主塔深水基础施工技术 29页

目 录 一、工程概况 二、基础施工特点 三、基础主要施工方案 四、需要解决的关键技术问题 五、关键技术问题的处理 六、方案实施情况 一、工程概况 一、工程概况 1 、主桥桥式 武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为双塔三索面钢桁梁斜拉桥，孔跨布置为（ 98+196+504+196+98 ） m ，铁路四线，公路六车道，全宽 27m ；主梁为板桁结合钢桁梁。主塔采用钢筋混凝土结构，倒丫形，塔高 188.5m ；每塔两侧各有 3×16 根镀锌平行钢丝斜拉索，索最大截面为 451φ7mm ，公路桥面处索距 14m ，三索面间相邻索面中心距 15m 。 一、工程概况 2 、水文情况 南汊设计水位 +27.5m ，最高通航水位 +25.68m ，最低通航水位 +9.62m 。洪水期水深 35m ，水流速度 3.5m/s ，枯水期 1.5m/s, 桥位处水流流向与横桥向夹角 10° 。 2 号墩位于深槽北侧，河床高程约为 +5.0m ，覆盖层主要为砂类土，上部为新近沉积的松散状细砂，中部为松散 ~ 中密状细砂夹少量中、粗砂，岩面高程在 -27m 附近，基岩主要为弱胶结、中胶结和强胶结砾岩。 3 号墩位于深槽南侧，河床高程约为 -2.9m ，覆盖层主要为性质较差粉细砂层，冲刷较大，基岩埋藏较深，岩面标高在 -33m 附近，基岩上部主要为弱胶结砾岩，成岩作用差，岩质极软，下部以中胶结砾岩为主，中、强胶结砾岩极限抗压强度分别为 9MPa 和 28MPa 。 一、工程概况 3 、主塔基础地质情况 主塔墩基础均采用 φ3.4m 钻孔灌注桩， 2 号墩 32 根，桩尖嵌固在强胶结砾岩中， 3 号墩 40 根，桩长 84m ，桩尖支承在中胶结砾岩中， 2 号墩承台平面尺寸为 26×53.2m ， 3 号墩承台平面尺寸为 39.8×65.3m ，承台厚 6m ，顶面标高 +10m ，底面标高 +4m ，承台均采用双壁钢吊箱围堰施工。 双壁吊箱平面为矩形， 3 号墩吊箱轮廓尺寸：长 69.5m ，宽 44m ，高 15.5m ，壁厚 2.0m ，围堰底部设置双壁底隔仓，底隔仓高 5m ，吊箱自浮状态下吃水深度约 2.6m 。 一、工程概况 4 、主塔墩基础及双壁钢吊箱 主塔 3 ＃基础结构图 主塔结构图 3 ＃吊箱围堰结构平面和立面图 3 ＃钢吊箱围堰位于船台上 二、基础施工特点 分析主塔墩基础的结构特点、墩位处水文地质、河床冲刷、通航等施工条件，基础施工具有以下特点： 二、基础施工特点 1 、基础工程规模宏大。 2# 、 3# 墩基础应同步按排在两个枯水期一个洪水期完成。即在枯水期和洪水期完成钻孔桩，在下一个枯水期完成承台施工，汛期前下塔柱施工至历年最高水位以上。 二、基础施工特点 墩位处最大水深约 35m ，最大流速 3.5m/s ，流向与横桥向夹角为 10° ，钻孔桩、承台施工水位落差 10m ，水文条件变化大且频繁。 2 、施工期间水深流急，水位落差大。 二、基础施工特点 3 、河床施工冲刷大。 3 号墩覆盖层为粉细砂，随水文条件变化冲刷现象较为敏感，最大施工冲刷约为 10m ， 2 号墩以冲刷为主，冲淤交替出现。 二、基础施工特点 基岩为软硬胶结不均的砾岩，埋藏较深，岩性极为不均，胶结介质种类不一，胶结介质与骨架颗粒强度差异大。 4 、地质条件复杂。 二、基础施工特点 5 、双壁吊箱施工难度大。 双壁吊箱形体尺寸大，结构复杂，带底龙骨的矩形结构水流阻力大，吊箱整体制造、下河、浮运、定位技术要求高，施工难度大。 二、基础施工特点 6 、施工水域航运繁忙。 主塔墩位于主通航孔附近，航运繁忙，吊箱浮运定位及基础施工干扰大，水域要求高，安全风险大。 二、基础施工特点 7 、施工工期紧，平台渡洪要求高。 根据施工总体要求，汛期前应完成足够数量的钻孔桩，形成稳定的施工平台，保证安全渡洪及汛期钻孔桩施工。复杂的施工条件与工程特点给工期控制、施工安全带来巨大难度，提出更高要求。 三、基础主要施工方案 针对桥位处水文地质、河床冲刷、通航等施工条件，研究基础的施工特点，调查吊箱整体制造、整体下河、整体浮运的条件，综合考虑基础施工在技术、工期、经济、安全质量等方面的要求，经研究比较，基础施工采用双壁钢吊箱工厂整体制造浮运的总体方案。根据 2# 、 3# 墩施工条件的不同，对吊箱锚墩定位与锚碇定位方案进行比较。 1 、 定位方案比选 由基础施工方案的总体要求，定位系统的功能是： （ 1 ）待吊箱浮运至墩位后，先初步定位，然后分次对称张拉定位系统对吊箱进行精确定位。 （ 2 ）钻孔桩施工完毕后，解除吊箱与桩间固结，张拉定位系统调整吊箱位置与倾斜，在定位系统的控制下双壁内灌水下沉至设计标高二次挂桩，准备封底施工。 三、基础主要施工方案 对两种工况的水文、冲刷条件下的受力计算，定位系统受力控制工况为吊箱下沉至设计标高。根据受力控制工况，结合 2# 、 3# 墩水文、地质、冲刷条件，分别对锚墩方案与锚碇方案进行同等深度的设计检算，在技术、经济、工艺、占用水域方面进行综合比较。 2 ＃墩锚墩定位方案图 经过技术经济综合比较， 2# 墩钢吊箱采用锚墩及预应力钢铰线定位方案。 2 ＃墩锚墩定位方案照片 3# 墩钢吊箱采用重型锚碇加定位船的定位方案。 3 ＃墩锚碇定位方案图 主塔墩基础均采用双壁钢吊箱整体浮运施工方案， 2# 墩采用锚墩定位新技术， 3# 墩采用重型锚碇定位工艺。总体施工方案如下： （ 1 ）吊箱制造、下水。 3# 墩吊箱在工厂船台上整体建造，经水密试验质量检查合格后， 40 台船台小车均匀承载吊箱横移至斜船架轨道临轴线区域， 9 台斜船架与 40 台船台小车同时承载吊箱，分次顶升船台小车，完成吊箱横倾，斜船架承载吊箱在绞车牵引下沿梳式滑道下移入水，至吊箱自浮状态。 三、基础主要施工方案 2 、总体施工方案 分块制造拼装的 3 ＃吊箱围堰 3 ＃钢吊箱位于船台上 3 ＃围堰通过斜船架整体下水