高速公路建設(shè)工程主要項目的施工方案、施工方法

高速公路建設(shè)工程主要項目的施工方案、施工方法1路基工程本段路基為整體式斷面，挖方段上覆黃土下臥砂巖或砂礫巖，開挖深度大，填方較高，路基邊坡設(shè)計采用階梯式。設(shè)計有高路堤、壩式路堤和深路塹等特殊路基。根據(jù)工程地質(zhì)特性和路基特殊設(shè)計，對于挖方處上覆黃土和松軟砂巖，采用挖掘機和推土機進行開挖，自卸汽車運輸；對于下部較硬砂巖采用深孔爆破，路基邊坡采用光面爆破，用大型潛孔鑿巖機鉆孔，機械挖運土方；對于高路堤、壩式路堤，依據(jù)設(shè)計要求，路基兩側(cè)預(yù)留0.5m的加寬值，在其頂面設(shè)置預(yù)拱度（按最大填土高度的1%計算）。為防止由于濕陷、下沉、自重固結(jié)對路堤穩(wěn)定性的影響，填筑前清除表土和淤泥，開挖夯實路堤范圍內(nèi)的黃土陷穴，對路堤基底按設(shè)計要求進行強夯，同時每填5m對填挖結(jié)合部強夯一次，對路床以下1.5-3.0m范圍內(nèi)填挖結(jié)合部進行強夯，對高填路堤與其它路段連接段，采用沖擊式壓路機碾壓；對黃土陷穴采用灌水泥漿回填的施工方法，陷穴處理后用粘土將頂面封閉，并高出周圍地面。同時設(shè)置截、排水設(shè)施排地表水。具體施工工藝見表5。2灣溝特大橋2.1工程概況及特點2.1.1工程概況：灣溝大橋中心里程為K12+112.5，為跨深溝而設(shè)。采用64+115+64m的連續(xù)剛構(gòu)橋，下部為雙薄壁墩，鉆孔樁基礎(chǔ)；蘭州岸引橋上部為5孔30m連續(xù)箱梁，臨洮岸為3孔30m連續(xù)箱梁，下部為柱式墩臺，鉆孔樁基礎(chǔ)。主引橋之間設(shè)空心薄壁過渡墩。2.1.2工程特點：灣溝特大橋兩岸為山坡，橋下山溝狹窄，橋面距溝心最低處約78m。灣溝特大橋主跨為連續(xù)剛構(gòu)橋，而且位于曲線上。橋上縱坡為2.8%，是本段最復(fù)雜的橋梁工程之一。2.2主要工程數(shù)量該橋主要工程數(shù)量見下表。灣溝特大橋主要工程數(shù)量表部位工程項目名稱單位數(shù)量備注橋梁下部鉆孔灌注樁C25M31700其中φ120cmM280φ150cmM500φ200cmM720承臺砼C30M3768橋墩砼C50M33612C30M32194橋臺砼C30M3281引橋上部30m箱型梁片64箱梁砼C50M32280濕接縫砼C50M31136瀝青砼M3477FYT—I防水層M25781伸縮縫MD—160M94護欄C25M3260主橋上部箱梁C50M34969橋面鋪裝砼C40M3314瀝青砼M3471FYT—I防水層M25711護欄C25M32552.3工程進度計劃安排及施工順序灣溝特大橋施工計劃安排22個月，自2001年9月開工，2003年6月完工，詳細的進度安排見灣溝特大橋施工進度橫道圖。各部分具體的進度計劃分述如下：2.3.1下部工程（1）施工準備30天（2）鉆孔樁工程60天（3）主墩承臺20天（4）主墩40天（5）過渡墩30天（6）柱墩120天（7）橋臺30天2.3.2主橋上部工程（懸壁梁部分）（1）施工準備40天（2）0#塊及1#塊現(xiàn)澆30天（3）掛藍首次安裝及調(diào)試安排20天（含預(yù)壓）（4）2#至12#段懸灌80天（按平均每七天一個施工周期）（5）直線段現(xiàn)澆工期25天，可與懸灌段平行作業(yè)，不占用總工期。（6）邊跨合攏、主跨合攏共20天（含拆掛藍）（7）橋面鋪裝等附屬工程安排70天2.3.3引橋上部工程（1）施工準備30天（2）箱梁預(yù)制80天（3）箱梁架設(shè)35天（4）頂橫梁30天（5）箱梁濕接縫30天（6）拆除臨時支座，完成體系轉(zhuǎn)換5天（7）橋面鋪裝等附屬工程安排70天2.3.4施工順序各分項工程施工的先后順序見《灣溝特大橋施工計劃網(wǎng)絡(luò)圖》及《灣溝特大橋施工計劃橫道圖》。2.4施工隊伍安排及機械配置2.4.1施工隊伍安排（1）橋梁一隊，共60人。承擔(dān)全橋56根鉆孔樁的施工任務(wù)，進場5臺鉆機。（2）橋梁二隊，共150人。承擔(dān)主橋橋墩、過渡墩、連續(xù)箱梁懸灌工程和橋面等附屬工程的施工。（3）橋梁三隊，共180人承擔(dān)引橋橋墩、橋臺、30m箱型梁的預(yù)制、架設(shè)、墩頂橫梁、濕接縫、橋面等附屬工程的施工。2.4.2機械設(shè)備配置根據(jù)該工程的具體特點，為保證按時保質(zhì)保量的完成特大橋的施工任務(wù)，我局抽調(diào)了較先進的機械設(shè)備，投入本工程的施工。具體詳見表3《擬投入本合同工程的主要施工機械表》起吊設(shè)備主橋使用兩臺塔吊，引橋使用汽車吊?；炷吝\輸采用泵送。2.5施工現(xiàn)場平面布置及臨時工程2.5.1施工現(xiàn)場平面布置（1）施工一隊營房及施工場地設(shè)在主橋的右側(cè)，與二隊共用砼攪拌站及加工場地。（2）施工二隊營房及施工場地設(shè)在主橋的右側(cè)。（3）施工三隊營房及30m梁預(yù)制場設(shè)在灣溝特大橋臨洮方路線上，土方施工隊先施工K12+400~K12+730段路基及預(yù)制場場地平整。為引橋的施工制造條件。詳見《灣溝特大橋施工平面布置圖》。2.5.2臨時工程：（1）施工便道自原G212國道曹家咀至灣溝特大橋蘭臺沿山轉(zhuǎn)折返修一條便道，長度1800m，寬3.5m。自原G212國道曹家咀至灣溝特大橋主橋下施工現(xiàn)場修一條便道長1100m，寬3.5m。自原G212國道青崗岔至灣溝特大橋臨洮臺沿山轉(zhuǎn)折返修一條便道，長2100m，寬3.5m。（2）施工用電就近利用當?shù)仉娫?，安裝一臺500KVA的變壓器，輸電線路一公里。為了保證施工正常進行，并自備200kw發(fā)電機2臺120kw發(fā)電機一臺。（3）施工用水在山下橋的右側(cè)打井一眼，深25m，在山上修一高位蓄水池，容量60m3。三個砼攪和站各建一座10m3蓄水池，由高位蓄水池通過高差自流水向小蓄水池送水。2.6施工方案2.1鉆孔樁施工施工隊伍進場后，首先修建施工便道，確保鉆機進場就位。平整樁位施工現(xiàn)場，開挖泥漿池，將施工用水引至施工現(xiàn)場。鉆孔樁采用KP1500鉆機進行鉆孔作業(yè)。鉆孔樁施工順序如下：主墩鉆孔樁過渡墩鉆孔樁臨洮方引橋鉆孔樁蘭州方引橋鉆孔樁2.2主橋雙薄壁墩施工灣溝大橋主墩為雙薄壁墩，墩高為60.45m和53.02m，采用較先進的爬模施工方法。為了保證工程工期，擬采用四套爬模同時進行四個主墩的施工。（1）承臺施工按設(shè)計要求開挖承臺基坑，清理樁頭砼至設(shè)計承臺底面標高以上2~3cm，綁扎承臺鋼筋，預(yù)埋墩身鋼筋，澆注承臺砼。（2）雙薄壁墩施工雙薄壁墩爬模模板根據(jù)主墩高度分別設(shè)計成大模板，高度一般為2~3m。為保證墩身砼的強度，在砼中加入早強劑。每天24小時施工一節(jié)墩身，包括拆模、綁扎鋼筋、支立模板、澆筑砼。作業(yè)時間約10小時。（3）雙薄壁墩施工控制在承臺頂墩中心位置設(shè)激光鉛直儀，儀器應(yīng)高出砼頂面25~30cm，要安裝牢固并加保護罩。雙薄壁墩爬模施工工藝詳見表5內(nèi)容。2.3過渡墩、柱墩施工模板采用整體鋼模板，每節(jié)長度為2~3m。每次施工2~3節(jié)。過渡墩模板制作四套。柱墩模板制作四套。采用激光鉛直儀進行墩身位置控制，在墩中心位置澆注砼平臺，安放激光鉛直儀，并加保護罩。2.4連續(xù)剛構(gòu)箱型梁施工灣溝特大橋主橋采用64+115+64m連續(xù)剛構(gòu)箱型梁，根據(jù)設(shè)計要求，施工方法采用先“T”構(gòu)，后連續(xù)的方法，即先按“T”構(gòu)懸臂澆注施工，然后合攏成為連續(xù)梁。連續(xù)剛構(gòu)橋施工采用懸壁掛籃施工方法。主橋連續(xù)剛構(gòu)箱梁受工期限制，所包括的四個“T”構(gòu)需同時施工，掛籃無法周轉(zhuǎn)使用，我局長江第二大橋北叉大橋施工的八套菱形桁架式掛籃，現(xiàn)存放南京市北郊六合縣基地倉庫，擬調(diào)運至該橋施工。（1）施工工藝流程總述支架現(xiàn)澆0#、1#塊砼張拉臨時固定預(yù)應(yīng)力粗鋼筋采用菱形掛籃懸臂澆筑箱梁2#至12#塊砼（即最大懸臂狀態(tài)），支架澆筑過渡墩端直線段梁體砼拆除掛籃澆注邊跨合攏段砼澆注中跨合攏段砼橋面附屬工程施工。（見圖1）（2）0#段及1#段施工0#、1#段設(shè)計長度為13m，腹板寬度為6m，頂板寬度為11.75m。計劃分兩次完成，先施工0#段，后對稱施工兩側(cè)1#段。①支架在主墩墩身上埋設(shè)預(yù)埋件，作為支架的承重部分，架設(shè)工字鋼作橫梁，搭設(shè)模板支架見圖2。②模板0#塊外側(cè)模板采用定型鋼模板，內(nèi)模采用組合鋼模板，模板用附著式塔吊吊裝就位。模板的標高調(diào)整通過千斤頂和木楔塊配合進行，模板調(diào)整到位后，將木楔用扒釘固定。③鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道施工鋼筋、波紋管、預(yù)應(yīng)力筋首先在加工場制成半成品，用塔吊吊到橋上，0#段鋼筋現(xiàn)場綁扎。其順序如下：底板鋼筋側(cè)板鋼筋頂板鋼筋波紋管預(yù)應(yīng)力筋④砼施工砼拌合采用JS500強制式砼拌合站，拌合站設(shè)在橋下。砼運輸采用泵送。砼灌注按自低向高、先底板、再腹板及頂板的順序澆灌砼，中間不留施工縫。0#節(jié)段及1#節(jié)段的普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道密集，給砼入模帶來較大的困難，在灌筑時擬采取頂板、腹板預(yù)留方孔多點灌筑的方法。灌筑時采用分層灌筑，分層厚度不大于30cm。砼振搗以高頻插入式振動器為主，同時配有部分附著式振動器。振搗人員施工時劃分范圍，分工負責(zé)，掌握快插慢拔等振搗要領(lǐng)，杜絕漏振及過振等現(xiàn)象，振搗時振搗器不得直接接觸波紋管，在灌筑砼時，派專人用通孔器及時清理管道，要保證每個都要暢通不留后患。砼養(yǎng)護采用灑水養(yǎng)護的辦法進行養(yǎng)護，本工程砼不安排冬季施工。⑤穿束、張拉及壓漿預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿工藝詳見表5內(nèi)容（3）懸臂澆筑梁段施工0#及1#施工結(jié)束后，即可在0#和1#梁段上拼裝掛籃，進行2#--12#節(jié)段懸灌梁施工。2#--12#節(jié)段梁寬11.75m，梁段長4~5m。灣溝特大橋有4個T構(gòu)，共94個梁段在掛籃上現(xiàn)澆。由于工期限制，采用八套掛籃同時施工。掛藍采用新式菱形掛籃，該掛籃外形美觀，受力明確，受力后變形小，并且掛籃下空間充足，可提供較大施工作業(yè)面，利于鋼筋模板施工操作。利用該種掛籃已成功修建如京九線泰和贛江特大橋、上海奉浦大橋、南京長江二橋等二十余座懸灌梁橋。掛藍在0#段、1#段施工結(jié)束后進行安裝，采用塔吊吊小件上橋組裝。懸壁段2#—12#段鋼筋施工均在掛藍內(nèi)進行，施工順序與0#、1#段相同。懸臂灌筑施工工藝詳見表5內(nèi)容（4）邊跨直線段施工邊跨直線段砼施工時間，應(yīng)基本上與各T構(gòu)的10#節(jié)段同時完成，以使合攏段兩端砼齡期基本相同，保證合攏后的梁體質(zhì)量。施工方法如下：①支架擬采用墩上設(shè)預(yù)埋件，利用三角支架架設(shè)工字鋼梁作為直線段現(xiàn)澆施工支架。進場后根據(jù)設(shè)計院提供的墩身施工圖對墩身受力進行檢算。單側(cè)墩身受力檢算合格時，采用單側(cè)支架，不合格時，采用雙側(cè)支架掛設(shè)平衡重的方法。②預(yù)壓支架拼立好后，對支架進行梁體等重的預(yù)壓，預(yù)壓采用懸掛水箱法，預(yù)壓時間＞24小時，消除支架非彈性變形，并檢測下沉量(下沉量≯10mm)，按取得的經(jīng)驗數(shù)據(jù)預(yù)留底模板預(yù)拱度。③模板采用高強覆膜竹膠板作為現(xiàn)澆直線段的模板。模板背楞采用方木。④鋼筋制安、砼施工、預(yù)應(yīng)力施工與上述相同，但在邊跨直線段施工時要注意：只有在合攏段施工完成且正彎矩預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后才能拆除膺架，且在正彎矩預(yù)應(yīng)力筋張拉之前膺架不得松動。（5）合攏與體系轉(zhuǎn)換合攏施工順序應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行：先邊跨后中跨。合攏段砼施工宜選擇在日溫差較小的陰天，若不能如愿則選擇一天中溫度較低的時刻澆筑砼，開始澆筑時間宜選擇在晚上9點左右。為保證合攏質(zhì)量，砼可采用微膨脹砼，其膨脹劑摻入量由試驗確定，砼澆筑時間控制在2—3小時內(nèi)，砼配制強度可較梁體砼提高一級，以便及早施加預(yù)應(yīng)力。（6）線型控制①撓度控制為了能正確合理地控制梁體撓度，應(yīng)采取如下措施：A、實際施工中，及時觀測：a、掛籃走行前，b、掛籃走行后，c、灌注前，d、灌注后，e、張拉前，f、張拉后六個狀態(tài)的撓度變化。B、在灌注砼過程中，要及時測量底板的撓度變化情況，發(fā)現(xiàn)實際沉落與預(yù)留量不符時，應(yīng)及時調(diào)整吊帶頂端的千斤頂。C、合攏前，相接的兩個T構(gòu)最后2~3段，在立模時必須進行聯(lián)測，以便互相協(xié)調(diào)，保證合攏精度。②計算機線型控制為了滿足合攏精度和成橋后的線型要求，對大跨度預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋懸臂施工過程采用計算機程序逐段進行跟蹤控制和調(diào)整，取得了令人滿意的結(jié)果。我局與石家莊鐵道學(xué)院交通工程系聯(lián)合研制開發(fā)了“大跨度預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁、剛構(gòu)橋控制程序”，曾應(yīng)用于我局沈陽過境繞城公路的連續(xù)梁工程及其他兄弟單位的連續(xù)梁懸灌施工中（如重慶嘉陵江240m預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋、京九線泰和贛江特大橋、上海奉浦大橋、南京長江二橋），均取得了較好效果，合攏精度都控制在20mm之內(nèi)，且成橋后橋梁的標高滿足設(shè)計標高要求。該程序主要有以下幾方面的功能。A、倒退分析主要根據(jù)設(shè)計的成橋狀態(tài)，按照與施工次序相反的方向進行倒拆分析，以初步計算出各梁段的立模標高。B、前進分析根據(jù)實際施工情況和工期（如移動掛籃、澆筑砼、張拉預(yù)應(yīng)力、體系轉(zhuǎn)換等）劃分時段，采用有限元步進法結(jié)合隨時間調(diào)整的有效模量法對預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁從開始施工到成橋這一整個過程進行跟蹤分析，在分析過程中考慮施工荷載、現(xiàn)澆梁段自重、預(yù)應(yīng)力張拉、預(yù)應(yīng)力損失、體系轉(zhuǎn)換、基礎(chǔ)沉降、收縮徐變和溫度等的影響。C、誤差分析和參數(shù)識別對實際量測的標高和前進分析計算的結(jié)果進行分析和比較，分析引起實測和計算結(jié)果之間誤差的原因，并進行參數(shù)識別和調(diào)整。在現(xiàn)場應(yīng)用計算機程序進行跟蹤控制，實際上是對每一節(jié)段的施工過程進行“預(yù)報施工量測分析比較調(diào)整再預(yù)報”的過程，其中：a、預(yù)報將施工中的實際結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息如量測的標高、溫度、濕度的變化，實際施工中的周期以及設(shè)計參數(shù)的實測值輸入計算機，對下一梁段立模標高進行預(yù)報并對結(jié)構(gòu)的強度進行全面檢算。a、施工根據(jù)預(yù)報結(jié)果進行施工中的標高預(yù)調(diào)。c、測量即施工過程中對各道工序施工后的實際測量，實施時相對標高觀測點設(shè)在0#梁段橋面中心處，在每個梁段前端按左、中、右設(shè)三個觀測點，對每一施工工況（如掛籃移動前后、砼澆筑前后、預(yù)應(yīng)力張拉前后等）進行跟蹤觀測，在必要時進行全橋聯(lián)測。為了分析溫度對梁體變形的影響，在進行標高觀測時，測試箱梁頂、底板和腹板內(nèi)外側(cè)的溫度。在實際調(diào)整掛籃時，為避免溫差對梁體變形的影響，盡量選在早晨9點鐘以前進行。d、分析和比較對實測和預(yù)報的結(jié)果進行分析和比較，分析引起實測和預(yù)報結(jié)果誤差的原因，以決定是否要采取有效的措施來調(diào)整和引正已偏離目標的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。e、調(diào)整在分析和比較的基礎(chǔ)上決定是否需要對標高進行調(diào)整，如決定要進行調(diào)整，就要進行參數(shù)識別，分析實際參數(shù)和計算參數(shù)之間的誤差，并進行調(diào)整。通過上述對每一個節(jié)段施工反復(fù)循環(huán)的跟蹤控制和調(diào)整，使結(jié)構(gòu)施工實際與預(yù)定的目標始終控制在容許誤差范圍之內(nèi)，最終保證設(shè)計要求的合攏精度和成橋后的設(shè)計標高。2.530m箱型梁預(yù)制架設(shè)施工灣溝特大橋兩端引橋分別為5孔30m和3孔30m箱型連續(xù)梁，本方案采用在臨洮方向橋臺后設(shè)預(yù)制場制梁，架橋機架設(shè)。（1）30m箱型梁預(yù)制30m箱梁共計64片，定制兩套整體鋼模板，設(shè)4個制梁臺座。存梁場存梁48片。外模模板鋼板厚6mm；內(nèi)模板采用拼裝式定型鋼模板，分節(jié)拼裝。底模采用整體鋼模。（見圖4）箱型梁預(yù)應(yīng)力孔道為鋼波紋管，錨具采用OVM型錨具，預(yù)應(yīng)力筋為低松馳高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線。箱型梁預(yù)應(yīng)力孔道及預(yù)應(yīng)力筋張拉詳見表5（2）箱型梁架設(shè)30cm箱型梁架設(shè)采用運梁平車運至橋位，DFⅢ40/100型架橋機架設(shè)。架梁前，在墩上設(shè)置臨時支座并安裝永久支座（端孔無須設(shè)臨時支座）逐孔架設(shè)主梁，置于臨時支座上成簡支狀態(tài)。（3）墩頂橫梁施工（簡支梁轉(zhuǎn)連續(xù)梁）①安裝底模板：底模板由工具鋼模拼裝而成，在支座鋼板位置按支座鋼板形狀制作木模板，保證支座鋼板的位置和標高正確。②連接連續(xù)接頭段鋼筋，綁扎橫梁鋼筋。③安裝波紋管并穿束。④澆筑連接段砼。為保證澆筑砼的質(zhì)量，防止出現(xiàn)裂紋，易在陰天或日溫最低時澆筑砼，連接段砼宜使用微膨脹水泥。⑤張拉頂板負彎矩鋼筋，板頂負彎矩筋張拉采用兩端張拉，并逐根對稱進行，張拉按設(shè)計要求完成后，即可注漿封錨。⑥箱梁濕接縫砼施工支立濕接縫砼模板，采用厚12mm的竹膠板。按表5要求綁扎濕接縫鋼筋，濕接縫砼應(yīng)由跨中向兩端支點澆筑。按表5要求，澆筑濕接縫砼。⑦拆除臨時支座完成一聯(lián)橋的濕接縫后，待強度達設(shè)計要求后，拆除臨時支座，梁體由簡支轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁，完成體系轉(zhuǎn)換。拆除臨時支座時，注意防止高溫影響橡膠支座。30m箱型梁預(yù)制施工工藝見表5內(nèi)容2.7安全質(zhì)量注意事項2.7.1掛籃的安裝、行走、使用及拆除過程均系高空作業(yè)，因此一定要按規(guī)定采取安全措施，進行安全教育。隨時進行安全檢