曹妃甸工業區1#橋工程
主塔承台基坑圍堰施工方案
編制複核
審核中交一公局
曹妃甸工業區1#橋工程專案部
2023年9月12日
第一章方案編制說明2
第二章工程概況4
第三章水文、工程地質與水文地質條件5
第四章工程特點與難點分析8
第五章圍堰總體布置10
第六章施工工藝流程12
第七章施工方法14
第一節施工準備14
第二節插打鋼管樁16
第三節鎖口密封18
第四節圍囹和內支撐設定20
第五節基坑開挖22
第六節水下砼封底23
第七節基坑內排水25
第八節封底砼的清理整平25
第八章勞動力組織26
第九章機械裝置28
第十章進度計畫29
第十一章質量措施32
第十二章安全措施34
第十三章文明施工與環境保護措施37
第十四章對圍堰支護結構的監測與應急措施42
附：索塔承台基坑圍堰支護結構設計計算書
第一章方案編制說明
曹妃甸工業區1#橋工程主塔承臺四面臨水，投標檔案資料顯示區域性水深達到17.0m左右，為曹妃甸工業區最終規劃狀態，投標時主塔承臺擬採用鋼吊箱施工，但實際主塔位現場情況為此處吹砂施工還未進行，水深較淺，低潮位時河床即可出露，原投標擬採用的鋼吊箱方案已不太適用。
主塔位地質條件差，施工難度較大，進場伊始，我部即將主塔承台基坑圍堰施工方案作為乙個關鍵線路的重點方案來考慮。
經過對工程條件的認真分析和研究，結合對主塔樁基礎施工方案的考慮，確定採用鎖口鋼管樁圍堰帶水開挖方案。此方案既可為主塔樁基礎施工大噸位鋼筋籠安裝龍門提供堅實基礎，利於工程的迅速啟動，又可大大縮短樁基礎施工和承臺施工的工序銜接時間，對保證總體工期大有益處。
本方案比選和確定過程中，向局內、外專家進行了初步諮詢和大致核算，同時得到建設單位、設計單位和監理單位的大力支援，提出了許多寶貴的意見和建議。
參與本方案設計、編寫和諮詢的主要人員有：
劉元泉公路一局總工程師高階工程師
田克平公路一局副總工程師教授級高工
周兵公路一局副總工程師高階工程師
劉晟公路一局技術處長高階工程師
南韓明 1#橋工程專案經理高階工程師
李文一局三公司總工程師高階工程師
兼專案部總工程師
黃天貴一局三公司副總工程師高階工程師
宋全軍專案部副總工程師工程師
蘇建忠江陰大橋****總工程師高階工程師
夏才初同濟大學土木工程學院教授/博士生導師
地下建築與工程系
第二章工程概況
曹妃甸工業區1#橋主橋為獨塔單索面鋼-砼疊合梁斜拉橋，跨徑組成為138.0m+138.0m；塔梁分離體系，扇形索布置，主塔兩側各有16對索，主塔編號為28#。
主塔承臺形式見圖2-1，長44.2m，寬28.0m，厚度5.
0m，頂標高+2.8m，底標高-2.2m，並設計有厚度2.
0m的封底砼，封底砼底標高-4.2m，主塔位於淺水區，四面面臨水（見圖2-2），河床標高平均-0.8m，區域性達-7.
5m，承臺的砼方量為5170.0m3，封底砼砼方量為2068.0m3。
圖2-1 主塔承臺結構型式圖
圖2-2 主塔承臺位置示意圖
第三章水文、工程地質與水文地質條件
納潮河為人工開挖河道，規劃河寬約1000m，兩岸大堤已完成，規劃河道底標高約-15.0m，為潮汐河流。本地區氣候屬於大陸性季風氣候，具有明顯的溫暖半濕潤季風氣候特徵。
納潮河潮位屬不規則的半日潮，平均潮位1.77m，最高潮位3.38m，最低潮位+0.
14m，最大潮差2.74m，平均潮差1.40m，具體的潮位情況詳見表3-1「潮位情況一覽表（2000.
10～2001.10）」。
潮位情況一覽表表3-1
資料**：唐山市曹妃甸島臨時驗潮站。
本地區為濕潤區直接臨水，場地環境類別根據國家標準《岩土工程勘測規範》（gb50021）附錄g確定為ii類。
專案初勘最大深度97m，地層自上而下大致為粉細砂、淤泥質粉質粘土、粉土，地層分布相對均勻。
第四章工程特點與難點分析
一、特點
1、根據施工總體進度安排，承臺施工時間大致在3、4月月份，此期間的潮水位較高，在3.0m左右。
2、工位情況複雜，四面臨水，由於納潮河為潮汐河流，每日潮水兩漲兩落，最大潮差達到2.4m，荷載變化頻繁且幅度大。
3、地質條件差，由於河道上部土質為粉細砂，透水性強，鎖口鋼管鎖口的密封很關鍵。
4、由於地質條件差及開挖後鋼管樁的懸臂長度大，考慮帶水開挖並加內支撐。
二、難點
1、承臺的平面尺寸較大，但施工場地狹小，且工期緊張，施工組織難度大，因此在樁基施工時應開始鋼管樁的插打施工。
2、由於砂性土質透水性強，易發生圍堰漏水現象，採用鎖口內及外側兩道密封措施。
3、插打鋼管樁時一側存在鎖口摩擦，插打精度不易保證，考慮設定可靠的導向裝置。
4、有水開挖時基底情況不可見，開挖深度不易控制，採用高頻次多點檢查跟蹤基底情況。
5、開挖產生的廢漿數量較大，處理困難，考慮設定足夠的棄漿池和有效的環保措施。
根據上述特點及難點，表明承臺的施工能否安全順利，並保證工程的質量和進度，很大程度上取決於圍堰施工的成功與否。
第五章圍堰總體布置
根據工程特點及現場施工條件，本工程主橋索塔承臺採用鎖口鋼管樁圍堰進行施工，總體布置情況見圖5-1「主塔塔承臺圍堰總體布置」）。
圖5-1 主塔承臺圍堰總體布置
1、圍堰的主體部分採用鎖口鋼管樁，從承臺邊緣外擴1.5m作為鎖口鋼管樁的插打軸線，鋼管樁頂標高設定為+4.0m，形成圍堰的同時，兼起擋水的作用。
2、圍囹採用2i40型鋼，在鎖口鋼管樁內側設定牛腿，2i40型鋼放置在牛腿上，環繞圍堰一周形成圍囹，以提高圍堰的整體性，並為內支撐提供支點。
3、內支撐採用φ630鋼管，縱、橫向通長設定，支頂在圍囹上，與鎖口鋼管樁、圍囹形成連線，以抵抗圍堰外側水、土壓力，在潮位最低時提供拉力。
4、由於內支撐長度較大，為防止內支撐下撓變形失穩，需設定內支撐的豎向支腿，增加內支撐的剛度。內支撐的豎向支腿分兩部分完成，一部分在主塔樁基施工時埋入樁頭，另一部分在澆注封底砼時預埋在封底砼中，在承臺第一級砼施工結束後連同內支撐一併拆除，方便第二級承臺砼施工時塔座鋼筋的預埋。
5、為保證帶水開挖時圍堰內外壓力差盡可能的小，設定內外連通裝置，以使兩側水位相同。
第六章施工工藝流程
圍堰內採取帶水開挖、水下澆注封底砼的施工方法，其主要施工步驟為：
1、平整場地，準備施工材料及機具。
2、插打鎖口鋼管樁。
3、完成鋼管樁的插打工作後，設定鎖口兩道密封。
4、在標高+3.5m處設定圍囹和水平內支撐。
5、帶水開挖至標高-4.2m，開挖過程中圍堰內水位保持圍堰外相同。
6、搭設封底砼澆注平台，水下澆注封底砼，其頂面標高控制在-2.3m。
7、封底砼強度達到規定強度值後，將圍堰內水排淨，清理封底砼頂面並修補平整。
8、鑿除樁頭預留砼，分級進行索塔承臺施工。
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