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1、目 录1、概述11.1 工程概况11.2 工艺试验内容11.3 平面布置32 墩台预制及运输32.1 总体方案及工艺流程42. 2 钢筋施工62. 3 混凝土施工72.4 墩台运输72.5 拖航阻力计算82.6拖轮配置92.7墩台稳定性113、航线选择113.1工程沿线水下地形特点及航线113.2 拖航方式123.3 拖航计划144、拖运安全与防污染保障措施154.1、拖运安全管理体系154.2拖运安全保障措施154.3防污染措施165中华白海豚保护176 应急措施186.1断缆应急措施186.2人员坠水应急措施196.3船舶碰撞倾覆应急措施191、概述1.1 工程概况港珠澳大桥主体工程分为桥
2、梁工程和岛隧工程两部分，其中桥梁工程长约22.9km，起于岛隧工程西人工岛，跨越深水区非通航孔桥、青州航道、江海直达船航道、浅水区非通航孔桥、九洲航道，止于珠海/澳门口岸人工岛。港珠澳大桥深水区非通航孔采用110m跨整墩整幅钢箱梁连续梁桥方案，长约14km，承台、墩身及钢箱梁采用预制（预拼）、全装配化施工方案。为了减少基础的阻水率，基础均采用埋床法预制基础，由于国内尚无埋床法预制基础应用先例，加之特殊的地质水文情况，预制墩台精确定位及安装、预制承台与钢管复合桩连接施工工艺等难题需要解决。为了进一步验证港珠澳大桥海中桥梁施工图设计方案的技术可行性与经济性，优化和完善施工图设计，探索下部结构施工关
3、键工艺及对策，提出下部结构合理的设计与施工控制标准，拟在港珠澳大桥工程桥位现场实施埋置式承台足尺模型工艺试验研究项目。工艺试验墩中心桩号K22+853m，向北偏离桥轴线150m。承台足尺试验位置如图所示：承台足尺试验位置示意图1.2 工艺试验内容本次足尺模型工艺试验墩为1个，工作内容包括：承台基坑开挖，钢管桩沉桩，桩内吸泥及混凝土填芯，预制墩台结构构件预制、运输、吊装与就位，预留孔止水及混凝土浇筑，测量平台附属设施安装等。承台基础采用钢管复合桩结构形式，钢管桩标准段外径2.2m，标准段壁厚25mm，桩长61.7m，桩底高程-70.0m，嵌入承台长度1.6m，并在高程-25.9m以上设置钢筋笼及
4、填芯混凝土，以确保钢管桩与承台混凝土之间的锚固及钢管桩的刚度要求。钢管桩按摩擦桩设计，桩基中心距6.0m。墩台尺寸为10.6m10.1m4.5m(长宽高)，墩台顶标高-5.40m。桩基对应处，墩台留有后浇孔，后浇孔直径3.8m，高3.9m，侧壁剪力齿高10cm。墩身为薄壁空心墩，横截面长5m，宽3.5m，壁厚0.8m，墩顶高程+8.00m，墩身长度13.4m。钢管桩工艺试验墩结构形式如图所示。工艺试验墩台结构图1.3 平面布置港珠澳大桥埋置承台足尺模型工艺试验工程，由于其施工组织和实施的特殊性，综合现场实际情况，选择在珠海市香洲区租赁办公和生活场地，墩台预制场地位于高栏港经济开发区中铁武桥（珠
5、海）有限公司码头，预制驳船在码头外侧锚泊，占用水域为码头向外40m、上下游方向150m；水上作业区中心桩号K22+853m，向北偏离桥轴线150m，根据国家海洋局南海分局关于大万山山南临时海洋倾倒区的函，使用1133430E-1133630E-214830N-215130N之间的区域临时海洋倾倒区。施工总平面布置如图所示：高栏港墩台预制水上施工区生活办公区临时海洋倾倒区港珠澳大桥埋置承台足尺模型工艺试验总平面布置图2 墩台预制及运输试验墩台结构型式及尺寸如图所示： 墩台结构图试验墩台预制工程量见表。表墩台预制工程量表分项承台混凝土墩身混凝土承台钢筋墩身钢筋（含预应力筋）总重数量304.2153
6、.3114.8t28.0t约1139t合计457.5m3142.8t2.1 总体方案及工艺流程墩台预制施工方案是在遵循“大型化、工厂化、标准化、装配化”原则的基础上制定的，墩台采用立式预制方案，在停靠在码头的甲板驳上预制。（1）预制场地及布置墩台选择靠泊在码头边的8000t甲板驳上预制。全部荷载通过承台底模传递至船体，驳船内部需要进行结构加固。驳船参数表见表2.4-2。驳船布置预制台座，钢筋和模板堆放组装区，钢套箱、整体式吊具及调位系统组拼区。混凝土生产、钢筋加工等其余施工项目利用现有陆上场地。预制场地选择在珠海市高兰港经济开发区。码头区域占用水域及布置见下图。码头施工区水域占用示意图图码头区
7、域布置示意图 高栏港施工水域坐标 预制施工流程如图所示。墩台预制流程图2. 2 钢筋施工墩台预制码头的陆地上配备相应的钢筋储存、下料加工等区域，钢筋进场后直接在钢筋储存区卸车转运，待检验合格后，采用25t汽车吊直接从堆存区取料转运至加工区下料加工，然后转运至船上进行承台和墩身钢筋绑扎。2. 3 混凝土施工预制承台浇注方量约为304m3，墩身混凝土浇注方量约为153m3 ，承台及墩身的混凝土从混凝土搅拌站到施工现场采用4辆8m3的混凝土罐车进行运输，由泵车泵送入模。2.4 墩台运输预制墩台总重量约1399t。工艺试验试处的墩台采用8000t甲板驳船运输，运输前应收集近3天的气象窗口信息，如果气象
8、窗口满足要求，则可将墩台运输至施工区域，运输示意图。 预制构件运输示意图运输船舶考虑出运装船的方便性和可靠性，选用方头甲板驳，驳船选用“粤工驳38”。粤工驳38性能参数表船舶名称型号规格主要数据（米）船员备注船长型宽满载吃水型深粤工驳388000T方驳90m26m4.8m6.4m8方驳的主尺度如下：船 长 90.0m型 宽 26.0m型 深 6.4m设计吃水 4.7m载 重 量 8000t方形系数 1.0本工程的预制墩台及施工机械全部上船后，船舶吃水约为4m。2.5 拖航阻力计算水阻力计算根据海上拖航指南1997附录2海上拖航阻力估算办法中的经验公式，对本次拖航阻力进行粗估。海上拖航总阻力RT
9、=1.15 Rf + RB+(Rft + RBt)，其中：Rf 被拖船的摩擦阻力，kNRB 被拖船的剩余阻力，kNRft 拖船的剩余阻力，kNRBt 拖船的剩余阻力，kN被拖船舶的阻力按下述公式确定：kN； kN；式中：A1被拖驳船的水下湿表面积，m2； V 拖航速度， m/s 被拖驳船方形系数； A2 浸水部分的船中横剖面积，m2；由此，可以算出本工程中粤工驳8号驳船在装载状态下按4kn的航速拖带时，其航行阻力为：被拖船（物）水阻力估算项 目单 位数 值被拖船船长 Lm90被拖船船宽 Bm24被拖船拖航吃水 dm4无线形变化的箱型船A1=L(B+1.7*d)m22772拖航速度kn节6拖航速
10、度Vm/s3.0867方形系数0.956被拖船浸水部分的中横剖面积A2m296被拖船的摩擦阻力kN36.357被拖船的剩余阻力kN69.032被拖船的总水阻力kN105.389风阻力计算被拖船（物）风阻力估算项 目单 位数 值空气密度kg/m31.22相对风速 Vm/s12纵向风作用面积Am2216受风面积Ai的形状系数C1风舷角a0Fx=O.5pV2C*A*cosa10-3kN18.973拖船水阻力计算总阻力计算总阻力估算项 目单 位数 值被拖船水阻力kN105.389被拖船风阻力kN18.973拖船阻力kN53总阻力(乘以1.15安全系数)kN209.2872.6拖轮配置根据对拖轮及驳船的
11、阻力估算结果，配置一艘3600HP的宇航托2008进行拖带作业。宇航托2008性能参数表船舶名称船种主要数据船员备注船长型宽型深满载吃水满载排水量主机功率宇航托2008工程船43m10m4.38m3.5m809.4t2646KW62.7墩台稳定性墩台及墩身整体高度为17.9m，重1399t，重心高度为5.32m，在预制及运输过程中受到潮汐、水流及风浪影响，需采取抗滑移、抗倾覆等措施，保证其稳定性。施工时，在船体甲板上焊接限位固定装置，限位装置与构件间采用橡胶板填塞，缓冲荷载并能保护成品构件。倾覆验算能满足稳定性要求，但考虑突发偶然情况，同时采用四根风揽锚固在船体甲板上，墩身顶部设置环箍，一端用
12、手拉葫芦收紧。具体布置形式如图所示。预制构件运输立面布置图3、航线选择3.1工程沿线水下地形特点及航线桥区水下地形十分平坦，水深变化较缓，其中九洲航道桥以西水深在34m之间（1985国家高程基准，下同），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，青州航道桥至西人工岛之间水深为68m左右，高栏港到桥墩址处沿海岸水深35m之间，综合现有航道及水深情况，为减小波浪影响，航线在满足水深要求的情况下，尽量选择靠近海岸线，整个航线长约110公里，航线较短，中途无需抛锚，航线选择示意图如下。预制构件运输航线示意图3.2 拖航方式本工程主要运输水域为海
13、面，海上风浪影响较大，拟采用吊拖方式进行拖航作业，缆绳长度约450米，方驳出港和定位时，采用驳船抛锚协助的方式进行作业。 图1 图2 图3 图43.2.1系、放拖缆的方法（1）被拖船如果抛尾锚时，拖轮应旁绑靠在被拖船的船首下风舷，拖轮船首向被拖船的船尾方向，使拖轮船尾应超出被拖船首5-10米。如果是被拖船抛首锚，拖轮应绑靠被拖船下风舷的前部，尽可能的向前，船首方向与被拖船一致。（2）如果龙须缆和三角眼板事先没有放置到被拖船上此时先将其传递到被拖船，被拖船船员将龙须缆分别固定连接在被拖船和三角眼板上。（3）拖轮船员应在主拖缆的琵琶头或眼环处系5米左右长的棕绳为引绳，慢慢将主拖缆从拖缆机上送出，用人工或被拖船的绞缆机将主拖缆拉至被拖船船首主甲板，用卸扣与三角眼板连接。最后将系、解拖缆的回收辅助缆一并连接于三角眼板上。（4）待三角眼板上的4根缆绳连接后，将主拖缆布置在沿被拖船的船首舷外延线处并每隔3-4米用小细麻绳固定住，直至绑扎到主拖缆横跨被拖船与拖轮的最近点。（5）被拖船抛尾锚拖轮顺流时的操作（如图1）：拖缆连接准备就绪，拖轮解掉与被拖船之间的缆绳，被拖船开始绞后锚，待拖轮偏离与被拖船后，拖轮送出拖缆，拖轮随着被拖船起
