一、工程概況
京杭大運(yùn)河蘇州段堤防加固工程(吳江)5-2標(biāo)方尖港中橋位于蘇州市吳江區(qū)國道548東側(cè)、東太湖大道南側(cè)龍王圩,新建方尖港中橋跨越方尖港,連接吳江1標(biāo)堤頂?shù)缆?,現(xiàn)狀河口寬63m,橋梁共6跨全長72m,跨徑組合為2*13m+20m+2*13m,橋梁全寬6.0m,橫斷面布置分別為0.5m防撞護(hù)欄+5.0m機(jī)動(dòng)車道+0.5m防撞護(hù)欄。
橋梁下部結(jié)構(gòu)橋臺采用長22m直徑1.2m的鉆孔灌注樁接蓋梁式橋臺;橋墩采用長28~35m直徑1.2m鉆孔灌注樁+1.1m橋墩立柱+樁柱式排架橋墩。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用裝配式先張法預(yù)應(yīng)力混凝凝土空心板,橋面鋪裝采用兩層瀝青砼。
橋梁已建部位全部拆除,目前河底高程橋樁位置中跨▽0.5,邊跨▽1.5,拆除工程量包括:1#、2#、3#、4#橋墩共8根水下灌注樁、8根橋墩,1#、2#、3#、4#共4塊蓋梁、0#、5#共兩塊橋臺。
項(xiàng)目部根據(jù)以往類似拆除工程的施工經(jīng)驗(yàn),中部結(jié)構(gòu)(1#、2#、3#蓋梁)擬采用繩鋸切割蓋梁灌注樁后,蓋梁整體吊至岸邊,1#、2#、3#橋墩(水下灌注樁及橋墩)擬采用繩鋸切割至灌注樁▽-1.0,然后降切除灌注樁整體吊至岸邊,4#橋墩距離河岸較近,根據(jù)專家組評審意見拆除至現(xiàn)有泥面高程,故采用陸上破碎機(jī)拆除,拆除過程中產(chǎn)生的棄渣、棄土、淤泥等按要求運(yùn)至指定區(qū)域堆放。
二、施工方案
2.1、施工步驟
中部結(jié)構(gòu)拆除--河底清淤至▽-2.0--水下灌注樁切割--橋臺、4#蓋梁橋墩及附屬結(jié)構(gòu)拆除--棄渣外運(yùn)。
2.2、施工準(zhǔn)備
①施工機(jī)械、設(shè)備、人員進(jìn)場
擬投入施工機(jī)械、設(shè)備:浮吊船1艘,挖泥船1艘,挖掘機(jī)1臺,運(yùn)輸船1艘,金剛石繩鋸設(shè)備1套,量測設(shè)備1套,自卸汽車4輛;
擬投入施工人員:班組長1名,操作人員4名,專職電工1名,焊工1名,安全員1名,測量員2名,駕駛員4名,其它輔組工人4名,合計(jì)18人。
②先測量放樣,定位。施工前用全站儀放出控制點(diǎn),插入竹竿定位。
③從環(huán)境保護(hù)方面考慮,選用施工噪聲小,沒有其它公害的浮吊船、挖泥船進(jìn)場施工。在施工前,先由測量人員定出施工的位置和范圍,再進(jìn)行拆除施工。
④拆除前充分做好拆除前期準(zhǔn)備工作,必須對施工作業(yè)人員進(jìn)行書面安全、技術(shù)交底,以確保拆除工作順利進(jìn)行。
2.3中部結(jié)構(gòu)(1#蓋梁、2#蓋梁、3#蓋梁)拆除
由于方尖港橋墩頂蓋梁體積大,每塊蓋梁混凝土9.8m3-12m3,3塊蓋梁拆除總工程量為9.8*2+12=31.6m3,單塊蓋梁最大重量為12*2.4=29t,拆除前先用浮吊船固定單塊蓋梁,然后用金剛石繩鋸對蓋梁底部的橋墩進(jìn)行水平切割,切斷橋墩與蓋梁之間的聯(lián)系,然后用浮吊船將蓋梁整體起吊并運(yùn)至北側(cè)河岸空地上,破碎后運(yùn)至棄土區(qū)。
金剛石繩鋸使用芊逸牌CS-22-520型電動(dòng)金剛石鏈鋸,額定功率為18.5KW,額定轉(zhuǎn)速為960L/min,切割機(jī)具的操作遵照操作指南進(jìn)行,切割過程中金剛石繩鋸的操作由專人進(jìn)行遙控操作,確保施工過程中的人員、設(shè)備安全。
浮吊船船名為海工叁號,總噸位229t,凈噸位68t,船體總長32.84m,額定負(fù)荷60T,最大船寬9.61m,滿載吃水深度為1.4m,滿足現(xiàn)場的施工條件,詳見下圖。
2.3.1荷載自重
蓋梁混凝土9.8m3-12m3,荷載考慮單塊蓋梁最大重量為12*2.4=29t,即290KN。
2.3.2吊裝鋼絲繩的選擇
本次蓋梁捆梁方式為鋼絲繩捆綁方式,每片蓋梁的起吊重量由4肢鋼絲繩承擔(dān),每肢鋼絲繩承擔(dān)290/4=72.5KN,考慮每肢鋼絲繩受力不均勻系數(shù)1.2及起吊安全系數(shù)K=8,則吊索鋼絲繩按受力S=1.2*72.5*8=696KN的要求選型。
吊索鋼絲繩擬采用6×37、強(qiáng)度等級為1700MPa的鋼絲繩,則鋼絲繩的截面積A≥696*103/1700=409.41mm2。
實(shí)際選用6×37、強(qiáng)度等級為1700MPa、直徑為φ24.0mm的鋼絲繩,鋼絲繩實(shí)際截面面積為452.16mm2>409.41mm2,滿足吊裝承載要求。
2.3.3鋼絲繩的內(nèi)力
T=Q/n×(1/Sinα)×10=696/4*(1/sin45)*10=24.61KN
選擇公稱抗拉強(qiáng)度為1700MPa的鋼絲繩,安全系數(shù)按8計(jì)算,則
8*24.61*1000/1700=115.81㎜2。
選擇鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度為1700 MPa鋼絲繩規(guī)格6×37+1,直徑d=24mm,絲徑為2.0mm的雙股新鋼絲繩作為吊索吊裝,鋼絲總斷面積為212.91㎜2>115.81㎜2,滿足要求。
2.3.4吊機(jī)起重荷載驗(yàn)算
浮吊船船名為海工叁號,總噸位229t,凈噸位68t,船體總長32.84m,額定負(fù)荷60T,最大船寬9.61m,滿載吃水深度為1.4m,滿足現(xiàn)場的施工條件。
FB= G×K×S+Q=29*1.2*1.2+0.6=42.36t,
吊裝荷載作為驗(yàn)算吊機(jī)、吊具機(jī)械、設(shè)備的依據(jù)。浮吊船60t吊機(jī)采用單機(jī)起吊作業(yè),計(jì)算吊機(jī)總的起吊重力荷載(G):
浮吊船的起吊重力FB(按最大荷載的吊裝設(shè)計(jì)噸位計(jì)算)
以浮吊船60t吊機(jī)進(jìn)行吊裝的重量應(yīng)為:
G×Z×COSβ=60*0.8*0.939=45.07t≥FB=42.36t,滿足板起吊的重力要求。
式中:G—為60t吊機(jī)理論起吊重量值;
Z—為吊機(jī)起吊重力的降低系數(shù),一般取0.8;
β—起重臂的仰角,即起重臂縱軸線與水平面的夾角,這里取20°;
K—?jiǎng)虞d系數(shù),一般為1.1~1.3,在此取K=1.2;
G—為最大蓋梁的自重,在此取G=29t;
FB—板的起吊重力,t;
Q—浮吊船的吊鉤及索具的重量,取Q=0.6t;
S—蓋梁自重的安全系數(shù),在此取1.2。
2.4河底清淤
蓋梁拆除后,浮吊船??堪哆?,挖泥船開始對擬拆除的1#、2#、3#橋墩灌注樁周圍淤泥清除,由于水下灌注樁擬采用繩鋸切割至灌注樁▽-1.0,確保繩鋸斜向切割過程中的工作面滿足要求,清淤底高程應(yīng)在設(shè)計(jì)切割高程以下1m左右,擬清淤底高程為▽-2.0,目前河底高程為▽0.5~▽1.5(2#、3#橋墩底高程▽0.5,1#橋墩底高程▽1.5),2#、3#橋墩開挖深度為2.5,1#橋墩開挖深度為3.5m,開挖邊坡為1:1,經(jīng)計(jì)算清淤工程量為:(2*1.6+7*6.6+(2*1.6*7*6.6)^0.5)*2.5/3*2+(2*1.6+9*8.6+(2*1.6*9*8.6)^0.5)*3.5/3=215m3,河底淤泥裝入運(yùn)輸船后運(yùn)至指定棄土區(qū)堆放。
挖泥船采用的蘇無錫浚00089號抓斗式挖泥船,總噸位53t,凈噸位15t,總長18.5m,船寬6.5m,滿載吃水深度0.5m,現(xiàn)場水深2m~3m,滿足吃水深度要求。
由于施工區(qū)圍繞橋梁的水中灌注樁,挖泥船施工受限制,清淤時(shí)首先開挖遠(yuǎn)處的淺段,再由淺及深,逐步開挖至灌注樁邊,并逐漸加深至灌注樁附近的▽-2.0高程;為防止回淤,先開挖淺段,逐次加深,待開挖段水深基本相近后再逐步加深,以使深段的回淤在施工后期一并挖除;挖泥船的布置從京杭大運(yùn)河側(cè)開始,逐漸向方尖港側(cè)延伸,并利用水流的作用沖刷挖泥擾動(dòng)的泥沙,增加水下土方開挖的效果。
1#、2#、3#橋墩的6根水下灌注樁采用金剛石繩鋸切割至▽-1.0,切割面位于水下約4.5m,牽引設(shè)備位于岸邊,金剛石繩鋸切割與切割面斜交切割,施工工藝與上部結(jié)構(gòu)拆除相同,1#、2#、3#橋墩共6根灌注樁(含6根橋墩),拆除工程量為1.3*4+1.5*2+6*4*3.14*0.6*0.6=35.3m3。
橋臺、4#橋墩及附屬結(jié)構(gòu)拆除采用挖掘機(jī)配鎬頭破碎和人工鏨鑿法破碎相結(jié)合的方法進(jìn)行拆除,橋臺破除工程量為17.9*2=35.8m3,錐坡拆除工程量4.5m3,搭板拆除工程量為3.3*2=6.6m3,4#橋墩灌注樁拆除至現(xiàn)有泥面▽1.5,4#橋墩蓋梁、橋墩及灌注樁拆除工程量為12+1.5*2+2*1.5*3.14*0.6*0.6=18.4m3,拆除工程量合計(jì)為35.8+4.5+6.6+18.4=65.3m3,小塊砼和砌石結(jié)構(gòu)人工持大錘和撬棍拆除,棄渣運(yùn)至指定棄土區(qū)。
2.7棄渣外運(yùn)
河底基底淤泥采用運(yùn)輸船運(yùn)至指定棄土區(qū)堆放,主體結(jié)構(gòu)按要求拆除過程中產(chǎn)生的棄渣,先吊運(yùn)在岸邊,再用挖掘機(jī)配鎬頭破碎后裝自卸汽車車堆棄至棄土區(qū)堆放。
棄土區(qū)位于吳江區(qū)歐勝大道與中心河路交叉口南側(cè),運(yùn)距14km。
三、施工安全控制措施
1、危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程的危險(xiǎn)源類別
按水利部關(guān)于《水利水電工程施工危險(xiǎn)源辨識與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)導(dǎo)則(試行)》,辨識采用浮吊起吊蓋梁、水下砼工程屬于重大危險(xiǎn)源,可能導(dǎo)致的事故類型有:物體打擊、起重傷害、高處墜落、溺水。
2、一般控制措施
(1)參加施工的有關(guān)技術(shù)人員,管理人員,操作人員,包括民技工必須接受入場前安全教育,經(jīng)考試合格后方可上崗。
(2)進(jìn)入現(xiàn)場的施工人員必須按規(guī)定勞保著裝,并佩戴好必要的安全防護(hù)用品。
(3)特種作業(yè)人員必須持證上崗,非特種作業(yè)人員不得從事特種作業(yè)。
(4)開工前項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)組織施工,技術(shù)安全人員對現(xiàn)場情況進(jìn)行檢查,符合要求后方可開工。
(5)施工作業(yè)前應(yīng)做好安全技術(shù)交底工作,并按要求做好記錄。
(6)現(xiàn)場施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程和相關(guān)安全管理規(guī)定,正確使用工器具,服從安全人員的管理。
(7)高處作業(yè)時(shí)施工人員必須系好安全帶,安全帶的固定位置應(yīng)安全可靠并高掛低用。
(8)起重、運(yùn)輸設(shè)備操作人員作業(yè)前應(yīng)對設(shè)備的安全性能進(jìn)行檢查,確保設(shè)備安全運(yùn)行。
(9)轉(zhuǎn)運(yùn)及起重作業(yè)前應(yīng)對起重或捆綁用具及設(shè)施進(jìn)行檢査,正確選擇和使用,并嚴(yán)格執(zhí)行“十不吊”規(guī)定,確保其安全性符合要求。
(10)大件吊裝必須嚴(yán)格執(zhí)行吊裝方案,統(tǒng)一指揮,協(xié)同配合。
(11)電氣系統(tǒng)通電調(diào)試時(shí),必須有兩人同時(shí)作業(yè),其中一人監(jiān)護(hù)。
(12)起重作業(yè)應(yīng)設(shè)專人指揮并佩帶袖標(biāo),并且指揮明確,信號清楚統(tǒng)一,參加施工的人員必須服從管理,統(tǒng)一行動(dòng)。
(13)安裝(拆除)部位應(yīng)設(shè)置安全作業(yè)警戒線,并派設(shè)安全警戒人員,禁止無關(guān)人員進(jìn)入。
(14)施工現(xiàn)場應(yīng)懸掛必要的安全標(biāo)識牌。
(15)安全人員應(yīng)堅(jiān)持現(xiàn)場巡視,發(fā)現(xiàn)違規(guī)必須及時(shí)制止和處理。
(16)安裝(拆除)作業(yè)中,遇有六級以上大風(fēng)和雷、雨、雪、大霧時(shí)應(yīng)停止作業(yè)。
3、相關(guān)安全控制措施
(1)防止起重機(jī)事故措施
①起重機(jī)的行駛道路必須平坦堅(jiān)實(shí),松軟土層要進(jìn)行處理。必要時(shí),需鋪設(shè)木頭,起重機(jī)不得停置在斜坡上工作。
②應(yīng)盡量避免超載吊裝。在某些特殊情況下難以避免時(shí),應(yīng)采取措施,如:在起重機(jī)吊桿上拉纜風(fēng)繩或在其尾部增加平衡重等。
起重機(jī)增加平衡重后,卸載或空載時(shí),吊桿必須落到水平線夾角60o以內(nèi),操作時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行。
③禁止斜吊。所謂斜吊,是指所要起吊的重物不在起重機(jī)起重臂頂?shù)恼路剑?因而當(dāng)將捆綁重物的吊索掛上吊鉤后,吊鉤滑車組不與地面垂直,而與水平線成一個(gè)夾 角。斜吊還會(huì)使重物在離開地面后發(fā)生快速擺動(dòng),可能碰傷人或碰撞其他物體。
④雙機(jī)抬吊時(shí),要根據(jù)起重機(jī)的起重能力進(jìn)行合理的負(fù)荷分配,各單機(jī)載荷不得超過其允許載荷的80%,并在操作時(shí)要統(tǒng)一指揮,互相密切配合。在整個(gè)抬吊過程中,兩臺起重機(jī)的吊鉤滑車組應(yīng)基本保持垂直狀態(tài)。
⑤綁扎構(gòu)件的吊索需經(jīng)過計(jì)算,綁扎方法應(yīng)正確牢靠。所有起重工具應(yīng)定期檢查。
⑥不吊重量不明的重大構(gòu)件或設(shè)備。
⑦起重吊裝的指揮人員必須持證上崗,作業(yè)時(shí)應(yīng)與起重機(jī)駕駛員密切配合,執(zhí)行規(guī)定的指揮信號。駕駛員應(yīng)聽從指揮,當(dāng)信號不清或錯(cuò)誤時(shí),駕駛員可拒絕執(zhí)行。
⑧嚴(yán)禁起吊重物長時(shí)間懸掛在空中,作業(yè)中遇突發(fā)故障,應(yīng)采取措施將重物降 落到安全地方,并關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)或切斷電源后進(jìn)行檢修。
⑨起重機(jī)的吊鉤和吊環(huán)嚴(yán)禁補(bǔ)焊。當(dāng)?shù)蹉^、吊環(huán)表面有裂紋、嚴(yán)重磨損或危險(xiǎn) 斷面有永久變形時(shí)應(yīng)予更換。
(2)防止高處墜落措施
①操作人員在進(jìn)行高處作業(yè)時(shí),必須正確使用安全帶。安全帶一般應(yīng)高掛低用, 即將安全帶繩端的鉤環(huán)掛于高處,而人在低處操作。
②雨天和雪天進(jìn)行高處作業(yè)的時(shí)候,必須采取可靠的防滑、防寒和防凍措施。 作業(yè)處和構(gòu)件上有水、冰、霜、雪均應(yīng)及時(shí)清除。
③遇有六級以上強(qiáng)風(fēng)、濃霧等惡劣天氣,不得從事露天高處吊裝作業(yè)。暴風(fēng)雪及臺風(fēng)暴雨后,應(yīng)對高處作業(yè)安全設(shè)施逐一加以檢查,發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、變形、損壞或脫落等現(xiàn)象,應(yīng)立即修理完善。
4、其它管控措施
施工前對拆除人員進(jìn)行安全交底,并簽署安全生產(chǎn)責(zé)任書。拆除過程中成立監(jiān)控組,將每一道工序都置于有效的安全監(jiān)管之下。拆除施工時(shí),應(yīng)按照施工組織設(shè)計(jì)選定的機(jī)械設(shè)備及吊裝方案進(jìn)行施工,嚴(yán)裝超載作業(yè)或任意擴(kuò)大使用范圍。
供機(jī)械設(shè)備使用的場地必須保證足夠的承載力。作業(yè)中機(jī)械不得同時(shí)回轉(zhuǎn)、行走。進(jìn)行蓋梁、橋墩拆除作業(yè)時(shí),對較大尺寸的構(gòu)件或沉重的材料,必須采用浮吊船及時(shí)吊走。拆卸下來的各種材料及時(shí)清理,分類堆放在指定場所。
拆除吊裝作業(yè)司機(jī),必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。信號指揮人員必須按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《起重吊運(yùn)指揮信號》的規(guī)定作業(yè)。
當(dāng)日拆除施工結(jié)束后,所有機(jī)械設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離被拆除的結(jié)構(gòu)物。施工期間的臨時(shí)設(shè)施,應(yīng)與被拆除建筑保持安全距離。
拆除工程施工必須建立安全技術(shù)檔案。拆除工程施工過程中,當(dāng)發(fā)生重大險(xiǎn)情或生產(chǎn)安全事故時(shí),應(yīng)及列啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案排除險(xiǎn)情、組織搶救、保護(hù)事故現(xiàn)場,并向有關(guān)部門報(bào)告。
四、施工進(jìn)度安排
施工準(zhǔn)備1天
上部結(jié)構(gòu)拆除4天
河底清淤至高程以下1m:1天
水下灌注樁切割:4天
棄渣外運(yùn):1天
場地清理:1天
合計(jì)施工工期:1+4+1+4+1+1=12天。