箱涵顶进施工组织设计.pdf
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1、. . 目录 一、工程概况2 (一)概述2 (二)工程地质条件2 二、施工方案2 (一)总体方案3 (二)各项目的施工工艺及方法4 三、进度计划12 四、施工安全控制措施13 (一)人身安全13 (二)便梁支座14 (三)便梁养护14 (四)纵移便梁14 (五)箱涵顶进15 (六)线路防护15 (七)装卸便梁安全注意事项15 (八)凿除顶进箱涵前钻孔桩16 五、应急预案16 (一)材料设备保障16 (二)人员保障16 (三)技术措施及抢修方案17 . . . . 箱涵顶进施工方案 一、 工程概况 (一) 概述 本工程位于京沪铁路下K1298+026.4处,与即有京沪铁路夹角15。 11 17
2、”, 该 工 程 由 四 孔 箱 形 框 架 桥 和 一 孔 套 涵 组 成 , 组 合 形 式 为 4x9.3m+4.55m 并列组成,桥长 69.87m ,分三段施工(甲段顶进施工,长度 为 43.53m ;乙段、丙段现浇施工,长度分别为18 m 和 8.3m) ,工作坑在铁 路南侧,箱涵编号从南京向上海方向依次为甲1、甲 2、甲 3、甲 4、甲 t。 先顶进上海方向套涵,然后顶进甲4 箱涵,再顶进甲1 箱涵,最后顶进中间 两孔甲 2、甲 3 箱涵。本工程共需 5 孔 D24 便梁和 3 孔 D16 便梁,施工区域 内京沪铁路上、下行线间距为4.85m ,铁路线路为直线段,满足便梁架设要
3、求。 (二) 工程地质条件 1、地基土构成与特征 根据设计文件提供的现场勘测资料,各土层自上而下描述如下: 层填土,杂色,松散。层厚0.61.6m。 层粘土,软硬状,含铁锈斑点 ,层厚 4.45.2m, 0180KPa 。 层粉质粘土 ,褐黄灰色,软塑状 ,中等压缩性 , 层厚 7.28.0m, 0 110KPa 。 1 层粉土,灰绿褐黄色,硬塑状,夹少量粉性土 , 中等压缩性 , 0 200KPa 。 夹层粉土, 褐黄草黄色,饱和 ,稍中密 ,夹粘性土 ,呈透镜体状 , 0 100Kpa 2 层粘土, 褐灰灰色,软塑状,夹少量粉性土 ,中等压缩性 ,厚度 2.13.7m 左右, 0100KP
4、a 3 层粘土, 暗绿灰褐 ,软硬塑状 , 中等压缩性 , 0190KPa 。 i=12KPa 框架底面标高为北侧-2.818m ,南侧 -2.349 ,处于层,承载力为 110KPa 。 . . 2、地下水 根据勘察设计文件, 场地表层地下水属潜水类型,补给来源大气降水 ,稳定 水位深度在地表以下0.82.3m 。地下水对混凝土无腐蚀性。 二施工方案 (一)总体方案 该工程采用顶进法施工,工作坑设在铁路南侧,箱涵顶进到位后,为了 防止路基土方塌方,预先在箱涵到位线上海方向和南京方向各设置一排(5 根)直径 1.2m 挖孔桩防护路基。便梁支座采用条形钢筋砼支座和块形支座, 制作条形基础时3 孔
5、 D16 便梁需倒用 2 次,先制作上海方向2#条形基础, 然后纵移 3 孔 D16 便梁到南京方向制作1#条形基础;顶进箱涵时须倒用5 孔 D24 便梁 3 次,先架设上海方向, 顶进甲 t,再向南京方向纵移, 顶进甲 4 箱,在纵移到甲1 箱顶进甲 1,然后再纵移便梁到甲1 和甲 4 箱涵上,顶进 和甲 2 和甲 3 箱。其施工流程如下: . . 箱涵顶进作业流程图 (二) 各项目的施工工艺及方法 1. 线路加固 为了防止路基土方塌方,预先在箱涵到位线上海方向和南京方向各设置 一排(5 根)直径 1.2m 挖孔桩防护路基。 制作路基防护桩 制作便梁支座 架设施工便梁 安装顶进设备拉槽出土
6、试顶装置观测设施记录观测数据 顶进测量中线水平挖运土 记录数据增加顶柱 测量或纠编 箱身就位 道碴回填,更换轨枕 纵移便梁 便梁拆除 恢复线路 制作条形基础 . . 根据现场地质条件及铁路线路状态,在确保行车安全的前提下,便梁支 座在 4、2、1 道顶进甲 1、甲 4 时采用条形钢筋砼支座;在3、5、7 道和顶 进甲 t 时用块形支座,条形支座采用2.0x16x1.5m 的钢筋砼基础,块形支座 采用 4.0x2.5x1.0m的钢筋砼基础,线路两侧为2.5x2.5x1.0m ,便梁支座在 慢行开始后进行施工。 1.1 便梁支座施工 块形支座采用 C25 铪,尺寸为:在线路两侧为 2.5x2.5m
7、 ,深度 1 米,在 两线间为 4.0x2.5m ,深度 1 米;条形基础为2.0x16m, 深度 1.5 米。利用慢 行时间进行施工,其检算资料如下: 承载组合:重载列车+便梁自重+冲击荷载=300T, 单个支座承载: 300/4=75T 基础承载面积:线路外侧:2.5x2.5=6.25m 2 两线间:4.0x2.5=10m 2 条形基础:2.0x16=320m 2 基底充许承载力: 18.4T/m 2, 线路外侧基底应力: 75/6.25=12T/m 2 18.4T/m2 两线间基底应力: 75x2/10=15T/m 2 18.4T/m2 条形基础基底应力: 75x6/320=1.4T/
8、m 2 18.4T/m2 符合地基承载要求 支座在慢行开始后施工, 支座基坑开挖深度为1 米,由于在路基上开挖, 土体密实,强度较高,因此决定采用垂直开挖,开挖平面尺寸线路两侧为 2.6x2.6m ,两线间为 4.1x2.6m 。基坑开挖采用同一端基坑同时开挖,基坑形 成后,立即采用木板支撑,防止土体下滑,为防止道碴下滑,采用挡碴板将 道碴挡起来再行开挖。然后进行绑扎钢筋。 1.2 绑扎钢筋 采用25 和16 螺纹钢筋网,上下各布置一层,摆放便梁限位预埋件, 具体布置请参见附图(便梁支座施工图) 1.3 电气化杆防护 便梁基础采用的是块形基础, 深 1m,其中,在上海方向的电气化杆距我 . .
9、 们的套涵顶进边线大约3.3m,为保证电气化杆的安全, 我们采取槽钢斜拉加 固和水平拉锚加固的方法来对其进行防护(见附图:电气化杆的防护图) 1.4 铁通及信号电缆防护 在铁通及信号电缆暴露后, 用彩条布将电缆包裹牢固, 用槽钢架空加固, 并且派专人进行看护,以防止电缆被偷盗和损坏。 2. 便梁架设 便梁架设已委托上海工务段做应力放散。D24 便梁采用375 高位架设 , D16 便梁采用 425 高位架设。便梁架设具体施工步骤如下: 2.1 穿入横梁 2.1.1 在钢轨头部用白油漆标出每个横梁位置,并且在轨腰用红油漆标 出即有轨枕位置,以备将来恢复轨枕用。 2.1.2 慢行开始后,利用列车间
10、隙清理枕盒内道碴,将枕盒内道碴扒到 与轨枕底平齐,然后利用封锁点按标定的位置方枕,每方一根,穿入一根横 梁。 2.2 装卸便梁 施工便梁利用重型轨道车运至施工地点,采用人工配合轨道吊机进行卸 梁作业。卸梁作业时,电气化接触网需停电。 2.3 安装便梁 将主梁准确放在指定的位置上,安装好牛腿,使横梁对准主梁加径肋, 上紧牛腿与横梁连接螺栓,然后安装方板,上紧横梁与方板连接螺栓,安装 横梁斜拉撑。斜拉撑采用75 等边角钢自制,斜拉撑长度根据现场确定。 2.4 安装便梁限位 便梁限位采用在支座预埋两块钢板,然后在钢板上焊接60cm 长的 p50 钢轨,钢轨与便梁之间填放枕木头并且塞实,详见便梁架设图
11、。 2.5 纵移便梁 便梁架设完毕后,先进行2#条形基础的制作,待2#条形基础达到强度 后,再将 3 孔 D16 便梁纵移至 1#条形基础上,待 1#条形基础制作完成并达 到强度后,即可拆除3 孔 D16 便梁; 3. 箱涵顶进准备 . . 3.1 降水 首先用深井降水,深井数量12 口,分别在铁路南侧、 2#站台和铁路北 侧各钻 4 口深井,每口井深度18m,井直径 40cm。昼夜连续抽水,便梁架 设好后,由技术人员检测水位,待水位降至基底以下1.0m 后,开始挖土。 深井布置参见深井施工图 在降水井,水泵,管路安装完毕进行抽水时,观测井中水位达到一定深 度(约底板下 1m)以后方可进行土方
12、开挖,在土方开挖的同时,继续进行降 水,保证水位始终开挖土层以下。降水井抽水时,潜水泵的抽水间隔时间自 短至长,降水井每次抽水后,应立即停泵,对于出水量较大的井每天开泵抽 水的次数相应要增多。 降水运行过程中, 现场实行 24 小时值班制, 值班人员 做好各井的水位观测工作,认真做好各项质量记录,做到准确齐全。以合理 指导降水工作,提高降水运行的效果,对停抽的井及时测量水位,每天12 次。 降水运行阶段要经常检查泵的工作状态,一旦发现不正常时及时调泵并 修复。保证电源供给,如遇停电,须提前两个小时通知降水施工人员,以便 及时采取措施,保证降水效果。 在挖土过程中,必须派人工看守,以防挖机碰坏井
13、管导致废井或降低抽 水效果。开挖后如部分基坑含水量较高,采取增打轻型井点及时进行降水。 降水周期直至开始顶进甲2 和甲 4 箱涵,才能停止铁路南侧和2#站台的 4 口深井,另外 8 口深井的降水周期至顶进结束时,才能拆除。 3.2 线路路基观测 在每个便梁支座上各设一个沉降观测点,每天两次对路基的沉降状况进 行观测,在架设好便梁开始出土拉槽时,加大对路基沉降的观测次数,由2 次增加到 4 次。 3.3 拉槽出土 顶进作业必须实行三班制,采用挖掘机和推土机进行挖土,其中用一台 小型 60 挖机和一台小型推土机对甲t 箱涵进行拉槽出土, 用两台 130 挖机和 一台大推土机对甲4 和甲 1 箱涵进
14、行拉槽出土,以边挖边顶的方式进行,顶 进前先进行第一次拉槽挖土,最大深度为轨底以下3.5m ,下层土方顶进时进 . . 行第二次挖土。 顶进挖土设中间平台, 分上、下两层进行, 每次掘进 100cm , 顶进 100cm ,顶一程挖一段, 严禁超挖。甲 2 和甲 3 顶进前预先铺设滑床板, 待滑床板达到设计强度后,开始同时顶进甲2 和甲 3 箱涵,顶进作业必须利 用列车间隙进行,顶进过程中需指定专人对线路便梁支点的稳定情况进行监 视,发现问题及时处理。列车通过开挖面时,严禁顶进。(拉槽断面详见箱涵 顶进示意图) 3.4 箱涵顶进 3.4.1 箱涵顶进施工程序 安装后背分配梁安装、检查顶进设备拉
15、槽挖土试顶挖土顶进 增加顶柱测量或纠编顶进箱身就位 (一)箱涵顶进顺序 考虑本工程施工特点,拟定箱涵顶进顺序为甲t甲 4甲 1甲 2、 甲 3。 (二)安装后背分配梁 后背分配梁采用三扣四P60 钢轨,扣轨底部用捣沙法捣固,以保证扣轨 面与箱涵底板面在同一平面上。分配梁长度分别为9.0m 两组, 4.5m 一组, 即主体箱涵分配梁采用9.0m ,套涵采用 4.5m 。采用吊机配合安装,钢轨与 钢轨用穿心螺栓连接,扣轨梁与后背梁接触面用干硬砂浆找平,塞实。 (三)安装、检查顶进设备 顶进设备分为液压系统和传力设备。主要检查液压元件、管路接头、仪 表等是否正常,以及检查千斤顶的行程是否与设计相符,
16、顶柱或传力设备是 否完好。本工程的顶进设备采用320T 卧式油顶 10 台(其中备用2 台) 。箱 涵顶进长度为 53.4m,顶管采用砼顶柱,配备4m 的 12 根、8m 的 83 根、 1m 的顶铁 22 根、2m 的顶铁 22 根,0.5m 的顶铁 22 个,横向钢板=20mm , 尺寸为 9.0m*0.5m ,35 块。在设备安装完成后须进行调试,全面检查液压元 件是否可靠,千斤顶功能有无异常,管路有否泄露,调整接点压力表和压力 继电器的保安值,调整溢流阀的作用压力等。 . . 主体箱涵自重约为1925T , 最大顶力 =1925x1.3=2503T , 布置 8 台 320T 千斤顶,
17、在起顶时,若起顶压力过大,顶不动时另增加2 台 320T 油顶组合 使用。 套涵自重约为 429T, 最大顶力 =429x1.3=558T , 布置 4 台 320T 千斤顶。 (四)试顶 当箱身砼达到要求强度,顶进设备安装调试完毕,测量仪器安置稳妥, 作业分工明确后,就可进行试顶进,全面检查设备情况及顶进的状态。 (五)顶进作业 按照箱身顶进顺序,分别进行顶进,甲t、甲 4、甲箱 1 涵顶进采用带土 顶进,开挖土方最大深度为轨底以下3.5m ,在顶进中间两孔箱涵时,采用明 挖空顶,昼夜不间断施工。顶进出土采用从铁路北侧单侧出土,挖掘机到箱 涵前端进行出土作业,后面再用一台推土机清土,另一台同
18、型号挖机进行装 土作业。顶进时,挖机每挖1 米,则顶进 1 米,不得超挖。挖土时严格掌握 切土量,开挖底面的标高应根据当时箱身是否抬头、扎头的情况来确定。 开挖时必须做到四不挖土: 列车通过时不挖土, 避免列车通过时震动大, 造成塌方;机械设备发生故障时不挖土;较长时间不顶进时不挖土;交接班 前不挖土。 安放顶柱须保持与顶进箱身的中轴线顺直一致与后背梁垂直,每列顶柱 要与千斤顶成一直线,每完成一个循环就要更换或填补不同规格的顶柱,顶 柱每隔 8m 设置一道横向联系梁,使顶柱横向稳定。顶进时注意观察顶柱受 力情况,防止弹起伤人,当箱身的顶进行程太大时如继续以填加顶柱的形式 进行作业容易造成顶柱弓
19、起崩出,此时必须在顶柱顶上用重物预压,所有的 顶柱必须楔紧,各顶柱松紧程度应相同。 为确保箱身顶进的方向和高程,顶进前必须在顶进的后方设置观测点, 布置好观测基准桩,观测点距后背要保持一定距离,以免后背变形而影响观 测结果。 (附观测点布置图)观测点用的经纬仪及水准仪各一台,在顶进过程 . . 中箱身每前进一顶程,即对箱身的轴线、横向及高程进行观测,并做好详细 记录,发现偏差及时通知顶进指挥人员采取措施,纠正编差。 施工测量过程中,对所有的仪器及工具要经常检查,中线观测点和水准 基点经常核对,如有变位或过大误差时要及时校正,否则将影响测量精度。 箱身就位后,应尽快上碴,恢复线路,以确保行车安全
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