巴塘水电站巴楚河大桥关键施工工艺研究

(国家电力投资集团海外投资有限公司，广东 珠海 519031)

1 工程概况

从成都沿G318国道经巴塘县城可至巴楚河口，通过巴楚河大桥连通左岸场内公路至项目施工区域。大桥位于巴楚河入金沙江河口上游约660m的河道上，采用5×30m装配式预应力混凝土简支T梁桥，总长160m。设计荷载：汽-40级，特-300(验算)，桥梁宽度10.50m。

2 关键施工工艺分析

巴楚河大桥的关键施工工艺包括钻孔桩施工、水下地系梁施工、T梁的预制和架设、大桥与国道交叉口施工。

2.1 钻孔桩施工

大桥采用桩柱式桥墩，桥基岩土结构分层较简单，上部为河床冲积砂卵砾石，下部为二叠系黑云母石英片岩。钻孔桩采用嵌岩桩，桩芯采用C30水下混凝土。共有直径2m的桥墩桩8个，直径1.50m的桥台桩12个。根据桩基特点和施工进度，选定3号桥墩桩(桩径2m，桩长40m)、5号桥台桩(桩径1.50m，桩长34m)作为试验桩。

2.1.1 钻孔平台施工

0号桥台桩位于巴楚河左岸，与G318国道搭接，1～4号桥墩桩位于河床，5号桥台桩位于右岸。0号、5号桥台桩位于河道两侧，钻孔平台高出天然河道1m，钻孔平台开挖后整平场地即可。1号、2号、3号钻孔平台位于河道浅滩上，填筑钻孔平台高出10年一遇洪水水位1m。4号桥墩桩基位于河道中心，从右岸修建筑岛围堰进行施工，堰顶高出10年一遇洪水水位1m。碎石土围堰采用25t自卸车运输渣土至现场，从右岸沿放样边线直接卸料倒填，依次向河道内分层填筑、压实至设计高程，直至填筑边线超过桩基中心4m。4号桥墩桩基在汛前施工，为防止汛期提前水位猛涨造成安全事故，施工过程中采取天气预报、观测水位和围堰冲刷情况并及时加固等措施，来保证施工安全。桩基施工完成后，采用挖掘机拆除围堰，汽车运输渣土至弃渣场指定位置，防止污染河道。

2.1.2 钢护筒施工

云南特殊的地理构造，人们相互来往不便，许多地区的少数民族传统体育活动仍然处于自然自发的阶段，没有形成有组织、有计划、科学化、规范化的体系，不利于少数民族传统体育的传承发展，也不利于少数民族传统体育旅游资源的开发和利用。

该桥桩基直径为2m和1.5m两种，设置两种钢护筒。为避免打桩机施工过程中对桩位产生影响，采用打一根桩测放一根桩位的方法。钢护筒埋设长度不小于2m，露出地面高度不小于30cm。

2.1.3 钻孔

钢护筒埋设结束后将钻机就位，对机具及机座稳固性等进行全面检查。桩基钻孔采用跳挖法，施工人员和机械按照钻机数量分两组，每组人员根据所负责钻孔进度合理安排施工，确保在施工过程中互不影响。

采用5t和8t冲击钻机钻孔，在钻机驱动钻锤冲击的同时，利用泥浆泵向孔内输送泥浆冲洗孔底，泥浆从孔口回流，经处理后再返回泥浆池循环使用。废弃泥浆采用泥浆泵统一抽至沉淀池内，沉淀后采用泥浆车外运至指定位置。当满足设计要求并达到设计孔深时，经验收后终孔。

终孔后，首先采用换浆法进行第一次清孔，根据泥浆质量及井内沉渣多少确定清孔时间及措施。清孔过程中须保持孔内水头，防止坍孔。清孔结束后下探孔器，验收孔径、孔深及沉渣厚度并做好记录。

2.1.4 钢筋笼制作及安装

该工程钢筋笼最短为24m、最长为42m，沿桩长方向分节进行加工。根据设计图纸下料制作钢筋笼，在钢筋笼上焊接定位钢筋来保证保护层的厚度，安装、固定声测管，在钢筋笼骨架顶端设置吊环。钢筋笼制作后存放在平整、干燥的场地并分节编号。

第一次清孔完成并符合设计要求后，将焊接好的钢筋笼骨架分段用汽车吊吊入桩孔，吊入下段后将其临时固定在孔口位置，再吊放上段钢筋笼，并在孔口与下段钢筋笼进行对接。

第一次清孔后，由于要安放钢筋笼及导管，导致浇注混凝土的间隔较长，孔底又会产生沉渣，待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管上升置换沉渣。

2.1.5 水下混凝土灌注及凿桩头

混凝土采用搅拌车运输，采用直径30cm导管进行灌注。混凝土灌注前对首批混凝土量进行计算，保证导管初次埋深大于1m。每一根桩至少取样3组试块。灌注时间不能超过首批混凝土初凝时间。混凝土灌注过程中要保持孔内的水头，经常测量孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深。灌注的桩顶标高比设计高度高出不小于0.50m，以保证混凝土强度。混凝土灌注将近结束时，核对混凝土的灌注方量，确定混凝土的灌注高度是否正确。

桩基超出设计高度的多余部分在桩基检测前凿除，清除桩顶沉渣和混凝土至设计桩顶面高程以上10cm，高出部分混凝土用人工凿除，确保桩头质量良好。

2.1.6 桩基检测

该桥桩基承载力检测采用高应变法，选择2根直径1.50m的桥台桩、3根直径2m的桥墩桩进行检测；桩身完整性采用超声波检测法逐根检测。检测结果显示桩基完整性和承载力满足规范和设计要求。

2.2 水下地系梁施工

该工程0号、5号承台底标高大于河流水位。1号、2号和3号桥墩地系梁距离河流较远，基坑内采用水泵抽水进行作业。

4号桥墩位于河流中心，开挖到河水面高程距离系梁底部还有1.43m，根据现场条件采用基坑开挖后换填细砂并配合沉箱法施工。沉箱刃脚深入地系梁底部50cm，考虑施工空间沉箱平面尺寸比桩基四周各大0.50m。沉箱采用C30钢筋混凝土结构，厚50cm，高150cm(不含刃脚)，沉箱底部采用50cm×50cm刃脚。平整场地后放样刃脚位置，安装倒角模板、钢筋及侧模，浇筑完成后去除刃脚部位的泥土，并抽取刃脚下的支垫方木靠沉箱自重下沉，下沉到位后用污水泵将沉箱内积水抽干并清理干净，浇筑30cm厚混凝土封底。然后在沉箱内干地环境进行地系梁施工。

2.3 T梁预制及架设

2.3.1 T梁预制

后张法预应力T梁，每跨由3片中梁和2片边梁组成，共5跨25片梁。主梁钢绞线公称直径15.20mm，标准抗拉强度1860MPa，主梁钢束共4束，钢束张拉采用张拉力和伸长量双控。预制件最大重量(边梁)90t。共制作5个预制台座，台座长31m，宽0.5m，每个预制台座旁设置4片T梁存梁台座，存梁台座宽0.50m。为防止人工移梁过程中存梁台座不均匀下沉，在存梁台座上铺设8mm厚钢板。对预制台座和存梁台座场地进行平整、夯实，基础采用C20钢筋混凝土，台座采用C30钢筋混凝土。考虑T梁存梁期上拱度台座反拱值取20mm。T梁采用兜托梁底法起吊。按照设计图纸绑扎钢筋，安装预埋件，预埋波纹管并定位。梁体采用C50混凝土，使用附着式振捣器与插入式振捣器振捣。为使T梁与现浇桥面板紧密结合为整体，在初凝前将梁顶面横桥向拉毛，并按要求养护。

2.3.2 移梁

梁场采用千斤顶人工横移存梁，横移轨道上铺设8mm钢板，钢板上部铺设3cm厚聚四氟乙烯板，梁端两头同时牵引，利用运梁小车与横梁钢板间的聚四氟乙烯板，通过滑动摩擦将梁移出。移梁作业由专人统一指挥，并保证两端同步移动。开始存梁后，每间隔3天、5天、7天、15天、30天观测存梁台座沉降情况，并做好沉降观测记录。

2.3.3 T梁运输及架设

大桥4跨和5跨需跨越巴楚河，河流常年有水，因地形限制，运梁车无法转弯及掉头，沿墩柱旁顺桥方向修筑便道，在施工便道下方预埋管涵。提前向河道管理部门申请并获得批准，架梁完成后恢复河道。在支座垫石上安装相应规格型号的橡胶支座。梁板在预制场采用两台70t吊车进行吊装，由专人进行指挥并严格按照编号进行起梁，在将梁平稳放到运梁车后，再进行下一片梁的起吊准备。待梁运至现场后，运梁车停至指定位置，将吊绳固定在梁两端的吊装孔内，2台吊车先行试吊，停顿3～5min无问题后，再进行吊装作业。当梁板升起距梁车1m左右后，吊车停止动作，待梁板平稳后，运梁车缓慢驶离。当梁板吊至盖梁上相应编号位置时，校正好支座后，两吊车同时缓慢落钩，梁板就位。焊接钢筋使梁板固定，并在外侧挡块位置处，用木楔塞紧。

2.4 巴楚河大桥与国道交叉口施工

大桥左岸与G318国道平面连接，国道是重要的四川入藏运输通道，运输车辆繁多，双向双车道布置。根据《四川省公路路政管理条例》规定，在国道上设置平交道口需要由甘孜州交通主管部门报四川省交通主管部门审批。建设单位编制了G318国道交叉口工程设计方案，包括施工图设计、施工交通组织方案、处置施工险情和意外事故应急方案、公路安全防护和环境保护措施、施工完成后的公路恢复方案等，并经公路路政管理机构和公安交通管理机关批准。由于施工破坏了部分行道树、护栏和路面，按照国家规定缴纳了公路路产占用费、赔偿费和接道费。

桥台开挖期间设专人指挥大型运输车辆靠山体侧通行，在国道护栏附近设置变形观测点，每天进行变形观测并进行数据分析，确保国道路基稳定，并及时进行挡墙施工。平交口混凝土浇筑期间，设专人指挥交通，保证施工安全。

3 结 语

巴楚河大桥荷载试验检测结果表明:大桥施工质量满足设计要求，外观良好。大桥作为巴塘水电站场外和场内交通的连接纽带，是“三通一平”工程的关键项目，是开挖出渣和大型机械设备进场的唯一通道，大桥建成通车保障了电站主体工程顺利开展。河流中心桥墩桩基的筑岛施工工艺、地系梁沉箱施工工艺、大桥与国道平交口挡护与临时保通方案等，为类似工程施工提供了借鉴。