罗日阳

(惠东县交通工程建设服务中心，广东 惠东 516300)

0 前 言

跨海大桥的质量管控是一个极其复杂的系统，在国内现有能借鉴的工程案例不多，其设计、施工、规划、运营维护的难度和耗资均较大[1]。跨海大桥由于其地理位置的特殊性，需要常年受到海水侵蚀，对主体结构的腐蚀较为严重，故在跨海大桥中耐久性这个指标被提到一个显著位置，相比传统桥梁施工项目，不仅需要遵循“安全、适用、耐久、环保、经济、先进”的施工目标，更加需要考虑海水侵蚀、台风激励、漂浮物撞击、轮船通航等一系列挑战性问题[2-4]。故如何总结现有跨海大桥工程案例先进管理经验、施工工艺、管控措施对以后跨海精品工程具有现实指导意义。本文以港口滨海跨海大桥为例，介绍港口滨海跨海大桥施工管控方面措施，对其它跨海工程施工有一定借鉴意义。

1 港口滨海跨海大桥工程概况

港口滨海跨海大桥及引道工程位于惠东县港口滨海旅游度假区，是稔平半岛环岛路网的重要组成部分，也是连接港口和沙嘴尾的主通道，路线呈东西走向，西起沙嘴尾接县道X210交界处，向东跨越海湾，经旦家村终点连接X213线，本工程起点桩号为K0+000，终点桩号为K1+316.475，全线主要由跨海大桥及大桥东西引道组成，全线设跨海大桥1座，桥长495 m；涵洞1道，长29.53 m；以及桥东和桥西两边引道工程，项目全长1.316 km。采用双向四车道一级公路技术标准，主要技术指标为：设计速度：60 km/h；汽车荷载等级：公路-I级；设计洪水频率：百年一遇；路基宽度：24 m；桥梁宽度：28 m；地震动峰值加速度：0.1 g。港口滨海跨海大桥开工日期为2012年5月25日，于2014年10月完成施工，实际工期为29个月。港口滨海跨海大桥结构概貌见图1。

图1 港口滨海跨海大桥结构概貌图

2 施工质量管控关键性因素

港口滨海跨海大桥施工场地环境复杂，需要充分考虑建设的水文、地质、气候、通航要求、设计标准、耐久性要求等待因素，将港口滨海跨海大桥打造高质量、高标准的大桥需要把控影响施工质量的关键性因素。

2.1 气象和水文因素

港口滨海跨海大桥建设地属于东亚季风区，受季风环流的控制，风速多年年平均值为5.0 m/s，风速的季节变化是春季、初夏及秋季风速较大，多年月平均风速为5.0～5.4 m/s，盛夏及冬季风速较小，多年月平均风速为4.6～4.8 m/s。无霜期多于340天。年平均气温22.1 ℃，极端最低气温0.4 ℃；7月气温最高，月平均气温28.4 ℃，极端最高气温37.5 ℃；年日照2 013.3 h；年平均降雨量1 920 mm，4～9月雨量1 623.5 mm，占全年的85%，10月至次年3月雨量296.5 mm，占全年的15%。沿海海水年平均温度在22.5 ℃以上。路线所在地区属海洋性气候，潮湿多雨，地表水体主要为海水，水量受潮汐影响。沿海海区潮汐为不规则半日潮，每月最高潮位和最低潮位的时间为农历的初二至初五、十六至十八。一年的最高潮位发生在每年农历十月至十二月的晚上大潮期，比其他月份的大潮位高出50 cm以上。最高潮位2.89 m，设计通航水位2.14 m。潮流方向：东南至西北方向，流速：靠外海为0.50 m/s，近岸为0.90 m/s。地下水主要类型为松散层的孔隙承压水及基岩裂隙潜水，局部有裂隙泉水以下降泉形式流出地表，含水层主要是砂质轻亚黏土，局部有砂、卵石层，地下水位较高，一般在地面下0.8～1.5 m之间，受季节影响显著。

根据勘察期间钻取地下水和地表水水样进行水质分析显示，场地水对混凝土结晶类和结晶分解复合类具有强腐蚀性,对混凝土分解类无腐蚀性。

2.2 地质、底层条件

表1 港口滨海跨海大桥工程地质、地层情况

场地内岩土种类较多，不均匀，性质变化较大，为不均匀地基，地基等级为二级，对地基稳定性不利。部分桥墩桩基础持力层进入弱风化砂岩层，该层强度低，属于软岩，故桩基础均按摩擦桩设计施工。

2.3 通航、防撞等级

港口滨海跨海大桥是平海、港口海岸线度假村海龟湾旅游开发区的主要通道，需要满足众多类型船舶通航，且通航密度较高，主跨设计需要满足每日通航数千次。且重量级通航船舶级别达到万吨级，这些船舶如散货船、游船、大型游轮等对桩基冲撞威胁巨大，需要提高设计防撞等级，并且要考虑海中漂浮物对结构碰撞损伤，需要加大下部构造桥墩、桥台的结构尺寸，提高结构混凝土标号，加强结构配筋，增加钢筋保护层厚度，同时需要考虑较为经济的防撞方案，避免总投资过大。

2.4 结构耐久性

港口滨海跨海大桥建设难度远大于普通桥梁，这与跨海大桥修建环境和建设长度要求密切相关，港口跨海大桥不仅需要克服恶劣的海洋气候环境，还需要克服海峡地质构造多样化、海水长期侵蚀、台风风振等多方面因素。港口滨海跨海大桥设计基准期为100年；设计安全等级为一级，对结构耐久性提出了新的挑战。

3 施工质量管控措施和效果

3.1 全面施工质量管理组织机构成立

港口滨海跨海大桥在建设全过程采取了全面质量管理措施，从项目研究论证开始到建设运营阶段由港口滨海跨海大桥总部对各个组织机构进行协调管理，统一全方位、全过程协调支配。组织机构如图2所示。

图2 全面质量管理组织机构框图

港口滨海跨海大桥施工质量管控部门下设项目副经理和总工程师两个主要负责人，一起成立工程技术部、质安部、材料设备部、计划财务部和办公室等部门，对海洋桥梁、钢平台、路基、安全设施、路面、涵洞作业队进行管理和支配。施工质量管控组织机构见图3。

图3 施工质量管控组织机构框图

港口滨海跨海大桥施工质量监理部门的监理模式按一级监理机构设置，在工地现场设立总监理工程师办公室，委托某路桥梁工程检测有限公司负责监理的各种抽检及平行试验，以满足监理工作需要。为了确保本项目的监理工作质量，选派了一批长期从事公路监理的骨干力量为本项目服务。拟配总监1人、试验检测工程师1人、公路工程师1人、桥梁工程师1人、合同管理工程师1人、监理员2人、试验员1人。监理组织机构见图4。

图4 监理组织机构

3.2 主体部分构件施工管控措施

台背填筑包括桥台台背回填、锥坡填筑以及钢筋混凝土圆管涵顶面及两侧、盖板涵涵台台后回填。为了减少结构物处填土不均匀沉降，保证行车的舒适性，本项目港口滨海跨海大桥及小桥台被回填均用粗砂分层填筑碾压，圆管涵及盖板涵涵台被采用透水性砂砾土。压实度满足设计和规范要求。

1)港口滨海跨海大桥桥台台背填筑。港口滨海跨海大桥桥台座板台采用反开挖施工，仅开挖出满足座板承台施工基坑。桥梁上、下部施工完毕后进行锥坡施工时，完全清除台前预压土方。台后20 m范围内路基填土采用粗砂分层压实，用水密法和插入式振捣棒、夯机、小型压路机进行，并严格控制台后填土回填速率，确保不发生桩顶位移的情况。

2)小桥薄壁桥台台背回填。薄壁桥台台后填土在上部实心板浇筑完毕并达到设计强度后进行，台后20 m范围内路基填土应采用粗砂分层、对称压实，填料施工工艺和大桥相同。

3)钢筋混凝土圆管涵和盖板涵回填。盖板涵台后填土待上部构造施工完毕，端缝以及锚栓孔内填塞的混凝土强度达到70%后进行，并同时两端台后对称分层填土夯实，每层松浦厚度不大于30 cm，台后填料选用透水性较好的砂砾土。

钢筋混凝土圆管涵涵顶及涵身两侧在不小于两倍孔径范围内的填土需分层对称夯实，压实不小于96%。

3.3 耐久性施工管控措施

港口滨海跨海大桥整个施工过程均处于海水腐蚀环境当中，而大桥设计年限为100年，需要对结构耐久性进行综合考虑，做好防侵蚀措施。海水微量元素中对混凝土、钢筋侵蚀主要元素为氯离子，而能有效抵抗氯离子渗透的有效措施为以低水胶比和大掺量矿物掺和料的高性能混凝土为代表有明显的效果，高强混凝土不仅拥有强度高、固化稳定的特性，其掺合料高性能混凝土还能提高混凝土耐久性，因此在海洋环境建设中得到广泛应用，因此大桥水下部分桩基础尽量采用拥有掺合料高性能混凝土进行防侵蚀，同时增加钢筋保护层厚度、严控混凝土开裂来提高水下主体(桩基础、桩身、引桥承台、墩身等)的耐久性结构。同时对大桥局部部位可以采取防腐措施，比如涂层保护、掺加钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋、不锈钢钢筋、硅烷浸渍等等措施来提升结构运营阶段耐久性。港口滨海跨海大桥采取的耐久性措施主要有以下几点：

1)加大下部构造桥墩、桥台的结构尺寸，提高结构混凝土标号，加强结构配筋，增加钢筋保护层厚度。

2)对桥梁主要上部结构、桥墩盖梁均采用全预应力结构设计。

3)根据桥梁设计基准期及所处的环境类别和环境作用等级，综合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[5]、《公路工程混凝土结构防腐技术规范》[6]和《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》[7]中要求：最低混凝土强度等级为C35，腐蚀作用等级为D级的最大水胶比为0.4，最小胶凝材料用量为340 kg/m3；腐蚀作用等级为E级的最大水胶比为0.36，最小胶凝材料用量为360 kg/m3；腐蚀作用等级为F级的最大水胶比为0.32，最小胶凝材料用量为380 kg/m3。

4)在港口滨海跨海大桥浸水结构(港口滨海桥墩柱、系梁、桩基，小桥台身、承台、支撑梁)混凝土中添加钢筋阻锈剂进行防腐，按10 kg/m3阻锈剂添加。

5)所生产的混凝土抗渗系数不小于7。

6)对于桥梁栏杆、花窗等采用涂氟漆进行防腐处理。

3.4 施工组织管控措施

港口滨海跨海大桥在施工全过程是一个十分复杂的系统，施工阶段一环扣一环，如在主航道桥过渡墩施工组织控制中从桩基施工、承台施工、墩身施工、墩顶主梁安装等一系列工种、人员、机械、材料安排是否衔接得体影响整个项目运作效率。而且在施工过程中还需要克服台风、航运协调、生态环境评估等一系列棘手问题。总之，港口滨海跨海大桥施工组织始终遵循着基本原则为：保障施工安全和施工质量、确保工程进度、降低施工成本、最大工种执行规模化生产和机械化作业，同时减少海上作业时间，制定合理科学的施工组织流程管控制度，确保责任到人。

3.5 施工质量管控效果

港口滨海跨海大桥开工后，全面强化现场质量监控，在不同的施工阶段采取了有针对性的不同控制方式保证质量，使得整个施工过程在有效的监控之下进行，对所有分项工程都做了平行检测和抽验工作并进行了独立评定。施工单位基本上能够按照施工规范以及监理工程师提出的要求进行各分部分项工程的施工，施工质量根据《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)中的方法和标准进行评定，均能达到合格要求。 其中: 桥梁工程97.7分，环保工程98.3分，交通安全设施97.5分，建设项目质量评分97.8分，建设项目质量等级评定为合格。经业主委托，检测单位分别于2014年9月对主桥进行了荷载试验，检测结果显示，主桥强度、刚度较好，满足设计使用荷载要求，可以交付使用。

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