岩溶发育地区高速公路大型互通立交、梁场规划及施工组织管理

岩溶发育地区高速公路大型互通立交、梁场规划及施工组织管理发表人：中铁隧道集团三处有限公司广乐T10标项目部二0一二年三月目录一、工程概况1、工期要求2、存在问题3、桥梁设计参数二、岩溶发育地区桩基施工1、施工方法2、遇溶洞采用的应急措施3、体会和心得三、梁场规划1、场地建设、制架梁安排2、清水砼施工工艺四、整体施工组织管理1、协调管理2、现浇梁施工顺序安排3、现浇梁施工进度指标4、非跨线现浇箱梁施工五、跨线施工应急预案1、原因分析及对策2、现浇梁施工安全应急预案一、工程概况马渡互通立交是乐广高速与京港澳高速相交的互通式立交桥，由跨京港澳高速主线桥及8条互通匝道组成。马渡互通主线桥左线长2088.35m，右线长1840.23m，除与匝道桥接口段采用现浇箱梁外，其它均采用预应力小箱梁架设。互通立交分别设A～H共8条匝道，其中A、E匝道上跨京珠高速公路，C、E、F匝道上跨国道G323，所有匝道桥均采用桩基础、柱式墩，现浇箱梁结构。(鱼)(鱼)沥四海汽车维修中心马渡互通主线桥终点ZK96+351.5、YK96+370E匝道起点EK0+144.69C匝道终点CK0+670.715C匝道481.493mC匝道起点CK0+129.093B匝道346.729mB匝道起点BK0+083.196A匝道起点AK0+146.909F匝道起点FK0+076.698F匝道325.27mG匝道终点GK0+673.863G匝道543.14mD匝道终点DK0+587.164D匝道541.622mA匝道终点AK0+977.52E匝道终点EK0+947.52H匝道终点HK0+664.812D匝道起点DK0+105.671A匝道830.611mH匝道567.837mZ1K95+311.540*25+21*20+3*40+30+40+30+22*20m,马渡互通主线特大桥：PC分体小箱梁，RC砼箱梁H匝道567.873mLK103+0721-4*3m机耕通道LK103+2953*8m小桥AK0+914.51-4*3m汽车通道AK0+914.51-4*3m汽车通道323国道323国道323国道京珠高速京珠速右线右线右线右线右线右线右线右线整体浇筑两端张拉整体浇筑两端张拉钢筋砼结构钢筋砼结构钢筋砼结构钢筋砼结构钢筋砼结构钢筋砼结构钢筋砼结构钢筋砼结构钢筋砼结构第四联(3*20m,非预应力）第一联(3*20m,一端张拉）ABAB第二联(3*20m,一端张拉）第三联(4*20m,一端张拉）ABAB第五联(3*20m,一端张拉）第六联(3*20m,一端张拉）AB第七联(3*20m,两端张拉）整体浇筑两端张拉第八联(3*20m,一端张拉）ABAB第九联(3*20m,一端张拉）第三联钢筋砼结构钢筋砼结构第二联钢筋砼结构第一联第一联(3*20m,非预应力）第二联(4*20m,非预应力）第三联(4*20m,非预应力）第一联(4*20m,一端张拉）第二联(4*20m,一端张拉）第三联(4*20m,一端张拉）ABAB第一联(5*20m,非预应力）第二联(4*20m,非预应力）第三联(4*20m,非预应力）第四联(4*20m,非预应力）第二联(4*20m,一端张拉）第一联(4*20m,一端张拉）ABAB第三联(5*20m,一端张拉）第四联(3*20m,非预应力第五联(4*20m,一端张拉）AB第六联(4*20m,两端张拉）第七联(4*20m,一端张拉）AB第一联(3*20m,一端张拉）第二联(3*20m,两端张拉）AB第一联(4*20m,两端张拉）整体浇筑两端张拉钢筋砼结构第二联(4*20m,非预应力）第三联(4*20m,一端张拉）AB第四联(4*20m,一端张拉）AB第五联(4*20m,一端张拉）ABAB说明：行车方向预应力张拉方向4-3(2012-1-25~2012-3-10)第七联(4*20m,一端张拉）第十联(4*20m,一端张拉）第十五联(4*20m,一端张拉）第十五联(4*20m,一端张拉）第十九联(5*20m,一端张拉）第十联(4*20m,一端张拉）图1-1马渡互通立交桥平面布置示意图1、工期要求合同要求该桥2010年7月16日开工，2012年7月15日竣工。实际业主根据施工现场征地拆迁进度,综合考虑，要求2013年主体工程完成即可，目前项目部根据资源投入情况计划2013年4月30日完成主体工程。2、存在问题目前本合同段红线内用地大部分已移交，但京港澳高速和G323国道两侧房屋、地面杆线及地下国防光缆部分未拆迁，桥梁桩基施工受影响。3、桥梁设计参数马渡互通立交是本项目与京港澳高速公路交叉而设置。主线与匝道相交共有6处，均为现浇箱梁，其余为预制箱梁，匝道上部结构均为现浇箱梁。表1-1桥梁设计参数表序号桥梁名称中心桩号孔数及孔径（孔—m）桥梁全长（m）结构类型上部结构下部结构桥墩桥台1马渡互通主线桥ZK95+311.540×25+21×20+3×40+（30+40+30）+22×202088.35预应力砼预制箱梁、预应力砼现浇箱梁柱式墩、桩基础桩柱式、肋板式、桩基础YK95+452.9122×25.19+8×25+21×20+3×40+（30+40+30）+22×201840.232A匝道桥AK0+476.1510×23.5+3×20+6×21+（22.9+21+21）+6×21614.94预应力砼、钢筋砼现浇箱梁桩柱式、桩基础3B匝道桥BK0+204.111×20223.03钢筋砼现浇箱梁肋板式、桩基础4C匝道桥CK0+461.054×20+（20+20+21+17）+12×20.4405.84预应力砼、钢筋砼现浇箱梁柱式墩、桩基础肋板式、桩基础5D1匝道桥DK0+145.3153×2063.03钢筋砼现浇箱梁肋板式、桩基础6D2匝道桥DK0+500.7857×20143.037E匝道桥EK0+464.2613×20.7+3×20+4×23+(21.2+27.5+23+20)+4×20595.84预应力砼、钢筋砼现浇箱梁肋板式、桩基础8F匝道桥FK0+152.633×22+(21+23+21)134.5预应力砼现浇箱梁桩柱式、桩基础9G匝道桥GK0+526.012×22.5273.04肋板式、桩基础10H匝道桥HK0+476.88517×20343.04钢筋砼现浇箱梁正常的钻孔成桩、墩柱、盖梁施工均是较成熟工艺，在这里就简单的介绍下溶洞桩基施工相关事项。马渡互通桥钻孔桩751根，直径分别为φ1.2m、φ1.3m、φ1.5m和φ1.8m。桥位处岩溶极其发育，通过对桩基地质勘察资料统计，绝大部分桩均存在溶洞，大部分呈串珠状发育，已勘探总桩数684根，溶洞桩数411根，所占比例65%，溶洞高度0.1～26.9m不等，其中0.1～3m高溶洞852个，3～8m高溶洞278个，8m以上高溶洞76个（具有代表性的溶洞如图1-2所示）。有全充填、半充填、无充填三种。溶洞充填物有粉质粘土、灰岩碎块、卵石土。溶洞处理的成败关系到桩基础施工质量、安全和成本。二、岩溶发育地区桩基施工图2-1溶洞桩基地质柱状图1、施工方法本项目主体工程洞碴及粘土富余量大，从施工安全及成本控制方面考虑，本项目溶洞处理方法是以片石和粘土添加水泥反复冲填为主，钢护筒跟进为辅。如若采取上述方法仍存在漏浆及坍孔时，采用钢护筒跟进埋置直至不再漏浆为止，当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会部分或全部流失，严重时会造成塌孔，这时可采用片石和粘土，利用钻头冲击将片石和粘土挤入溶洞和岩溶裂隙中，还可掺入水泥、锯末，以增大孔壁的自稳能力。回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1～2m。溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应再次回填，反复回填、反复冲击，直至不再漏浆为止。填充片石和粘土法：片石和粘土填充一般情况仅适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，其优点为方便、快捷，节省费用。本项目有较多桩基溶洞高度大于8米，我们采用勤回填，反复冲填的方法，对溶洞高度大于5m处即使处理后不再漏浆，仍继续反复回填冲击2～3次，使岩壁固结更加紧密结实。溶洞处理取得较好效果，且混凝土超量大幅降低。2、遇溶洞采用的应急措施在施工现场准备足够的粘土、片石和水泥（如图1-3所示），同时制备大量的泥浆。根据地质钻勘得出的溶洞顶标高反算出地面至溶洞顶的深度，根据此溶洞与钻进深度相比较可知是否到达溶洞顶部，装载机或挖掘机就位，密切注意泥浆面变化，一旦穿通溶洞后，提起冲锤，向孔内回灌泥浆，向孔内回填片石和粘土，如果不发生塌陷，则用冲锤冲击孔洞内孤石和突石，对洞底部斜岩面进行冲平，以保证桩基不偏孔。图1-3施工现场准备足够的粘土、片石和水泥在入岩后要有专人观测护筒内泥浆面的变化，根据冲孔的进尺情况，如果进尺由慢突然变快，或泥浆面突然下降，这时说明击穿了未知溶洞，当遇到溶洞漏浆时，迅速铲起片石和粘土填孔，同时集中泥浆泵往孔内大量补浆。应迅速补浆和改变冲程以防止偏孔和卡锤。如果此时出现偏孔，则采用片石和粘土对偏孔部位全部回填，重新冲击成孔。如果出现一下冲破溶土洞顶板，泥浆突然间流失，引起整个孔坍塌严重，则迅速提起冲锤，要求人员马上离开钻机，待不再坍塌后，对整个孔进行回填处理，先进行预处理后，重新成孔。（1）偏孔的技术对策①溶沟、溶槽、岩面起伏不平。在钻孔穿过覆盖层或溶洞填充物接触溶洞顶板时，钻孔速度会明显降低，主绳摆动大，遇此情况应马上提出钻头，抛入坚硬片石和块状粘土，以小冲程冲击，待冲到原位后第二次抛入相同配备的混合物以大冲程冲击，反复进行，直到不偏孔为止。②溶洞侧壁侵入孔径。以加入大块片石为主，并适当降低泥浆比重，回填后以小冲程钻进，钻头平稳后再加大冲程造孔。（2）卡钻的技术对策①司钻人员随时观察钻机负荷和主绳摆动情况，发现卡钻征兆及时提起钻头进行抛填处理。②在距溶洞顶板以上30～50cm处改变钻孔冲程和冲击次数，采用慢打轻击，进入溶洞后反复抛填片石、粘土及水泥。③改变钻头形式。在原十字形钻头上焊圈，把十字形连接起来，使之减慢钻进速度，一次成孔并圆顺。（3）掉钻的技术对策①钻头龙门与钻体区段间加工成圆弧过渡，防止断面尺寸突变，形成薄弱部位引起应力集中而断裂。②在钻孔过程中要经常检查钻具、钢丝绳、钻头直径磨损程度，发现超限应及时更换。3、体会和心得（1）、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现偏孔，除采用抛填片石平衡钻头外，必要时采用重量较大的钻头处理。（2）、溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，促使片石和粘土的固结利于固壁。（3）、为了避免发生缩孔，充填物的溶洞采用抛填大块片石的方法处理。（4）、溶洞内泥浆浓度要大，比重控制在1.2～1.4之间。（5）、如孔内泥浆不是大量流失，粘土可不装袋投入。（6）、当处理注漏浆时或到达溶洞位置但不漏浆，要向孔内抛填片石及粘土进行固壁，小冲程反复冲砸，使抛填片石充分挤入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。（7）、当灌注到溶洞位置时保持较大的埋管深度，防止混凝土由于挤破护壁后突然下沉，造成断桩。施工过程中经常抽动导管，在确保导管能拔出的前提下保持埋管埋深不小于5m,防止突然漏浆导管悬空导致断桩。（8）、溶洞桩施工前要注意认真复核桩基设计入岩深度及持力层厚度，对不符合要求的桩基及时与监理单位、设计单位沟通调整，避免因设计疏忽造成桩基返工对我方带来损失。1、场地建设、制架梁安排本标段设置1处箱梁预制场，布置于国道G323左侧空地上，距主线约3公里；占地约39000m2(58.5亩)，负责全标段预制梁的生产。预制场内分制梁区、存梁区、钢筋、预应力加工区、砼生产区。制梁台座基底用灰土振动压实进行加固处理，基础采用C25钢筋砼条形基础；提升系统采用轨行式龙门吊提升；预制场地面采用厚度为15cm的C20水泥砼进行硬化；预制场内设置自动喷林系统和蒸汽养生设备；预制场实行封闭式管理。预制梁场