3.5km大橋工程水中墩承臺基坑施工方案(19頁).doc
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2023-06-14
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1、xx市xx路xx大橋工程水中墩承臺基坑施工方案xx市xx路xx大橋工程設計施工總承包項目部目 錄1、工程概況11.1概述11.2水文41.3地質42、總體施工部署52.1施工方案概述52.2主要施工設備62.3人員組織安排62.4施工進度計劃73、主要施工方案73.1測量控制73.2水下基礎挖泥73.3水下爆破及清渣84、質量、安全及環保措施144.1質量保證措施144.2安全保證措施154.3文明施工及環保措施16xx路xx大橋水中墩承臺基坑施工方案1、工程概況1.1概述xx路xx大橋工程線路全長3539m,其中跨越xx部分約為1435m,工程由正橋、岸上引橋及接線道路組成,道路等級為城市主2、干路級,設計車道數為雙向六車道,橋梁凈寬31.5m。大橋主橋墩PM19PM22以及引橋墩PM18、PM23PM28共11個橋墩位于水中。每個主橋墩橫橋向均設兩個分離式承臺,邊主墩PM19、PM22采用倒角矩形形式,中主墩PM20、PM21承臺為尖圓形;引橋每個墩均只有一個承臺,承臺均采用倒角矩形形式。承臺下設2000mm鉆孔灌注樁,主墩樁長1023m,引橋墩樁長1228m。水中墩結構見圖1-2圖1-4,相關設計參數見表1-1。表1-1 水中墩基礎設計參數橋墩號承臺頂標高(m)單個承臺尺寸(m)樁底標高(m)樁徑(mm)樁長(m)樁數PM1826.412.89.2410.42000125PM193、23.319.616.64.58.820001020PM2021.819.6154.5-5.720002320PM2121.819.6154.5-0.720001820PM2223.019.616.64.53.520001520PM2321.712.89.243.72000144PM2422.012.89.241.02000174PM2521.712.89.243.72000145PM2621.012.89.241.02000165PM2721.712.89.243.72000145PM2823.812.89.245.82000144圖1-2 邊主墩PM19、PM22結構圖圖1-3 中主墩PM4、20、PM21結構圖圖1-4 水中引橋墩(PM18、PM25PM27)結構圖圖1-5 水中引橋墩(PM23、PM24、PM28)結構圖為滿足相關部門對阻水率的要求,PM19PM27基礎承臺設計埋置深度較深,承臺底嵌入強、中風化巖層內。承臺與河床、巖面標高的對應關系見表1-2。表1-2 水中墩承臺與河床、巖面標高橋墩號承臺底標高橋墩處河床平均標高(m)橋墩處巖面平均標高(m)PM1918.820.0219.01PM2017.318.4318.03PM2117.320.1517.37PM2218.519.7917.09PM2317.722.0518.0PM2418.021.9118.71PM2515、7.720.2718.02PM2617.020.2217.57PM2717.720.2718.411.2水文xx是長江七大支流之一,河水動態為單汛周期類型,最大洪水發生在48月,且主要集中在4 月下旬至6 月(占全年最大洪水發生總次數的86%),10月至第二年2月為枯水期。最高洪水位為1998年的39.18m(吳淞高程),最低水位為2009年10月的24.93m(吳淞高程),多年平均水位29.48m,最大變化幅度14.03m。xx水流平均流速0.121.26m/s。最大流量20800m3/s(1994年6月28日),最小流量102m3/s(2009年10月28日),多年平均流量為2473m3/6、s。1.3地質根據地表出露和鉆探揭露:橋位地層主要由第四系人工堆積物、河流沖積物(粉砂、粉質粘土、細砂、圓礫)和殘積粉質粘土組成。下伏基巖為元古界冷家溪群板巖,按鉆探揭露順序,自上而下詳述于表1-1。表1-1 巖土工程特性及分布表土層及編號層頂標高(m)層底標高(m)層厚(m)巖土特征描述人工填土24.5125.1921.7122.592.602.80褐黃色、褐灰色,濕,松散,可塑狀粘性土為主,高壓縮性,局部夾風化巖及建筑垃圾,軟硬不均,工程性狀差,堆填時間較短。僅見于東西堤岸粉質粘土21.7127.5618.1621.580.407.80褐灰、灰黑色,軟-可塑狀,底部含粉細砂及云母片。粉土褐7、灰夾灰綠色,濕,稍密狀。含粉細砂,底部夾礫石,見于兩岸。中細砂18.4322.0916.7620.680.303.60褐黃,飽和,松散-稍密狀,混礫石,含云母,粘土充填。圓礫17.4821.3116.8319.220.303.00褐黃色,飽和,稍密。含量60%以上,含量6070,粒徑0.52cm,成分為硅質巖、脈石英、砂巖、石英砂巖,磨圓度較好,混卵石,中粗砂充填。粉質粘土18.9618.160.80褐黃、褐灰色、硬塑狀為主,局部為堅硬狀,原巖結構可辨,局部含黑色鐵錳質氧化物。11強風化板巖16.7618.7911.9917.690.605.40褐黃色、灰綠色,極軟巖,節理裂隙發育,并為鐵錳質8、氧化物浸染,巖芯呈碎裂狀、碎塊狀,用手折可斷。12中風化板巖11.9920.68-9.9119.381.3023.10青灰色、灰綠色、軟巖,巖芯呈塊狀、碎塊狀,少許短柱狀,節理裂隙較發育,充填黑色鐵錳質氧化物。13微風化板巖-17.6019.38-23.432.512.0036.90青灰色,為較硬巖,巖芯呈長、短柱狀、塊狀,錘擊聲脆,節理稍發育,局部為石英脈充填、夾中風化板巖13層-1,厚度1.807.50m不等,性質同12層2、總體施工部署2.1施工方案概述由于水中墩承臺埋置較深,承臺底部位于中風化巖層頂面,需進行水下爆破開挖基坑。先進行覆蓋層開挖:采用抓斗式挖泥船挖泥,配備120m3開底泥9、駁,運至指定地點棄泥,基坑底平面按承臺輪廓線超寬1.5m控制,覆蓋層內按照1:2進行放坡開挖,開挖深度0.44.1m;采用水下爆破作為承臺基坑開挖的輔助措施,采用鉆孔爆破法,根據各承臺底標高及封底厚度,鉆爆深度為1.72.4m,爆渣采用抓斗式挖泥船配開底泥駁清運至指定地點棄渣。承臺基坑開挖斷面示意圖見圖2-1。圖2-1 水中墩承臺開挖斷面示意圖2.2主要施工設備承臺基坑施工主要設備見表2-1“主要施工機械設備表”。表2-1 主要施工機械設備序號設備名稱型號規格單位數量1抓斗式挖泥船斗容量4m3艘12抓斗式挖泥船斗容量1.8m3艘13拋錨艇艘14機動駁120匹、160匹艘各15警戒指揮船艘26平10、板鉆機船27潛孔鉆機CQ-100型臺88開底泥駁120 m3艘49空壓機12 m3臺210發電機組50KW臺211宿舍船艘112水準儀臺113全站儀臺22.3人員組織安排見表2-2“主要人員配備表”。表2-2 主要人員配備序號工 種人數備 注1技術主管1技術管理及技術總結2技術員4現場技術管理及資料收集3安全員2現場安全施工檢查4測量員4測量放樣5鉆機操作人員20鉆孔施工6爆破員3裝藥,連接爆破網絡,起爆7司操人員25船舶駕駛8維修工59潛水員6合計702.4施工進度計劃根據總體施工進度要求和施工工效,水中墩9個承臺基坑的開挖爆破工作在40d內完成,具體安排如下表2-3。表2-3 PM19PM11、27承臺基坑施工進度計劃序號項目名稱開始時間完成時間天數(d)1船舶、設備進場2010-9-62010-9-832測量放樣、設置導標2010-9-72010-9-1043PM27PM22覆蓋層開挖2010-9-82010-9-17104PM19PM21覆蓋層開挖2010-9-182010-9-2365PM19主墩爆破、清渣2010-9-202010-9-2676PM20主墩爆破、清渣2010-9-242010-9-3077PM21主墩爆破、清渣2010-9-282010-10-478PM22主墩爆破、清渣2010-10-22010-10-879PM23PM27引橋墩爆破、清渣2010-10-612、2010-10-16103、主要施工方案3.1測量控制根據控制點高程采用四等水準測量在江邊設立水尺,施工期間隨時觀測水尺,以掌握水位變化情況,控制開挖和爆破深度。水深采用回聲測深儀測量。施工前,在開挖基槽的軸線、邊線、中線的延長線上設立成對的導標,供挖泥船作業定向、導航,控制開挖寬度、邊坡、測設起、終點標和轉向導標、里程標等。陸上無法設立導標時,設置水上浮標。3.2水下基礎挖泥挖泥順序采用抓斗式挖泥船進行覆蓋層開挖,開挖順序為:考慮到枯水期河東水深不足,所以先行開挖PM27PM22橋墩,從東向西逐墩開挖;然后移船至PM19,從西向東依次開挖PM19PM21墩。每個橋墩基礎由上游向下游開挖。挖泥13、船拋錨定位挖泥船拖到施工區域,利用導標定位。核對實測水深與施工圖水深后,隨即放下抓斗,定住船位。然后根據水流、風向情況,依次拋錨展布,采用拋錨艇拋錨。挖泥船布設艉錨1只,尾邊錨2只,船首拋八字錨2只,主錨纜長度一般為200300m,左右邊錨拋出挖槽邊線外100m左右。水下挖泥工效分析配備兩艘抓斗式挖泥船進行挖泥,斗容量分別為4m3和1.8m3。根據港口工程施工手冊,每條挖泥船的生產率可按下式計算:其中每小時挖泥斗數,4m3挖泥船取30,1.8m3挖泥船取40; 泥斗容積(m3); 泥斗充泥系數,對于砂土均取0.9; 土的攪松系數,對于中密砂土取1.15。計算得:4m3挖泥船 ;1.8m3挖泥船14、 兩艘挖泥船日生產能力合計為:(每天工作9小時,時間利用率取0.65)。3.2.4水下挖泥注意事項 考慮到后續承臺鋼套箱的下放,基坑底平面范圍按照承臺輪廓線每邊超寬1.5m控制。開挖邊坡根據土質情況,按1:2進行放坡,保證開挖邊坡穩定。 挖泥過程中要嚴格按照設計斷面施工,勤對標、勤測水深,精確控制挖泥范圍,將超寬控制在最小值。3.3水下爆破及清渣爆破環境需要進行水下爆破施工的橋墩為PM19PM27,均位于xx河內,東、西兩岸距xx世紀城和濱江景觀道均在260m以上,南、北面距三汊磯大橋和銀盆嶺大橋都在2700米以上,因此,爆區爆破環境較好,只要做好爆破過程中對過往船只的警戒防護,可確保其安全。15、水下爆破方案選擇根據墩臺基坑開挖爆破特點、爆區周邊環境、巖石性質(中風化板巖),爆破技術方案主要有水下中深孔松動爆破、水下淺孔控制爆破兩種爆破方案。 水下中深孔松動爆破該方案采用鉆孔船在水面上進行中深孔鉆孔,導管下藥,水下非電毫秒微差爆破。施工工藝簡單、爆破效率高;設備投入成本較大,爆破施工會產生一定的爆破振動、飛石、空氣沖擊波等有害效應。該方案適用于水深較大、水流急、工程量大、工期緊的水下爆破工程。 水下淺孔控制爆破該方案采用鉆孔船在水面上進行淺孔鉆孔,導管下藥,水下非電毫秒微差爆破。施工工藝簡單、設備投入成本相對較低,但爆破效率較低、水中鉆孔難度較大。該方案適用于水淺、水流平穩、且工程量較16、小的工程。因此,根據爆區現場條件,為加施工進度,確保爆區周邊環境的安全,有效降低爆破振動、爆破飛石及空氣沖擊波等有害效應,對比上述兩種方案,擬采用水下中深孔松動爆破方案進行爆破開挖。3.3.3水下爆破參數設計鉆孔直徑為100mm,根據水運工程爆破技術規范,橋位區開挖范圍內巖層為軟巖,炮孔間距取,炮孔排距取,超鉆深度取1.0m。則單孔裝藥量按下式計算:其中單孔裝藥量(kg); 水下鉆孔爆破單位炸藥消耗量,取; 分別為炮孔間距和炮孔排距(m); 設計爆層厚度,即開挖巖層厚度與超深值之和,取最大值3.4m計算得單孔裝藥量為:3.3.4安全距離 爆破振動允許安全距離根據水運工程爆破技術規范公式6.3.17、3,爆破振動允許安全距離按下式計算:其中爆破振動安全允許距離(m); 與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數,取300; 保護對象所在地質點振動安全允許速度,根據水運工程爆破技術規范表6.3.2,取; 炸藥量(kg),本次水下爆破采用延時微差起爆技術,一次爆破4排,最大藥量為; 衰減指數,取1.8。計算得:根據現場實際情況,xx世紀城住宅區距最近的爆破點也在260m以外,因此水下爆破對民房不構成傷害。 水中沖擊波安全距離在水深小于30m的水域內進行水下爆破,炸藥量時,水中沖擊波的安全距離應符合下表3-1的規定。表3-1 水中沖擊波安全距離對象游泳者潛水者施工船舶其他航行船舶木船鐵船18、安全距離(m)7009001501001000 個別飛散物爆破個別飛散物對人員的安全距離,當水深大于6.0m時,由于有水層阻力作用,可不考慮飛石對地面或水面以上人員的影響;當水深在1.56.0m時,最小安全允許距離為20070m。3.3.5水下爆破施工 施工流程考慮水流對爆破時碎石的沖移,每個橋墩的施工順序為下游往上游實施爆破。具體流程見下圖3-1。 施工放樣根據設計的炮孔間距和排距調整鉆機的機距和排距,把鉆孔區域劃分成若干鉆孔斷面,并按順序編上斷面號,并以每排首尾兩孔的平面坐標作為鉆孔爆破船施工定位的依據,用全站儀測量指揮定位。施工準備、相關手續報批鉆孔船就位交叉鉆孔驗收炮孔裝藥與填塞連接起19、爆網絡移船、起爆爆后檢查及處理基坑清理爆破方案設計、發布爆破公告起爆體加工電雷管檢測警戒圖3-1 水下爆破施工工藝流程圖 鉆孔、裝藥水上鉆孔采用鉆孔船,在甲板上安設軌道,供鉆機移動。鉆機采用CQ-100型潛孔鉆機,炮孔按三角形或梅花形錯開布置,鉆孔孔徑100mm,一次性鉆到炮孔設計底標高,鉆孔平面偏差不大于200mm。炮孔成孔后,檢查炮孔深度和沉碴厚度,各項指標符合質量要求后,即通知爆破員裝藥。水下爆破采用80防水乳化炸藥,裝藥時應接緊提繩,配合送藥桿進行,不得使藥包自由下落。爆破員測量藥包是否到位,藥包到位后慢慢提拔大管,防止刮帶藥包。孔深小于3m時裝一個起爆藥包,藥包位置放在孔底;孔深大于20、3m時加裝一個起爆藥包,藥包位置在距離孔底2/3裝藥高度處。炮孔中用河沙填塞,長度為孔深的1/51/3。裝藥完畢經檢查無誤后,爆破員將導爆管起爆網絡的節點整理捆扎后放在安全部位,鉆孔船移位時不得越過已裝藥的炮孔。裝藥結構見圖3-2。圖3-2 裝藥結構示意圖 爆破網絡及起爆程序起爆方法采用導爆管起爆(又稱非電起爆)。起爆網采用并串聯網絡,即每4-5排并聯為一組,各組用導爆雷管串聯一起。為增加自由面,提高爆破效果,使爆破后塊石破碎均勻,加快清碴速度,在導爆中采用不同段別的毫秒延期導爆管實現微差爆破。爆破網絡連接示意圖見圖3-3。圖3-3 爆破網絡連接示意圖一次起爆的鉆孔全部裝藥完畢后,爆破員根據設21、計的起爆網路按不同的節點將導爆管均勻地鋪設在傳爆雷管四周,并用膠布捆扎牢固。經檢查無誤,水上施工船舶全部撤至安全區并發出爆破預告信號后再將電雷管與水下的非電導爆管用膠布牢固地捆扎在一起。連接電雷管的小電纜起爆前再與起爆器連接。按設計要求起爆的炮孔起爆網路連接完畢后,經檢查(同段起爆孔數、雷管段別、捆扎質量、網路節點等)無誤后,現場指揮聯系起爆前的各項事宜。待人員和施工船舶撤離爆破危險區后,發爆破預告信號,5分鐘后發起爆信號,發起爆信號后即刻起爆。起爆完畢,爆破員到爆破現場檢查有無盲炮,經檢查無任何隱患后,發爆破解除信號,工作人員方可進入現場作業。 警戒范圍與信號a.警戒范圍:根據爆破設計參數及22、周圍環境確定警戒范圍為距爆破地200m,在爆破前將人員、船舶、車輛疏散到安全地帶,臨時封鎖范圍內的道路,四周設警戒哨。b.信號:第一次警報:警戒信號,將人員、船舶、車輛疏散至安全地帶;第二次警報:起爆信號;第三次警報:爆后檢查無誤后,解除警戒,c.爆破時間:中午11:3012:30;下午5:005:30。 盲炮處理爆破后應檢查有無盲炮,爆后檢查的等待時間不少于5min。發現盲炮及其他險情時,檢查人員應立即報告,根據現場實際情況制定處理方案,安排有經驗的爆破員進行處理,處理前應在現場設立危險標志,并采取相應的安全措施。首先檢查導爆管是否有破損和斷裂,如有應修復后重新連線起爆。盲炮處理后,處理人員23、收集銷毀殘余的爆破器材和填寫登記卡,登記卡包括盲炮的地點、發生的時間、發生的原因、處理的方法及過程、處理結果和避免再次發生的技術措施等。 爆渣清理及基坑驗收爆破后用抓斗式挖泥船清渣,由拖輪拖開底泥駁運至指定棄渣區域棄渣。基坑驗收每5m測一個斷面,每個斷面每12m測一個點,用測深儀測量,并做好記錄,繪制基坑底面地形圖。4、質量、安全及環保措施4.1質量保證措施挖泥施工質量保證措施 開工前進行詳細的技術交底和安全交底,使作業人員做到心中有數。 依據業主提供的首級施工控制網,進行首級施工控制網復測和施工加密控制網的施測。測量成果上報監理工程師、業主,經核查批準后使用。 施工導標應經常檢查校核,并注意24、保護。測量人員對施工人員進行詳細交底,使施工人員明確導標的相應位置及其所標示的方向線。 施工中加強對水位的觀測,并及時將水位情況報告挖泥船上的技術人員,以便確定開挖深度。 做好交接班工作,特殊情況影響施工時,應在岸上立終止標,以備連續作業。 做好現場施工的原始記錄、整理及歸檔工作。4.1.2水下爆破質量保證措施 當鉆孔船基本定位后,施工技術人員必須等船舶穩定后再進行復測定位,確保鉆孔位置偏差不影響爆破效果。 鉆孔不宜分層,應一次鉆深到位。鉆機船移位時不得越過已裝藥的炮孔,以免刮斷導爆管造成盲炮。 鉆孔時,應注意鉆桿是否出現傾斜、塌孔,并及時采取措施。遇到大風天氣不得強行施工,以免船舶搖擺損壞鉆25、桿。 作好技術交底,隨時觀測水位,以便控制鉆孔深度,并做好施工水位、爆破簽證記錄,填寫鉆機船施工記錄。 必須嚴格按爆破設計控制裝藥量和起爆秩序。在專門的加工房制作炸藥卷,用專用小機艇將藥卷運到施工現場。 炮孔堵塞物采用細沙,堵塞長度應確保藥包不至浮起。 根據挖泥船清碴情況,對每次爆破礁石的破碎效果進行分析,隨時調整爆破參數,以達到最佳效果,提高清碴效率,減少盲炮和補炸范圍。 爆破網路連接施工質量措施:電雷管在使用前必須逐個檢驗;加強對導爆管、乳化炸藥的檢驗,確保使用爆破器材的可靠性,保證爆破的質量及效果;用于同一網路的雷管,必須是同廠、同型號的產品,其電阻差值應在允許范圍內。4.2安全保證措施26、爆破施工安全措施 嚴格執行國家中華人民共和國爆炸物品管理條例、爆破安全規程、水運工程爆破技術規范和地方公安機關的有關規定。 施工前由地方海事局發布航行公告,工地上設置明顯施工通航標志,并與航道、海事部門研究施工對航行的干擾,制定相互避讓辦法。 施工前辦理好各種爆破作業許可證,爆破員必須持有爆破作業證,持證上崗。 爆破方案經審查同意后,在當地公安部門的協助下,爆破前三天向爆區附近單位和居民發布爆破公告。做好宣傳解釋工作,得到當地居民的諒解和支持,避免不必要的沖突。 根據設計要求申報所需爆破器材,在取得“爆炸物品,使用許可證,準購證,運輸證”等證件后,挑選符合運輸要求的車輛,將所需爆破器材購回,存27、放在當地公安部門制定的地方,并在安全的地方由爆破員專職進行起爆體加工。并注明重量、段別、裝藥地點等。對爆破器材應設專人看管。 成立爆破施工指揮及安全維護機構,落實各項安全施工事宜。 在施工區域上、下游各設1艘警戒船,負責對過往船舶進行統一指揮,爆破作業時間段內作業區域河段范圍內禁止所有船舶通行,嚴禁爆破作業時間段內在禁航水域游泳、潛水。通航時,施工船舶盡可能單列并讓出航道,施工船舶與海事指揮船保持密切聯系,如遇特殊情況雙方根據實際情況進行協調。 鉆孔爆破工人必須統一著裝,穿救生衣、戴安全帽,鉆探工與爆破工必須相互協調,互相配合。 爆破作業時,加強岸上警戒,在岸上設立警示標志標牌,設立警戒哨。 28、非施工人員嚴禁上工作船,嚴禁任何非施工船只停靠爆破作業船。 所使用的危爆物品由民爆公司每天配送至施工現場,當天未使用完危爆物品及時退庫。加強爆破器材的管理,嚴格出入庫制度,杜絕丟失。 爆破前必須由爆破員、爆破工程師和技術負責人三道檢查簽字后方可實施爆破。 針對爆區實際情況,設計合理的爆破方案,嚴格控制最大段裝藥量和一次爆破的總裝藥量,嚴格控制爆破振動、水沖擊波及飛石等有害效應。 采用非電毫秒雷管微差爆破技術,實行孔內多段微差爆破,以降低爆破振動,改善破碎效果。 劃定安全警戒區,警戒區內一切正常后,連續搖響報警器三次,然后實施爆破。爆破后15分鐘船舶方可進入現場,檢查爆破情況,并按規定處理好盲炮29、,最后撤除警戒區。其他安全施工措施 特殊工種的操作人員均已經過培訓,持證上崗。 施工人員進入現場必須帶好安全帽,扣緊帽帶(無關人員禁止進入施工現場)。高空操作人員在施工時必須系好安全帶,穿防滑鞋。 所有參與施工的工程船舶都必須備有滿足施工和汛期使用的錨索具和工屬具。在施工中根據灘險工況,必要時要增設保險主、橫纜。 施工船舶應加強值班,并注意收聽氣象預報,做好防抗雷雨大風的一切準備。船上的動力線路、照明線路經常保持完好狀狀態,以防漏電激發火花,引起火災。 加強對職工在船上使用火源的管理,以及水上生活安全知識教育。 所有機電設備實行“一機一閘一保險”制度,并必須有可靠的接地、接零保護。 遇六級以上大風、大霧天、雷暴雨等惡劣氣候時停止開挖、爆破作業。4.3文明施工及環保措施 水下基礎開挖時設立導標和浮標,精確定位,防止土方量超挖。 覆蓋層開挖后用泥駁運至指定地點棄泥,泥駁在運輸過程中應保證泥門緊閉,防止泄露。 水下爆破采用微差毫秒爆破方法,嚴格控制一次爆破的總藥量和微差爆破的單段最大藥量,以減小水下沖擊的影響,減小爆破地震波對周圍建筑物的影響。 施工時嚴格按照建筑施工場界噪聲限值(GB12523-90)控制噪聲排放。 加強對船舶設備的保養和維護,防止漏油事故發生,減少對xx的污染。 施工期嚴格禁止施工船舶向水體排放對水環境有害的污水、油類、油性混合物等污染物質和廢棄物。
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