阳逻大桥施工技术交流-双塔钢箱梁悬索桥

1、,阳逻大桥施工技术交流（双塔钢箱梁悬索桥）,一、南锚施工技术,工程地质、水文地质复杂，距长江大堤仅150m，设计施工均存在一定风险，必须制定可靠的预案措施确保安全； 国内首次采用厚1.5m、深60m、内径70m圆形地下连续墙作为围护结构，国内无类似的工程参照； 长江防汛要求高，对锚碇的结构设计，封水、防水设计提出更高的要求； 1.5m厚地下连续墙施工技术复杂，要确保圆形完整连续的按期完成，必须借助先进设备和工艺； 工期紧，10月上旬开始成槽，为了确保长江大堤的安全渡汛，至基础底板完成仅有7个月时间； 工序多，技术复杂，质量要求高，对施工组织和施工控制要求极高。,特点和难点,地下连续墙施工技术研究 自凝灰浆挡水帷幕施工技术 超深基坑开挖施工技术 信息化施工控制管理技术 混凝土施工技术,从以下几点分别介绍：,地下连续墙施工技术,地连墙为内径70m，厚1.5m的圆形结构 地连墙总深度54.560.5m 地连墙划分为25个期槽和25个期槽 设计嵌岩标准： 当强风化岩层厚度大于5m时，地连墙入弱风化岩1m 当强风化岩层厚度为05m时，地连墙入弱风化岩1.5m 当无强风化岩时，入弱风化岩2.5m

2、地连墙开挖建基面以下入土深度不小于10m,墙体深 厚度大 嵌入弱风化岩 封水要求高 工期紧,施工流程,纯铣法：用于槽孔10m以下覆盖层及全风化、强风化和强度较低弱风化岩层 凿铣法：用于槽孔底部难以铣削的的坚硬基岩,“铣接法”接头连接技术,接缝处理方法：期槽清孔换浆前，采用钢丝刷分段 自上而下刷洗期槽端头混凝土壁， 直至钢丝刷基本不带泥屑，孔底淤积 不再增加为止。,泥浆池 （总容量2500m3）,泥浆输送系统,泥浆净化系统,泥浆净化系统工作状态,钢筋笼采用1台150t汽车吊和1台100t履带吊抬吊 主吊采用4点吊，副吊采用6点吊 钢筋笼对接采用冷挤压套筒连接,泥浆质量 成槽精度 混凝土浇筑质量 钢筋制作与吊装质量 槽段接缝质量,为确保地连墙成槽质量，本工程全部采用了膨润土泥浆进行护壁。护壁泥浆配比在泥浆配比试验初步确定下来，后在主体工程先期几个槽段施工中根据使用情况又进行了优化，见下表：,新制泥浆在膨化池充分膨化后，抽入送浆池供使用。施工中新制泥浆、槽孔内造孔护壁泥浆及浇筑前槽孔内泥浆质量按后表要求进行控制，效果较好。在施工中制定了严格的泥浆指标检测程序，一般情况下泥浆指标均优于控制标准

3、，特别是清孔过程中，通过置换部分新浆或添加CMC调浆，泥浆粘度一般控制在35s左右，含砂率控制在1%左右。所有50个槽段未出现因护壁泥浆质量不好而塌孔的现象。,阶 段,泥浆性能指标控制标准,液压铣操作控制系统,地连墙槽孔检测设备,混凝土性能是地连墙混凝土浇筑质量的控制性因素。本工程钢筋笼较密，槽段较宽，对混凝土对原材料及各种性能要求高，除应具备一般水下混凝土的基本性能外，在混凝土配合比设计时充分考虑了混凝土的和易性和流动性，混凝土坍落度控制在2022cm，扩散度在3540cm，坍落度保持在15cm以上时间不少于1.5小时。经对50个槽段逐个进行超声波检测，所有槽段砼无缺陷，质量良好。,地连墙工程于2003年10月8日开工，历时80天，于2003年12月27日全部结束，比预计工期提前10天。,自凝灰浆挡水帷幕施工,自凝灰浆（又称自硬泥浆，Self hardening muds），是用膨润土、水泥、水和缓凝剂等按一定比例制成的浆体，它是介于普通泥浆和水泥浆之间的一种水基浆体，具有较为特殊的物理力学性质。一方面它像泥浆，是一种具有触变性能的胶体悬浮液，可以起到固着孔壁和悬浮钻钻屑等作用，另一

4、方面，它又向水泥浆一样，可以自行硬（固）化成为防渗墙体并且具有足够的强度和抗渗性能。由于其不含骨料（砂、石），弹模大大低于其它墙体材料，可适应较大变形而不开裂从而达到较好的防渗效果。由于其具有较大的优点，该技术已在世界很多国家得到广泛应用和发展。,自凝灰浆防渗墙设计墙厚0.8m，帷幕与圆形地下连续墙的间距为10m，在平面上呈圆形结构，直径93.0m，墙顶高程22.0m，墙底进入强风化岩石0.51.0m。墙体平均深度52.0m，自凝灰浆防渗帷幕总量约为15870m2。帷幕在平面上共划分为128个槽段，分、期槽，、期槽段间搭接40cm，由于采用设备抓斗宽度不同，槽段宽度分两种，其中150段槽宽为2.5m，51128段槽宽为2.8m。 自凝灰浆防渗墙墙体作为柔性结构设计，墙体材料的设计指标如下：,抗压强度：R28= 0.20.3MPa； 墙体渗透系数：ki10-6cm/s； 墙体允许破坏比降：J25。,帷幕施工平面图,帷幕施工立面图,生产性试验,如此超深自凝灰浆防渗墙在国内尚无先例，在国外也罕见，其对施工设备、施工工艺及浆体性能均提出很高要求，因本工程的特殊性，基坑必须在汛期前实现封底，为做

5、到万无一失，验证浆液性能、预定工艺的可行性及工效，在大规模施工前，首先进行生产性试验，以验证自凝灰浆在本工程实施的可行性，同时为大规模施工积累施工参数，以便进一步对工艺进行优化。,主要试验项目,浆液配比性能及对本施工的适应性 选用的液压抓斗对本工程地层超深自凝灰浆帷幕的适应性和工效 墙体不同深度的强度及墙体的抗渗性能,抓斗施工全过程,施工方法,帷幕施工采用抓斗单抓成槽法，即抓斗每一抓为一个槽孔。 自凝灰浆防渗墙分两期施工，根据施工设备的不同，BH-12型抓斗的成槽长度为2.5m，、期槽孔间搭接长度为0.4m；HS-843-HD型抓斗的成槽长度为2.8m，、期槽孔间搭接长度为0.4m。 施工顺序：先开挖期槽，待一期槽内的自凝灰浆达到35天龄期后，再开挖其间期槽。,施工质量控制,槽孔开挖质量 槽孔宽度：槽孔宽度不小于80cm。检查方法是通过测量抓斗的斗体厚度来保证槽孔宽度，要求斗体厚度不小于78cm，并且不大于80.1cm。 槽孔深度：以现场取样，确定终孔深度，要求嵌入强风化基岩不小于0.5m。检查方法，根据槽孔内的抓取物，判断槽孔是否进入到基岩内。具体操作方法：在抓取出基岩物后，立即测量

6、孔深，在此基础上继续开挖0.5m深，这样能确保帷幕进入基岩0.5m。 槽孔的孔位偏差：开孔的孔位偏差不应大于5cm。检查方法，采用直尺或钢卷尺，直接测量抓斗的中心与槽孔孔口的中心位置的偏差值，最大不超过5cm。,砂 砾 石,细 砂,泥 岩,槽孔垂直度：槽孔双向偏斜不得大于0.6%。检查方法，槽孔垂直度检查采用重锤法。根据其在槽孔口的偏差值，计算其孔斜率。由于浆液初凝时间与施工时间是关联的，孔斜后纠偏占用时间过多会影响成墙质量，同时也影响工期，这就要求在施工过程中加大检测频率，本工程每进尺2m检测一次，有效地保证了成槽精度。,自凝灰浆原浆质量,在槽孔口取样，每槽二组，测定其密度、粘度。 其标准为：密度1.17g/cm3， 粘度40s。,自凝灰浆墙体材料取样检测与检查,成槽结束后，从槽孔内上、中、下三部位各取一组灰浆，然后将所取灰浆混合后装模成型并进行养护和室内强度检验。 试件成型数量、抗压强度：每槽 2组；渗透系数、破坏比降：每个试验部位1组，共取2组；弹性模量：每个试验部位1组，共取2组。 试样的抗压强度试验按照取样的总数的50%，分别进行龄期14d和28d的强度试验。渗透系数、破坏比

7、降和弹性模量试验进行龄期28d的强度试验。,外围挡水帷幕检查孔注水试验成果表,试样试验结果表明，14天龄期的平均抗压强度为0.21MPa，28天龄期平均抗压强度超过设计的0.3 MPa。抗渗系数k平均为5.610-7cm/s，符合设计要求的抗渗系数k小于i10-6cm/s，允许渗透比降J都大于40，满足设计J大于25的要求 。帷幕压水试验成果表明，帷幕墙体的渗透系数k均在10-6级，满足设计要求。,墙体力学性能试验研究,为系统的研究自凝灰浆材料的强度、抗渗及耐久性，试验在现场按不同槽段、不同浇筑部位分别取样制模、养护一定时间后，委托长科院实验室试验。其中，自凝灰浆三轴压缩试验按A、B两槽段的上、中、下不同部位以及龄期28、60、90天，分别取样，共计8组。自凝灰浆渗透变形试验仅选取A槽孔中部，按28、60、90、120、180天龄期进行，共8组16个试件。自凝灰浆耐久性试验3组。为分析自凝灰浆材料随土层含水率减少的强度变化规律，选取B槽试件进行了相关的试验研究。此外，根据数值分析需要，进行了1组地基土的原状三轴压缩试验。,三轴排水剪切试验：三轴排水剪切试验在应变式三轴仪上进行。试样分别

8、在100kPa、200kPa、400kPa、600kPa周围压力下固结排水，待试样固结稳定后进行慢速剪切。 在不同围压下试验前、后的质量及尺寸变化表明:随围压的增大，试样失水量增大，说明剪切完成以后试样的含水量与围压关系密切，剪切过程中试样排水量大。,不同龄期、不同部位的初始模量与围压的关系,在不同围压下初始模量随取样部位由上至下有所增长，但增长趋势并不显著，两槽相同部位的初始模量相差不大，说明两槽内的自凝灰浆较为均匀；但随着围压的增大，初始模量呈明显增大的趋势，说明围压是影响材料模量的主要因素。,抗压强度试验在YE60型压力机上进行，试样采用777cm方形试件，按照一定的养护龄期，进行材料的抗压强度试验。,由以上可见，自凝灰浆作为一种柔性材料，具有强度和抗渗性能后期增长率高的特点，特别是掺加粉煤灰的灰浆，由于粉煤灰潜在的活性在后期的作用更加明显，所以国外常用90d龄期的指标作为控制指标。本次试验的结果也证实了这一点，所以建议根据工程的情况，可选用较长龄期，比如说60d或90d的指标来进行设计和质量控制。这样做的好处，可进一步优化配比，减少胶凝材料用量，提高浆体施工性能，降低工程成本。

9、,不同失水程度下的抗压强度试验成果 为了模拟自凝灰浆在天然失水状态下的强度变化规律，选取B槽龄期为100天的试样埋在初始饱和的土壤中，按泥浆风干龄期为3天、7天、22天、28天、41天、60天等6个不同含水量状态，对试样进行抗压强度试验。,试验表明：尽管泥浆平均含水量由30%逐渐降低到16%，自凝灰浆密度也由1.38g/cm3降低到1.18g/cm3，但其抗压强度并未减小，相反，却呈现逐渐增大的趋势。说明自凝灰浆材料在一定含水量范围内强度并不随含水量减小而变小，只要自凝灰浆材料在天然土层的保护下，其强度仍随龄期增长而增大。,自凝灰浆防渗墙渗透特性试验,渗透试样共计8组16件。试样长度为4550mm，其中，直径70mm试样10件，直径104mm试样6件，分别用于渗透试验和破坏比降试验。 封样采用了糠醛环氧树脂，根据试验龄期要求，试样在静水中浸泡养护28180天。 渗透变形试验按照土工试验规程(SL237-1999)进行。,试验表明： 28天后，自凝灰浆材料渗透系数不随龄期变化，其渗透系数均在i10-6i10-7cm/s范围，材料龄期对渗透系数影响不大。 28天龄期的自凝灰浆材料破坏比降已超过100，龄期对破坏比降也没有显著影响。,自凝灰浆材料耐久性试验,对自凝灰浆用作防渗材料而言，耐久性主要体现在材料的防渗和抗溶蚀性能上。 自凝灰浆材料耐久性试验采用渗透式溶蚀试验方法，将渗透系数作为判别材料溶蚀程度的指标，以材料中CaO的溶出量（渗出量渗液浓度）多少作为评定材料耐久性的主要依据。 试验采用常水头渗透试验法，将达到龄期的试件置于渗透仪内，用配制的密封材料进行密封，接通压力水源进行试验。 为比较地下水水质对材料的影响，选用了不同水质的水对材料试件进行渗透试验。,供水为酸性水的试验成果,供水为环境水的试验成果,试验表明： 自凝灰浆材料在不同水质条件下的溶蚀趋势有较大区别，酸性水溶蚀趋势最大，纯水、环境水溶蚀性相对较小。 自凝灰浆材料在一定时间的渗透溶蚀以后，其渗透系数基本没有增大趋势，渗透系数保持在10-610-7cm/s范围，满足防渗要求，由此说明材料的抗溶蚀性能和抗渗透性能均较好。,自凝灰浆防渗墙应力变形数值分析,计算采用轴对称模型，沿径向取250m，深度取至高程60m，基坑底标高20m，基坑外标

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