待達到要求的強度后抽水，澆筑承臺及墩身。雙壁鋼圍堰水上鉆孔樁施工完成后，在平臺上組拼鋼圍堰，采用棧橋上吊機組拼。利用鋼護筒上設置的下放裝置下放鋼圍堰。承臺施工時預埋好墩身及主梁施工預埋件。雙壁鋼圍堰分底節、中節、頂節制作、安裝，先分塊制作、運到墩位后組拼，分節下沉分節接高下沉。圍堰下沉著床，采取吸泥、射水、壁內灌注混凝土等措施快速下沉圍堰至設計標高，封底，圍堰內抽水，在無水狀態下施工承臺和墩身。雙壁鋼圍堰施工工藝鉆孔樁施工完成后，移走活動平臺、接高護筒在護筒頂組拼鋼圍堰，下放就位進行水下混凝土封底施工，鋼圍堰內抽水堵漏后進行承臺施工。雙壁鋼圍堰施工工藝見圖2-3.1-9。冷卻水管制備冷卻水管制備鋼筋成型圍堰分塊制造鋼圍堰拼裝圍堰下放就位、固定圍堰清基、封底樁頭鑿除、樁基檢測承臺鋼筋、冷卻水管安裝圍堰抽水水上施工平臺部分拆除驗收評定承臺砼灌注、養護鉆孔樁施工圖2-3.1-9雙壁鋼圍堰施工工藝框圖鋼圍堰制造鋼圍堰在鋼結構廠分塊加工，以方便運輸為原則。鋼圍堰加工尺寸高度方向從下到上分節；水平向整個鋼圍堰每層分塊段。鋼圍堰在鋼結構廠內加工制作成單元塊件，套箱單元件在胎架上組拼及施焊，設置胎架的場地條件及胎架結構的剛度等應滿足制作精度要求。鋼套箱單元件出廠前嚴格保證套箱各部位焊縫的焊接質量，對關鍵受力焊縫應做探傷檢驗，對有水密要求的焊縫須進行煤油試驗。鋼圍堰的組拼及下沉鉆孔樁施工完成后在改造后的鉆孔平臺上設置鋼圍堰拼裝平臺，并接高鋼護筒。在鋼護筒頂設置千斤頂下放圍堰。在平臺上分塊拼裝鋼圍堰底節，并設置臨時支撐，保證鋼圍堰穩定，在平臺上拼裝6.0m鋼圍堰后，準備整體下放鋼圍堰。下放前進行滲透性試驗。鋼圍堰拼裝完成后，在上下游鋼護筒上設置導向及定位裝置，防止在水流作用下造成鋼圍堰漂移。利用鋼護筒頂的千斤頂將鋼圍堰略微提升，拆除貝雷梁平臺，同步下放鋼圍堰；鋼圍堰在自浮狀態接高第二節；下放到河床時，及時將其與護筒進行臨時固定，然后灌注刃角以上2.5m高范圍內的混凝土，然后接高上部鋼圍堰；圍堰內吸泥下沉鋼圍堰，保證圍堰頂高出高水位1.0m；繼續接高鋼圍堰。接高完成后，灌注井壁混凝土至設計高度，然后在井壁內注水至距圍堰頂6.0m進行壓重；圍堰內吸泥，掏空刃角土，進行圍堰下沉。圍堰下放過程中，根據情況必要時在圍堰外側進行射水輔助圍堰下沉。下沉過程中注意刃角范圍內均勻掏空，防止圍堰傾斜；當圍堰略有傾斜時及時進行糾偏。圍堰下沉按照“定位正確、先中后邊、對稱取土、深度適當”的原則進行，使圍堰底開挖的泥面形成鍋底狀態。圍堰取土下沉時，應對稱分層均勻取土，取土深度高差應控制在設計要求和規范規定的范圍內，使圍堰保持均勻、平穩、緩慢下沉。嚴禁局部超挖過深使下沉不均，嚴禁刃腳下掏空過多，使圍堰不均勻突然下沉，導致圍堰傾斜。圍堰下沉過程中應重點避免翻砂。取土過程中應加強測量和利用測量數據來指導取土下沉施工，合理配套使用助沉措施。當圍堰下沉至設計標高以上1m時，應適當放慢下沉速度，避免圍堰下沉過程中對基底土層的更大擾動，使圍堰平穩下沉到設計標高。鋼圍堰封底、抽水鋼圍堰封底混凝土為承臺施工平臺，封底砼澆注并達到一定強度后，使鋼圍堰與鋼護筒間形成粘接，從而使鋼圍堰具有一定抗浮能力，抽水后進行承臺施工。因承臺底面較低，抽水后鋼圍堰內外有約十來米水頭高差，為減小鋼圍堰受力，鋼圍堰雙壁隔艙內應澆注一定高度的填充混凝土，使填充砼與鋼圍堰側板共同抵抗水頭周邊擠壓。封底采用C25混凝土，隔艙填充均采用C15混凝土。封底混凝土厚度根據抽水水頭確定。鋼圍堰下沉到設計位置后，按照底隔艙分區封底。封底混凝土分艙進行分開封底，封底混凝土灌注采用垂直導管多點水下灌注，混凝土供應由岸上混凝土拌和站集中供應，圍堰經觀察下沉穩定后即可開始封底工作。水下封底混凝土澆注的順序應兼顧先中間鍋底后四周、對稱均衡原則。封底混凝土采用垂直導管法砍球法灌注，由于主墩承臺平面面積較大，為保證封底效果，減小施工難度，采用隔倉分區對稱灌注封底混凝土，相鄰區域之間設置隔倉將混凝土隔開。施工時，根據混凝土流動度和分隔倉大小布置混凝土灌注導管，按事先編好順序灌注。灌注導管布置：灌注導管采用Ф300卡式快裝垂直導管，按灌注半徑4m重疊覆蓋布置導管數量。導管安裝前組拼試壓，試壓強度取水頭壓力的1.5倍。組拼時須編號對接，確定導管長度和安裝拼接順序。灌注平臺布置：灌注平臺支承在圍堰井壁上，須覆蓋圍堰底面范圍，平臺上布置混凝土集料槽與混凝土拌和站相匹配，保證導管灌注時埋深大于1.0m。封底施工要點：①混凝土灌注前，根據砍球范圍，合理布置混凝土總儲槽和分料槽，保證能夠覆蓋所有灌注點。混凝土開盤前嚴格檢查各環節是否按擬定方案落實，否則不準開盤，待消除隱患后，方能開盤。②封底前布置足夠數量的測量點，加大測量的頻率，盡量真實的反映混凝土頂面高程的情況，并及時的反饋給指揮中心，以全面了解鋼圍堰圍堰內各個分倉內水下混凝土面的標高情況，實際封底高度較設計標高高出約5～10cm，待抽水后鑿除浮漿。③根導管的首批混凝土灌注時要求連續、不能間斷的進行，并且保證導管底口有不少于1.0m的埋深，確保首批混凝土灌注成功。④封底過程中，必須保證內外水頭一致，尤其圍堰外水頭不能高于圍堰內，圍堰內外設聯通管以平衡水壓。待封底混凝土達到設計強度后，進行抽水然后施工承臺。⑤封底混凝土強度達到設計要求前，鋼圍堰不得受到沖擊、干擾和承受額外荷載，以免影響混凝土強度增長，確保混凝土的強度、整體性和水密性。封底混凝土達到強度后，逐步抽干鋼圍堰內的水，進行承臺施工。承臺及墩身施工承臺及實體墩臺身施工方法及工藝參見“2.2.6.3承臺”及“2.2.7墩臺施工方法及工藝”。空心墩施工工藝流程見圖2-3.1-10。長風水庫特大橋中6～16#墩為空心墩，其施工工藝如下：⑴翻模模板設計模板高度的選定：因墩身較高，綜合考慮了節段施工時間、機具長度及鋼筋配料和減少混凝土施工縫的數量的目的，共加工3層模板，每層1.5m，每次澆注2節模板的高度，即每次翻2層模板，澆筑3m高的混凝土。模板構造的設計：空心墩身采用內外兩套模板，外模采用整體鋼模板，內模采用定型鋼模板。由于墩身高，模板倒用次數多，鋼外模面板使用6mm厚鋼板制作，模板設有[16槽鋼豎肋及[12槽鋼后架，豎肋和后架皆組焊而成，后架為施工提供較為寬闊的操作平臺,同時多層后架通過螺栓連接后組成空間桁架，保證了翻模模板的空間剛度，能有效的減少模板對拉桿的使用，提高墩身混凝土的外觀質量。基頂找平澆筑3m高墩身翻模制作翻模組裝綁扎鋼筋立模、校模灌注第n節砼平臺提升綁扎鋼筋面板清理立模并檢查校正翻模拆除搭設墩帽施工平臺澆注第n+1節砼n+1節砼墩身施工完成否是是否達到墩頂n+1節砼圖2-3.1-10空心高墩施工工藝流程圖模板翻升：翻模施工時，落模后將模板向外滑出再起吊，在每塊模板后架底橫桿上設有簡易滾輪滑軌，滑出后再利用吊機向上翻升。翻模時，保留最頂上一層模板，作為翻升下層模板的持力部分，然后，把最下二層模板拆開并滑出，利用吊機將模板吊起，并放置于頂層模板相應平面位置上，將模板與周圍模板聯接。重復以上操作至墩身澆筑完成。墩帽的模板設計：墩帽為實心段。在進行該實心段混凝土施工時，考慮在墩身內部預埋鋼板，焊上牛腿，鋪上工字鋼、方木和竹膠板作為支架，然后綁扎鋼筋，澆筑混凝土。支架放在墩身內不再