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港珠澳大桥主体工程桥梁工程土建工程 施工 CB04合同段 钻孔灌注桩施工方案 广东省长大公路工程有限公司 港珠澳大桥桥梁工程CB04标项目经理部 二一二年十二月 港珠澳大桥主体工程桥梁工程土建工程 施工 CB04合同段 钻孔灌注桩施工方案 编制：日期 复核：日期 审核：日期 审批：日期 港珠澳大桥桥梁工程CB04合同段钻孔灌注桩施工方案 目录 1 桩基成孔工艺 . 1 1.1 工程概况 1 1.2 桩基础施工总体安排 4 1.3 桩基施工工艺流程图 4 1.4 钻孔前准备工作 5 1.5 钻孔灌注桩成孔施工 5 2 钢筋笼制作及安装 . . 13 2.1 工程概述 . 13 2.2 钢筋笼制作及安装工艺流程图 . 15 2.3 钢筋笼制作工艺 . 15 2.4 钢筋笼安装 . 18 3 水下混凝土灌注 . . 22 3.1 概述 . 22 3.2 施工流程图 . 22 3.3 砼浇注设备 . 23 3.4 砼浇筑前工作 . 24 3.5 砼浇筑 . 26 3.6 水下砼施工注意事项 . 27 4 桩基础施工应急处理措施. . 28 4.1 塌孔 . 29 4.2 掉钻落物 . 29 4.3 扩孔和缩孔 . 29 4.4 钻杆折断 . 30 4.5 埋钻和卡钻 . 30 4.6 砼灌注中塌孔 . 30 4.7 导管进水 . 30 4.8 卡管 . 31 4.9 埋管 . 31 5 主要机械设备、材料及人员组织 31 6 施工进度计划 . . 33 7 质量保障措施 . . 36 8HSE管理体系及保证措施 . 39 8.1 HSE管理体系 . 39 8.2 职业健康安全保障措施. 40 8.3 环境保护保障措施. 45 8.4 航道安全保证措施. 47 港珠澳大桥桥梁工程CB04合同段钻孔灌注桩施工方案 编制依据 （1） 港珠澳大桥主体工程桥梁工程土建工程CB04合同段施工招标文件 （2）港珠澳大桥主体工程桥梁工程土建工程CB04合同段施工招标文件参考资 料 （3） 港珠澳大桥主体工程桥梁工程土建工程CB04合同段施工图设计 （4） 港珠澳大桥主体工程建设项目管理制度 （5） 公路桥涵施工技术规范 （JTGT F50-2011） （6）施工现场考察及调查周边环境所了解的情况和收集的信息 （7）公司现有的技术装备、管理水平和类似工程的施工经验 （8）国家、交通部颁发的现行设计规范、施工规范、技术规程、质量检验评定 标准及验收办法 （9）我国的法律、法规及当地政府有关施工安全、文明施工、劳动保护、土地 使用与管理、环境保护等方面的具体规定 港珠澳大桥桥梁工程CB04合同段钻孔灌注桩施工方案 1 1 桩基成孔工艺 1.1 工程概况 1.1.1 基础 港珠澳大桥 CB04合同段共计 442条嵌岩桩。通航孔桥桩基础112条，均为 D2.5m/D2.15m 钢管复合桩，桩底均嵌入中风化岩深度不小于1.5倍桩径 (3.225m) ，其中 3 个主墩各为20 条，桩底标高为 -81.5 -119.5m，平均桩长 100m ；2 个辅助墩各 13 条，桩底标高为 -76.5 -116m，平均桩长 96m ；2 个过 渡墩各 13条，桩底标高为 -89.5 -116m，平均桩长 103m 。 非通航孔桥桩基础330条。其中 90#131#、147#151#墩共 47 个墩桩径 D2m/D1.75m ，桩长39125m ；132#135#、143# 146#墩共8 个墩桩径 D2.2m/D1.95m ，桩长 50105.4m；其中在等宽段低墩区钢管复合桩桩底嵌入中 风化岩石持力层不小于4m ，在等宽段高墩区及变宽段钢管复合桩桩底嵌入中风 化岩石持力层不小于5m 。 1.1.2 地质 （1）工程地质 本合同段桥址区域为伶仃洋西滩，海底高程-5.91m-4.72m，海底地形平 坦，地质结构主要为四层：软土+粘性土 +砂层+基岩结构。桥位处淤泥层较厚， 有较厚的密实砂层和全、强风化层。下伏基岩主要为花岗岩，仅少部分区段揭 示为混合片岩，全、强风化基岩埋深约3390m，中风化岩层面埋深约50m 130m 以上。 表 1.1.2-1 工程地质特征表 层号岩性分布情况空间分布厚度（ m ）均匀性 1 淤泥厚层、普遍连续、稳定20.6 29.7 均匀 2 粘土 / 细粉砂薄层、局部断续、不稳定1.2 6.8 不均匀 3 淤泥质粘土 / 粉 质粘土夹中砂 薄层、 普遍 连续、稳定3.1 14.7 不均匀 4 粉砂、细砂、中 砂、粗砂、砾砂 厚层、 普遍 连续、稳定21.1550.75 不均匀 5 花岗岩风化层厚层、普遍连续、起伏较大16.5 58.9 不均匀 详见桩基地质图 港珠澳大桥桥梁工程CB04合同段钻孔灌注桩施工方案 2 （2）水文地质 地表水为海水，对混凝土具强腐蚀，对混凝土中钢筋具弱腐蚀，对钢结构 具中腐蚀。松散岩类孔隙承压水主要赋存于砂层中，厚度较厚；基岩裂隙水主 要赋存于基岩裂隙中。地下水对混凝土、钢筋及钢结构具强腐蚀作用。 （3）工程沿线水下地形特点 从珠澳口岸人工岛至西人工岛广阔的水域，水下地形十分平坦，水深变化 较缓，九洲航道桥至江海直达船航道桥之间水深为45m之间，江海直达船航 道桥至青州航道桥之间水深为56m左右。 （4）潮汐 本区潮汐类型属于不规则的半日潮混合潮型，日不等现象明显，其中大潮 期间日潮现象较明显，小潮期间半日潮现象显著，中潮介于两者之间。本海区 浅水效应较为显著，具体表现在涨、落潮流的不对称性及涨、落潮历时不等较 明显。工程区澳门与珠海测站的潮汐特征统计值见表1.1.2-1 。 表 1.1.2-2 潮汐特征值统计表 测站 潮汐特征值 香港内伶仃澳门珠海 最高潮位 (m) 1.74 3.52 2.51 最低潮位 (m) -0.87 -1.24 -1.28 平均高潮位 (m) 1.10 1.05 1.05 平均低潮位 (m) -0.07 0.00 -0.20 最大潮差 (m) 2.51 3.50 3.04 最小潮差 (m) 0.13 0.02 0.11 平均潮差 (m) 1.16 1.06 1.24 平均海平面 (m) 0.44 0.54 0.48 注：表中潮位基准面采用 1985 国家高程基准。 （5）水位 本工程设计水位见表1.1.2-3 。 港珠澳大桥桥梁工程CB04合同段钻孔灌注桩施工方案 3 表 1.1.2-3 工程设计水位 重现期 （年）高水位（ m ）低水位（ m ） 300 3.82 -1.63 200 3.69 -1.57 100 3.47 -1.51 50 3.26 -1.44 20 2.97 -1.35 10 2.74 -1.27 5 2.51 -1.20 平均水位0.54m 设计高水位1.65m 设计低水位-0.78m 1.1.3机械设备选择 针对本合同段桩基础桩径较大（D2.5m/D2.15m ） 、桩长较长（ 39m 125m ） 、 地质情况复杂的特点，采用28 台钻机进行成孔施工，其中通航孔桥12 台、非 通航孔桥 16台（KPG300 型 2 台、KTY350型 2 台、KTY300型 2 台、ZJD350型 6 台、KP3500型 8 台、ZJD300型 8 台） 。钻机采用动力头驱动钻杆，钻杆带动钻 头回转钻进，采用空气反循环排渣方式，最大钻孔深度为125130米，最大扭 矩均大于 20T.m，最大钻孔直径为3 米，满足本合同段桩基础施工要求。 通航孔桥桩基施工起重设备为2 台 WD120 桅杆吊，一台 75T龙门吊及 3 台 50T 履带吊；非通航孔桥桩基施工起重设备为12 台 50T履带吊。 移动式空气压缩机： 采用英格索兰 VHP750 单级螺杆压缩， 柴油机或电力驱 动。最大排气量20m3/min，最大排气压力 12kg/cm 2。 （空气压缩机供应商广州倍达机械设备租赁有限公司） http:/www.beidarental.com 泥浆处理器：最大泥浆处理能力为每小时250m3 ，用于桩基础钻进、成孔 过程中泥浆的净化处理。 港珠澳大桥桥梁工程CB04合同段钻孔灌注桩施工方案 4 1.2 桩基础施工总体安排 江海直达船航道桥施工顺序：138#140#139#142#141#136# 137#。138#140#各配置 4 台钻机和 4 套空压机、泥浆处理设备， 各墩位钻机分 别两台钻机完成4 根桩基，另外两台钻机完成6 根桩基。然后主墩各墩钻机周 转至 4 个边辅墩，每个平台配置3 套钻孔设备。 非通航孔桥配置12 个装配式施工平台， 16 套钻机和空压机、泥浆处理设 备，每个平台安排2 套钻孔设备。桩基钻孔施工顺序: 第二十四联第二十 三联 第十九联第二十联第二十一联第十八联第十七联 第十六联第十五联第十四联。 1.3 桩基施工工艺流程图 钻进成孔 成孔检查、验收 钢筋笼制作、验收及转运 导管水密性试验 控制泥浆指标 泥浆循环系统布置环保泥浆配制 制作混凝土试件水上拌合船及储料斗就位 钻机就位、拼装及调试 导向架安装 桩基施工准备 平台搭设 资料、现场准备设备、机具准备 测量孔深、垂直度、孔径 第一次清孔 监理验收 下放钢筋笼 下放导管，二次清孔 灌注水下混凝土 移钻机进行下一根桩基的成孔 图 1.3-1 桩基成孔施工流程图 港珠澳大桥桥梁工程CB04合同段钻孔灌注桩施工方案 5 1.4 钻孔前准备工作 1.4.1组织技术人员认真学习桩位处水文、地质情况，了解并查明土质、 砂层、透水层等的状况，熟悉钻孔地质柱状图。 1.4.2对进场的施工专业队提前进行三级技术交底、安全交底，组织专业 队人员熟悉地质情况及气候影响，对施工的各种困难应做到充分了解。 1.4.3准备好泥浆泵、电磁铁及相关打捞工具，制定电力供应方案以及空 气压缩站、泥浆处理站的建立方案（详见钻孔设备布置图） ，同时做好各机械设 备的维护保养工作，熟悉各种机械设备的性能，确保施工时正常运转，万一出 现故障能及时修复。 1.4.4制定详细可行的桩基施工作业指导书，包括施工工艺、钻孔前的设 备检修、人员培训与准备、事故预案、安全方案、质检方案等，同时准备相关 质检表格。 1.4.5 建立工地试验室，配备相应的泥浆检测设备。 1.5 钻孔灌注桩成孔施工 1.5.1 钻孔顺序安排 根据总体计划进度安排和钻孔平台空间等因素，为方便施工将各墩桩基划 分为若干施工区域，每个区域内各投入1 台钻机，各个区域内的数字表示钻孔 的先后顺序。各墩桩基钻孔施工顺序详见下图所示： 港珠澳大桥桥梁工程CB04合同段钻孔灌注桩施工方案 6 图 1.5.1-1 通航孔桥主墩桩基钻孔顺序图 图 1.5.1-2 通航孔桥边辅墩桩基钻孔顺序图 图 1.5.1-3 非通航孔桥桩基钻孔顺序图 1.5.2 钻机就位 钻机就位前，先布置钻机行走轨道，在钢护筒两侧对称地用油漆标出钻机 轮轴中心，沿标定线位安装两条工字钢，工字钢顶面安装轨道，并用轨道卡固