李江
(港珠澳大橋管理局,廣東 珠海 519060)
港珠澳大橋是連接香港、珠海、澳門的超大型跨海通道,港珠澳大橋主體工程長29.6km,其中橋梁部分長22.9km,鋼橋面鋪裝面積達50余萬平方米,是世界上單體面積最大的鋼橋面鋪裝工程。鋼橋面鋪裝設計使用壽命為15年,設計速度100km/h,最大縱坡3.5%,橋面橫坡2.5%,鋼橋面鋪裝方案,如表1所示。
為確保港珠澳大橋鋼橋面鋪裝順利實施,按期保質(zhì)保量地完成鋪裝作業(yè)任務,其施工組織主要遵循如下原則。
1.組建優(yōu)質(zhì)高效的施工作業(yè)隊伍,加強人員培訓,提升管理及作業(yè)水平。
2.按照“以準入保材料、以考核保人員、以設備保工藝、以工藝保質(zhì)量”的項目質(zhì)量管理理念,切實提高橋面鋪裝管理水平。
3.研發(fā)、引進先進的施工工藝及機械設備,提高施工機械化水平。
4.提高原材料質(zhì)量控制,提升集料加工、運輸及儲存標準,引進優(yōu)質(zhì)進口原材料,嚴格材料準入制度。
5.加強關(guān)鍵指標優(yōu)化,提升鋪裝整體性能。
6.加強標準化建設,提高施工工藝及施工管理水平。
7.建立完善的質(zhì)量管理體系及HSE管理體系,提升質(zhì)量管理及安全文明施工水平。
為順利完成港珠澳大橋鋼橋面鋪裝作業(yè)任務,項目部積極開展了各項前期準備工作,為試驗段、首件制開展及大面積正式施工創(chuàng)造有利條件,主要包括以下幾個方面。
1.組織房建工程、鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分包施工隊,克服人工島無法陸運、無水、無電等困難,完成施工營地辦公區(qū)、生活區(qū)、拌和站、工地試驗室及鋼結(jié)構(gòu)大棚(庫房)建設。
表1 港珠澳大橋鋼橋面鋪裝方案
圖1 鋼橋面噴砂除銹工藝布置圖
2.組織項目管理人員、操作手、防水層專業(yè)分包隊伍及勞務人員進場,開展多項技能培訓及考核工作,確保人員施工作業(yè)水平。
3.確定MMA防水材料、集料、礦粉、瀝青、TLA湖瀝青、纖維、彈性混凝土、貼縫條、螺旋排水管等原材料供應商,簽訂正式合同并組織原材料進場。
4.完成關(guān)鍵施工設備、工具的采購、研發(fā)及調(diào)試工作,根據(jù)進場計劃組織相關(guān)設備進場。
5.完成各項施工方案編制工作,完成項目質(zhì)量管理體系及HSE管理體系建立。
6.完成鋼橋面鋪裝GMA10及SMA13配合比設計工作。
第一階段試驗段實施場地為施工營地內(nèi)。GMA10及SMA13各項技術(shù)指標均能滿足設計要求,其中車轍動穩(wěn)定度集中分布在320次/mm~450次/mm之間(設計要求為300次/mm~800次/mm);為保證港珠澳大橋鋼橋面鋪裝質(zhì)量和長壽命耐久性,提出了GMA車轍動穩(wěn)定度提高到600次/mm以上,或GMA10+SMA13組合車轍動穩(wěn)定度提升到3000次/mm的建議。
為達到上述設計要求,開展了GMA瀝青混合料配合比優(yōu)化設計試驗工作。經(jīng)過大量的試驗研究及比對分析,通過級配優(yōu)化、引入預拌碎石及添加外加劑等方法最終實現(xiàn)GMA10車轍動穩(wěn)定度達到設計建議目標,并進行第二階段試驗段實施。通過試驗段實施達到如下目的。
1.進一步培訓、考核并檢驗了施工技術(shù)管理人員、工地試驗室管理與操作人員、專業(yè)分包隊伍與勞務協(xié)作隊伍人員、機械操作手等崗位人員的基本技能和業(yè)務素質(zhì)。
2.驗證了車載式拋丸除銹設備、全自動防水層噴涂設備、Cooker攪拌車、澆注式攤鋪機、SMA攤鋪機、壓路機、灌縫機、邊帶攤鋪機等機具設備的施工性能,確保滿足后續(xù)首件制及大面積施工的需要。
3.驗證了行車道、中央分隔帶路緣石間隙、中分帶及路緣石邊側(cè)噴砂除銹及防水黏結(jié)層施工工藝,確定了具體施工方案、工藝參數(shù)及設備組合。
4.進一步檢驗了湖瀝青脫桶升溫、混合瀝青生產(chǎn)、石料上料、纖維添加及礦粉加熱等生產(chǎn)工藝及工效。
5.檢驗了實橋GMA10及SMA13施工工藝,確定了具體工藝參數(shù)、設備組合、人員配備、施工功效、GMA邊帶攤鋪及SMA13鋪裝層排水方案。
6.檢驗了原材料的性能及GMA10、SMA13室內(nèi)及現(xiàn)場各項性能指標,各項指標均滿足設計要求。
7.檢驗了實橋施工質(zhì)量管理體系運行情況,確保質(zhì)量管理體系運行良好。
8.檢驗了實橋施工HSE管理工作及現(xiàn)場安全文明施工水平。
經(jīng)過前期兩階段試驗段實施及總結(jié),項目部從性能、工藝、人員、設備、材料、管理等各方面對鋼橋面鋪裝技術(shù)進行了全方位的驗證,為后續(xù)首件制及大面積實施總結(jié)了寶貴的經(jīng)驗。
從2016年10月開始,項目部先后完成鋼橋面防腐防水、GMA10、SMA13三項內(nèi)容分別實施首件制施工及總結(jié)工作,一項總結(jié)工作完成后即可開展該項內(nèi)容后續(xù)大面積施工。
1.噴砂除銹
(1)根據(jù)鋼橋面結(jié)構(gòu)分布及工藝要求,中央分隔帶及路緣石側(cè)立面采用2臺~3臺2-15D手持式邊角拋丸機進行噴砂作業(yè);其余行車道部分采用2臺2-4800DH車載式拋丸機進行拋丸處理,每道作業(yè)寬度為120cm,每道作業(yè)搭接7cm~10cm,工藝布置如圖1所示。
(2)噴砂除銹采取行車道先邊部、后中央,中分帶與行車道同步推進,檢修道最后進行作業(yè)的施工順序開展。
(3)施工過程中,隨時監(jiān)測施工環(huán)境,及時檢測粗糙度、清潔度指標,噴砂除銹施工效率按4000m2/d~5000m2/d控制。
2.防水黏結(jié)層施工
(1)橋面經(jīng)噴砂除銹后,及時覆蓋防水層底漆,避免鋼板返銹。行車道底漆采用人工十字交叉輥涂法施工,中央分隔帶寬度較窄,采用縱向輥涂法,路緣石排水間隙位置狹小,采用小輥筒進行輥涂作業(yè)。
(2)行車道的兩層防水層的施工,分別由兩組大型機械噴涂設備噴涂作業(yè),每組噴涂設備配備一個移動式風雨棚。其中,第一組自動噴涂設備噴涂第一層黃色防水膜,噴涂寬度為12.5m;第二組自動噴涂設備噴涂第二層白色防水膜,噴涂寬度為12m。兩臺自動噴涂設備保持30m~50m間距進行流水式噴涂作業(yè)。
(3)中央分隔帶、檢修道及行車道邊帶位置采用人工噴涂方式施工兩層防水層,噴涂作業(yè)時,配備簡易防風網(wǎng),降低環(huán)境對噴涂作業(yè)的干擾。
(4)待防水層固化并檢測合格后,采用人工輥涂方法對黏粘結(jié)層滾涂施工。
施工過程中隨時監(jiān)測施工環(huán)境,嚴格按照相關(guān)工藝參數(shù)控制施工流程,及時進行相應質(zhì)量指標檢測,施工效率控制在3000m2/d~4500m2/d之間。
3.GMA10施工
(1)采用自帶礦粉加熱裝置的林泰閣4000型瀝青拌和站生產(chǎn)GMA10混合料,嚴格按照試驗段及首件制確定的工藝參數(shù)控制生產(chǎn)過程。
(2)配備20臺進口Cooker升溫攪拌運輸車運輸及二次拌和GMA10混合料,嚴格控制Cooker攪拌溫度及攪拌時間。
(3)采用1臺澆注式攤鋪機進行GMA10鋪筑,考慮澆注式瀝青鋪裝縱向接縫,盡量錯開鋼箱梁主梁頂面及縱向加勁肋頂面原則,同時兼顧橋面雨水井處鋪裝施工的可操作性,行車道主線分兩幅先后攤鋪,每幅鋪裝寬度為6.8m,兩邊各留55cm和90cm寬度作為邊帶施工。
(4)邊帶采用人工配合邊帶攤鋪機鋪裝作業(yè)GMA10,中央分隔帶及檢修道GMA10采用人工攤鋪。
(5)GMA10施工全部在白天進行,主線單幅按照每天鋪筑1聯(lián)~1.5聯(lián)(660m~1000m)施工控制。
4.SMA13施工
(1)采用林泰閣4000型瀝青拌和站生產(chǎn)SMA13混合料,嚴格按照試驗段及首件制確定的工藝參數(shù)控制生產(chǎn)過程,同時配備30臺運輸車運輸SMA13混合料。
(2)行車道SMA13采用兩臺攤鋪機梯隊連續(xù)攤鋪,兩臺攤鋪機攤鋪寬度分別設定為7m和7.5m。
(3)按照試驗段及首件制確定的工藝參數(shù)及碾壓方案對SMA13施工,邊部采用小鋼輪、打夯機及人工對大壓路機無法碾壓的部位進行處理,確保邊部混合料碾壓密實、平順。
(4)按照每天施工1整聯(lián)施工安排SMA13,不留橫向施工縫。
港珠澳大橋鋼橋面鋪裝是國內(nèi)鋼橋面鋪裝工程中鋪裝規(guī)模最大、質(zhì)量要求最高、施工環(huán)境最復雜的工程。經(jīng)過實踐證明,其施工組織方案是科學、合理和成功的,在施工工藝、施工組織、標準化建設、質(zhì)量管控及行業(yè)創(chuàng)新等方面對我國未來鋼橋面鋪裝工程具有極大的參考和借鑒意義。