杭州灣跨海大橋平臺碼頭工程建設的探討

宋慶仁

中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241007

1 工程概況

杭州灣跨海大橋是目前世界上在建的最大的跨海灣特大公路橋梁，平臺碼頭標段距離南、北兩岸遠，分別達16km和20km。橋位區浪高、流急，加上該區域有同時作業的Ⅲ-B標段和觀景平臺基礎標段。施工受風、浪、流的影響較大，還要考慮交叉作業的影響，工程建設的組織和安全控制難度高。

海中平臺碼頭包括碼頭、沉樁、二層平臺、碼頭與平臺連接棧橋及相關附屬結構等。碼頭平臺頂高程8.50m，平臺尺度62×10.2m，采用高樁梁板結構，排架間距5.9m。在碼頭平臺的下游端設置二層平臺，平臺尺度10×9.6m，碼頭底層平臺與上層平臺通過鋼結構爬梯連接。碼頭與海中平臺通過跨徑5.0m，寬3.9m的鋼棧橋連接通過連接棧橋與海中觀光平臺相連。因此對現澆模板的設計、施工流水線、安全等施工技術和工程管理方面都提出了更高的要求。

2 主要施工工藝和施工方法

2.1 鋼管樁沉放

鋼管樁沉放施工工藝如下:施工準備→測量控制網復核及施工基線布置→運樁→打樁船拋錨定位→運樁船靠打樁船→吊樁→動船定位（先測量控制）→鋼管樁施打→停 錘→移錨換位（吊樁）→樁臨時連接、復測。

碼頭鋼管樁為全平面扭角布置，樁徑1.5m,最大樁長89.7m,最大樁重約70t。受施工水域影響，打樁船必須克服橫流作業。本合同段鋼管樁沉放的精度要求較高，其沉放精度要求如表1示:

表1 沉樁質量控制標準

根據以上特殊情況，目前能滿足施工要求的打樁船，只有國內的海力801#打樁船。其有如下獨特的性能:1）錨碇系統配備有7個10t錨和4根液壓錨錠樁，打樁船在惡劣的工況條件下，駐位和沉樁穩性好；2）樁架可360o全旋轉，對平面扭角變化較大的叉樁可以減少拋錨次數；3）運樁駁船在現場不需另外獨立拋錨，可直接?？看驑洞?；4）沉樁可不受先后順序的影響；5）沉樁操作機械化程度高，工人勞動強度低，安全保障性能好；6）打樁船上配備了GPS沉樁測量定位系統。

對本區域軟土層較厚，一般厚度20m～25m，其上有一層6m～8m厚的亞砂土，作為樁基持力層的中密粉砂層，埋藏較深。這種地層能發揮其高效率。

受施工水域的影響海力801#只能克服橫流作業。由于杭州灣漲落潮水流比較大，打樁船只能在水流比較小的平潮時間段作業。39根樁受天氣和水文影響，經過15天時間施工完，沉樁質量合格率100%。

2.2 樁芯、樁帽、現澆縱橫和現澆面板施工

總施工流程如下:多功能作業船駐位→對鋼管樁臨時加固并澆筑填芯混凝土→墩臺樁帽現澆→橫梁、縱梁分段安裝→橫梁、縱梁和工作平臺現澆→面板安裝→面板現澆→二層平臺現澆。

施工樁帽、樁芯前搭設施工作業平臺，使海上作業變成陸地作業。施工作業平臺搭設是利用施工樁帽的底模主梁I22型鋼為依托，在I22型鋼上捕設木枋，將整個碼頭樁帽形成一個整體作業面。此作業平臺在施工完樁帽后拆除。

樁芯鋼筋籠在后場加工成成品，平板車運到碼頭，運輸船從碼頭運到現場?，F場利用多功能作業船上的克令吊吊裝到位。樁芯混凝土澆筑利用串通，按干施工法分層振搗澆筑。

樁帽尺寸為2.3×2.3×1.5m和2.3×4.5×1.5m兩種形式?，F澆樁帽施工用主梁I22架設在焊接在鋼管樁上的牛腿上（拆除底模后，氣割牛腿，修復破壞的鋼管樁防腐涂層）， 主梁型鋼I22上鋪設10×10木枋，木枋上鋪竹膠板作為底模，側模板是定制鋼模板。

墩臺DT2底標高2.5m,水平段面尺寸為6.0m×1.5m，厚3.5m。臨海側有厚30cm、寬200cm的安裝橡膠護弦凸出部分。分1.5m和2.0m高兩次澆筑混凝土。墩臺DT2的底模板支撐利用鋼管樁頂焊接牛腿，牛腿上掛吊帶，吊帶與牛腿間作絕緣處理。吊帶底端焊接工28工字鋼，在工28上水平鋪設[20槽鋼，墩臺底模板鋪在[20上。側模板為定制的整體鋼模板，側模板的安裝和拆除利用多功能作業船上克令吊完成。

墩臺DT1設計底標高+2.5m, 臨海側寬1.5m頂標高+6.0m。臨海側面設計有厚30cm、寬150cm的安裝橡膠護弦凸出部分。中間1.8m寬為臺階和升降橋預留斜坡，斜坡底標高+4.6m，頂標高+6.0m，臺階底標高+7.1m，頂標高+8.5m。平臺側2.5m寬范圍，上游側2.34m長部分中上游側和平臺側25cm范圍澆筑到+6.8m，其余部分先澆筑到+6.8m等預制梁就位后再二次澆筑到設計標高；下游側3.66m長部分設計標高為+6.0m。

根據DT1墩臺的結構特點和潮位情況，現澆施工分4次澆筑完成。第一次澆筑到+4.6m。從結構上看該層厚2.1m配有上下兩層鋼筋，從潮位情況看該層又在水位變動區，故該層的鋼筋、模板和混凝土施工應選在小潮期間迅速完成。第二次澆筑到+6.0m。第三次將中間現澆踏步和平臺側+6.8m高部分澆筑完成。最后一次等預制梁就位后再澆筑。

現澆縱橫梁的底模板支撐系統是利用現澆樁帽的主梁型鋼I22為支撐，焊接型鋼立柱，在立柱上架設現澆縱橫梁底模板，側模板利用竹膠板為面板，8×8cm木枋為背帶。

現澆板厚45cm,分兩層施工，第一層施工25cm厚,第二層20cm與碼頭面層同時施工?，F澆板底模板支撐利用施工樁帽主梁I22為受力點。現澆板的底模支撐在施工完第二層碼頭面層后拆除。

碼頭20cm厚現澆板與5cm厚磨耗層同時施工?；炷翉姸葹镃50。護輪坎為梯形斷面，頂部寬23.2cm,底部寬35cm,高25cm。一次施工一個結構段上現澆板及磨耗層混凝土和護輪坎，同一結構段上，先施工現澆面板及磨耗層混凝土后施工護輪坎。第三結構段上的磨耗層在二層平臺施工前施工?，F澆板及磨耗層混凝土施工縱向對稱分四條施工帶，混凝土為C50海工耐久性混凝土。綁扎好鋼筋后，做好混凝土表面標高控制。利用外徑5cm的鋼管作為各施工帶的標高控制線。在碼頭面板上電鉆成孔，把“Y”鋼筋植入孔內，“Y”鋼筋上部焊接在面板主筋上固定，鋼管放置在“Y”鋼筋上，植入鋼筋高度利用鋼管頂面高度返推計算，施工中測量水準儀控制標高。在碼頭結構段的護輪坎內部作兩條標高控制線，碼頭正中間作一條標高控制線，最后在已做好控制線中間增加一條標高控制線，這樣每條施工帶的寬度大約2.5m，便于現場標高控制。澆筑混凝土前預埋好系船柱、伸縮縫、泄水孔等附屬工程預埋件。

2.3 二層平臺施工

二層平臺尺度10×9.6m,碼頭底層平臺與上層平臺通過鋼結構爬梯相連接。二層平臺利用四根立柱直立于碼頭面層上。平臺有四根Φ1200mm高2100mm的立柱。 四根立柱利用鋼模板一次性澆筑；二層平臺施工支撐系統如圖1示:

圖1 二層平臺底模示意圖

先澆筑T梁部位，后澆筑面板部分。面板分四條澆筑帶施工，利用標高控制線控制表面高度和平整度。澆筑中振搗棒振搗混凝土，鋁合金刮尺找平，人工收光。混凝土利用淡水養護。澆筑完面板后施工其上的護輪坎和安裝鋼爬梯。面層混凝土強度達到規范要求的強度后，可以拆除底模板支架。外露鐵件表面做防銹處理。

2.4 附屬工程施工

主要的附屬工程有:附屬設施主要有鋼靠船構件、橡膠護舷、系船柱、系船環、升降梯等。

鋼靠船構件和橡膠護舷在鋼管樁沉放完后利用多功能作業船上的可令吊安裝焊接。其他附屬工程在澆筑混凝土前預埋好預埋件，在拆除模板后安裝附屬工程。

3 施工質量和工程效果

鋼管樁沉樁質量滿足杭州灣規范的相應要求，施工中的2#、18#斜樁由于距離平臺距離較?。▋H12m）,無法施工，經設計同意修改為直樁，15天時間沉放完鋼管樁。樁芯混凝土澆筑，由于現場沉樁后水流變化大，對原泥面沖刷嚴重，沖刷深度在3.5m～4.5m間，為了保證質量，超過設計深度部分樁芯按澆筑混凝土施工，加快了施工進度?，F澆樁帽、橫梁和面層混凝土外觀質量都滿足《杭州灣專用施工規范》的相應要求。

附屬工程在焊接安裝完后，修涂好了環氧防銹富鋅漆，達到了防腐蝕要求。

4 結論

施工中資源配置非常合理、方便。鋼管樁沉放投入國內最先進的打樁船，在水域受限、克服橫流作業的情況下完成大直徑超長鋼管樁的施工。施工方案中，設計施工作業平臺經濟合理，使樁帽施工、現澆縱橫梁和現澆面板都可利用此平臺，使海上施工變成陸上施工，提高施工功效，保證施工安全。

[1]杭州灣跨海大橋海中平臺碼頭土建工程施工【嘉海航(2007)0005號】.