中安徽某铁路增建工程框架顶进涵施工方案.doc

目 录1、编制说明 31.1编制依据 41.2编制原则 41.3编制范围 42、工程概况 43、施工组织安排 44、施工准备 54.1现场调查 54.2签订安全协议 54.3人力物资准备 54.4修建临时工程 65、施工方案 66、便梁支撑桩施工及防护 66.1线路加固 66.2挖孔桩施工 66.3桩身混凝土灌注 97、框架涵顶进施工 107.1开挖工作坑 107.2滑板及润滑层施工117.3后背施工 128、预制框构 128.1施工工序128.2模板与支护138.3钢筋加工与安装138.4混凝土浇筑138.5船头坡149、顶进准备 149.1线路加固149.2顶进设备149.3开顶前的准备工作1510、顶进作业1610.1试顶与框构起动 1610.2顶 进1710.3顶进挖土 1710.4接长车道 1811、恢复线路 1911.1翼墙及引道施工 1911.2出入口铺砌施工 1912、附件19宁西铁路增建第二线工程NXZQ1标框架顶进箱涵施工方案1、编制说明1.1 编制依据1、 宁西线南阳至合肥段增建二线工程（宁西二线南合施（涵）-935（1-3.0*3.5m）框架涵设计图及相关资料。2、 关于印发铁道部铁路营业线施工安全管理办法的通知（铁办2008190号）3、 关于公布铁道部铁路营业线施工安全管理补充办法的通知（铁运201051号）4、 关于公布武汉铁路局营业线施工安全管理实施细则的通知（武铁总 2008331号）5、 关于公布<武汉铁路局营业线施工及安全管理补充规定>的通知（武铁运2010173号6、 建筑基坑工程检测技术规范（GB50497-2009）7、 客货共线铁路桥涵工程施工技术指南（铁道部经规院TZ203-2008）8、 铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）9、 铁路工务安全规则（铁道社）10、 铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10301-2009、TB10302-2009、TB10303-2009）11、 武汉铁路局建设工程大型施工机械安全管理暂行办法武铁建函【2009】538号12、 现场调查资料及武汉铁路局营业线施工相关要求。1.2 编制原则1、 坚持安全第一的原则，杜绝一切安全隐患，确保营业线运营和既有设备的安全。2、 严格遵守国家、铁道部、武汉铁路局和地方关于环境保护的法律、法规，施工中尽最大限度减少对既有环境的破坏，把施工用地压缩到最低限度，做到文明施工。3、 合理配置生产资源，采用先进的施工技术方法、施工工艺和技术装备，做好机具选型配套，提高施工机械化水平，实施标准化作业，降低工程成本。1.3 编制范围改建铁路宁西线南阳至合肥段增建第二线工程站前-01标段，中心里程为K627+800.00，新建顶进涵长14.00m，新建涵长接长11.02m。2、工程概况K627+800.00框架箱涵下穿宁西一线铁路为交通涵而设，本框架箱涵轴线方向与宁西铁路夹角为90°，预留上拱度0cm，设计净空5×5.3m。该框架箱涵顺铁路方向总长为6m，垂直于铁路全长26.02m，其中涵身顶进长度为13m，现浇段为13.02m。框架箱涵顶板厚0.42m，底板厚0.56m，主体采用C35耐久性钢筋混凝土，框架涵顶部采用C40细石纤维砼保护层，边墙外涂热沥青2道。3、施工组织安排涵洞由综合二队全面负责施工管理， K628+193.5 （ 1-6.0x5.3m）框架涵挖孔桩计划于2012年10月15日开工，2012年11月5日全部完成；涵身顶进计划于2013年1月5日开工，2013年2月5日完成顶进。4、施工准备4.1、现场调查组织有关技术人员全面熟悉核对设计文件,充分了解设计意图,核对地形及地质资料，复核涵洞中线、高程及流水面标高。组织对箱涵施工调查，重点调查既有线路通信、信号、电缆的走向,对有可能影响施工的地下电缆报请有关部门排干,施工前不能排除的制定切实有效的保护措施。4.2、签定安全协议施工前将编制的加固方案，报请信阳市工务段、监理站及建设单位审批，并与信阳市工务段、车务段、电务段等有关设备管理部门签定安全协议。4.3、人力、物资准备A、劳力组织顶进工作一旦开始，便不得中途无故停顿，劳力组织应保证昼夜连续作业。B、机具准备 机械设备根据施工计划有序进场，并保证足量到位，施工中对于个别重型和大型机械选择合适的道路运输到现场，机械进场后对机械进行了彻底检修，保证了上场机具性能的完好。C、信号联络方式顶进工作利用列车通过间隔进行，顶进时驻站联络员、线上防护班人员及领班与作业人员之间均用无线对讲机进行直接联系，当有火车通过时通知作业人员暂时停止挖土和顶进，离开工作面2m避让。4.4、修建临时工程利用现有乡村道路向涵洞施工位置修建临时施工道路，确保材料进场。根据涵洞施工现场具体情况安装发电机，保证施工用电。根据涵洞施工现场情况解决施工用水，满足施工需要。5、施工方案 顶进框架涵：后背采用钢筋混凝土后背桩；预制框架采用定型整体钢模，砼在现场采用机械搅拌，用导管灌注入模。顶进施工中，采用4根挖孔桩（线路两侧各2根桩径1.5m）作支点，跨度为Lp24米的D型钢便梁作纵横梁，架空既有线进行顶进施工作业；挖孔桩及涵身顶进施工前需对施工地段的无缝线路进行应力放散（应力放散施工方案、申请计划，由信阳工务段提供），施工期间需申请既有线慢行；D型钢便梁过轨作业及加固作业利用慢行的天窗点进行。6、便梁支撑桩施工及防护便梁支点（挖孔桩）施工工艺流程：先加固线路，再进行挖孔桩施工。6.1、线路加固： 施工前首先对既有宁西线路进行应力放散及加固，再进行支撑桩及防护桩施工。委托信阳工务段对该处无缝线路进行应力放散，对既有线路进行防爬锁定，锁定方法：用防爬支撑和防爬器对本段施工处范围内进行防爬加强。6.2、挖孔桩施工：6.2.1、施工准备a、挖孔桩施工前要精确测定桩位，平整场地，做好防护设施。b、安装井架。根据施工需要，为便于出碴，在开始挖井时采用扒杆，开挖较深时在井口设置1台3t卷扬机作为提升设备。c、修建出碴道路。第一节护壁混凝土灌筑完后，在井口附近修建临时道路，供运输弃碴。d、配备齐全所需的机具、器材、照明及人员上下设施。6.2.2、桩身开挖a、井口部分。开挖前，在支撑桩外0.8m处靠近线路侧设3（长）×0.6（高）×0.03m厚的挡碴木板，并在木板外侧打入48mm的钢管支护，插入深度为0.8m，间距按1m布置，及时将多余的道砟回填密实（挡碴板安装在封锁点内施工）。根据开挖桩井口土质情况将井口挖至0.5m深时，立模浇筑混凝土护壁及锁口。并高出原地面30cm，用来防止道砟等杂物滚入孔内。此节护壁在井口以下0.5m范围内护壁15cm，以下为预制混凝土井圈，护壁混凝土全部在线路外侧人工拌合，采用皮桶人工搬运至井口浇筑。挖孔桩锁口护壁示意图b、桩井掘进。采用边挖边支护的方法，每节开挖深度为0.2m，然后安装混凝土井圈，因桩是人工开挖，施工时有些部位产生超挖或少挖现象，为防止井圈与路基之间空隙产生松动，在安装混凝土井圈时有空隙的位置填砂。确保混凝土井圈与桩土之间密实。挖孔桩除锁口位置外其余的全部采用混凝土井圈，其厚度为10cm，节高20cm，井圈随着开挖深度依次下沉，每下沉一节，在上面添加一节，安装井圈时需3人配合，分别采用麻绳将井圈栓3个吊点，抬起行走，最后将混凝土井圈平稳放在挖孔桩上。c、出土。井内出土采用绞车（人工卷扬机），绞车施工应设双保险装置。篮筐装土，吊出的弃土，及时采用人工运到指定的位置，弃土从挖孔桩一侧运至线路外，施工人员在列车间隔时间内通过线路弃土，每次弃土不得超过篮筐口，防止污染线路道床。d、井中抽水、通风。在开挖过程中，如果地下水位较高，孔内出现地下水时，用水泵将水排出孔外，桩内不得积水，防止塌孔。当孔深超过10m时，安装鼓风机进行通风。e、安全设施。桩身开挖及井下爆破必须严格遵守建筑安装工人安全技术操作规程，选择最安全的方法。各工序必须有安全员。f、施工时井口四周必须设防护栅栏，各种材料及施工器材距井口有一定距离，以防落入井内伤人。g、挖孔工人必须配戴安全帽、安全绳，必要时搭设掩体。提升设备要经常检查，挖孔工作暂停，孔口必须罩盖。为解决施工人员上下井，井深2m以内设扶梯，井深2m发下设带安全卡的吊笼。开挖后必须及时安装土圈。h、作业时电器部位一定要有接地装置，防止漏电。井下照明必须使用安全电压。6.3、桩身混凝土灌注a、桩身材料。严格按设计混凝土标号控制好配合比，混凝土原材料要符合技术规范要求。钢筋直径、间距、接头等均要符合铁路桥涵施工规范的要求。b、灌注前准备工作 清孔：一是凿除护壁突出的部位，防止侵入钢筋骨架范围。二是用带压水冲洗护壁，清除护壁上的杂物。确定灌注方法：当井孔渗水量较小时，采用普通砼直接灌注法。当井孔渗水量较大时，采用水下砼灌注法。c、钢筋骨架 钢筋骨架按设计尺寸、要求在现场分节制作，吊装就位。在骨架上端根据骨架长度、直径大小，均匀设置吊环或固定杆，在外侧设置控制保护层厚度的耳环。骨架就位后要与护壁上的铁蹬或预埋铁件焊接牢固，防止灌注混凝土过程中骨架上升。d、灌注混凝土 混凝土现场搅拌，用导管灌注。灌注速度要尽可能加快。桩顶2m以下依靠混凝土自由坠落捣实，2m以上使用振捣器人工捣实。混凝土一次连续灌注完毕。挖孔桩施工工艺流程图施工准备安设孔口护壁及提升设备分段挖孔、施作护壁成孔检测安放钢筋笼浇筑混凝土7、框架涵顶进施工框架涵顶进施工工艺流程：先施工框架涵顶进部分，再施工出入口翼墙及引道。7.1、开挖工作坑A、根据现场调查，保证路基边坡稳定和安全的前提下，工作坑顶部开挖边线距离既有线6.5m，靠近铁路侧边坡坡度为1:1，后背墙侧坡度为1:0.3，其余的2侧坡度为1:0.5。开挖成型后对铁路路基一侧边坡采用M10砂浆抹面防护，厚度为5cm。B、工作坑平面尺寸按以下原则确定。长度前端空顶长度顶进框构长顶镐长度后背梁厚度后背厚度后端工作面宽度顶进框构全宽两侧工作面宽度两侧集水井和排水沟宽度。C、工作坑四周挖排水沟。D、工作抗开挖好后，应检查承载力是否满足顶进涵的要求，若土质松软，或基本承载力小于150Kpa，应用级配砂石夯实以防不均匀下沉，底面还应结合滑板制造，做成沿顶进方向头高尾低的仰坡，以便在顶进出现“扎头”时调整到预期位置。7.2、滑板及润滑层施工A、修筑滑板: 滑板采用C25砼灌筑，厚20cm。滑板修筑前在其下部地基上夯填10cm厚的碎石层。为增加抗滑力，滑板下每3米设地锚梁一道，与滑板一同浇灌。地锚梁上底20cm，下底20cm，高40cm，地锚梁直接用C25挖槽浇注，不需支撑。 滑板砼要求振捣密实，表面平整度在2米长度范围内凹凸差不超过3mm。施工时采用方格网控制高程法：用直径16mm钢筋头埋入基坑内，分成2×2m方格网，在灌筑砼时按点找平，以控制滑板面高程，待砼初凝后，顶面用厚度不大于2cm的M10水泥砂浆抹平压实，其平整度力求最佳。再在其上涂刷12mm厚的机油滑石粉或喷涂2mm厚的石蜡，要求表面光洁平滑。在预制框构之前，再铺一层塑料布，以防止框构底板与滑板粘连，减少启动阻力。B、设置润滑隔离层: 润滑隔离层由润滑层和塑料薄膜组成，其作法是：待滑板顶面干燥后，浇一层石蜡油，厚约2mm。浇洒时沿滑板长度方向每米挂一道铁丝，作为石蜡厚度的浇洒标准，每浇完一格，用刨光的直木板马上刮平，铁丝拆除后的槽痕用喷灯烤熔整平。石蜡油凝固后，撒一层0.5mm厚的滑石粉，继着铺一层塑料薄膜，薄膜接缝处压茬20cm并使茬口朝路基方向。为防止绑扎钢筋时破坏塑料薄膜，在塑料薄膜上铺一层23cm厚与框架同标号的水泥砂浆。7.3、后背施工: 后背组成为后背梁、后背桩（43kg/m）和后背填土三部分，后背梁为C25钢筋砼，在挖好工作坑后与滑板一起施工。为使千斤顶顶力通过后背梁均匀传至后背桩上，在后背梁与后背桩之间浇注C20号豆石砼垫层，厚15cm。并在豆砼与背桩之间垫两层油毛毡，以便顶进就位后拔桩。后背桩为钢轨桩，为43型旧轨，采用打入法施工。后背填土根据后背尺寸设计，尽量利用工作坑后侧边坡的原状土，不足部分借土填筑。 后背桩是顶进的主要受力结构，虽系施工临时建筑物，但其作用很重要，必须安全可靠，故施工质量一定要保证。特别是打入深度不能马虎。8、预制框构8.1、施工程序 在工作坑底板润滑隔离层上预制钢筋砼框构，首先要做好测量定位工作，使箱身中心线、工作坑底板中心线和顶涵中心线三者均在同一条直线上。框构预制的施工程序是：安装底板模板绑扎底板钢筋灌筑底板砼养护安装侧墙内模绑扎侧墙钢筋安装外模灌筑侧墙砼养护安装顶板内模绑扎顶板钢筋灌筑顶板砼养护拆模作箱身防水层及润滑设施。8.2、模板与支护: 框构外模采用组合钢模板，内模采用大面积钢模板。外侧模板用方木和钢管支撑，内模用碗扣式满堂脚手架支撑。为了减少顶进时的阻力，模板支立应直顺平整，不得出现鼓肚、错茬现象。在框构身两侧墙前端（靠路基端）3米范围内的外模，向外放宽1厘米，使前端保持正误差，尾部为负误差，形成倒楔形。不能出现箱身前窄后宽的楔形现象。8.3、钢筋加工与安装: 所有主筋必须按要求采用闪光对焊，并且将接头进行纵向打磨加工；为了便于砼的振捣，框构身侧墙部位的水平钢筋先间隔绑扎，随砼灌筑再逐一绑上。焊接框构底板钢筋时，在施焊地点铺设一块为0.5m2的石棉板，随焊接位置移动，以免烧坏塑料薄膜隔离层。8.4、混凝土浇筑: 砼采用机械搅拌，人工分灰入模，插入式振捣器振捣。灌筑前要详细检查各部位的预埋件数量及安装位置是否正确无误。 框构身砼分三个阶段施工，先灌筑箱身底板（包括下梗肋），当底板强度达到设计强度的70后，再绑扎上部钢筋，灌筑两侧边墙至约3/4高度，最后再灌筑上部剩余边墙及顶板（包括上硬肋）。两侧边墙施工接缝处预埋连接短钢筋，同时两边墙施工缝相互错开，使之不在同一水平面上，以利于框构承受剪力。8.5、船头坡 为防止顶进时出现“扎头”现象，预制框构时其底板前端50cm范围内作1:20的船头坡，船头坡在底板砼灌筑前用土坯制成。9、顶进准备9.1、线路加固 线路加固采用便梁，行车限速45km/h。便梁两端采用挖孔桩灌筑砼支承墩作为支点。顶进时清除涵顶以上全部填土及道碴，使线路完全架空。其作业方法及步骤为： 第一步：按设计方案，在路肩上放样定出支承墩的位置，用人工挖孔到设计标高后灌筑砼支承墩。 第二步：纵梁就位。先将一片纵梁按设计位置就位，另一片纵梁垫高出枕木面20cm，以便换枕木。待纵梁垫稳撑牢后，安装联结板及牛腿。 第三步：安装横梁。安装横梁位置与枕木位置一致，所以事先应将枕木间距适当调整。为防止轨道短路，每次需在两股钢轨中的1股下面垫上大块绝缘橡胶板，再塞入1根横梁。塞入横梁时要对准主梁联结板并定位，同时上好扣件，垫好橡胶轨垫。 第四步：将垫高的一片纵梁降落就位，并联结横梁。 第五步：逐段扒出道碴，安装斜杆和所有的联结系统。组装过程中，联结板及牛腿上应上满螺栓，并注意不得漏装弹垫圈。9.2、顶进设备：A、千斤顶： 千斤顶的布置以箱体中心线为轴对称设置。为防止箱底板因直接承受顶力而压碎，在顶镐与箱底板尾部接触处设置一块20mm厚的承压钢板，承压钢板下端焊接钢板托盘,千斤顶放置在钢板托盘上，以避免千斤顶与底板接触造成刮板现象。B、传力设备:a.顶铁: 顶铁用钢板和旧钢轨焊接制成，长度规格分101520253040cm，每种规格的顶铁按每台千斤顶2套配备，另准备若干0.5123cm的补空铁垫板以填充顶铁间的空隔。b.顶柱: 顶柱用旧钢轨和钢板焊制成，长度规格分124m三种，每台千斤顶配置数量与顶铁相同，总共需配备数量分别为61010套。c.固定横梁: 用两根155a型钢和钢板条组焊而成。顶柱间横梁长度6.4米，按每隔3米顶柱长设置一道，共需3套；后背横梁按最大后背长度7.4米制作，数量一套。9.3、开顶前的准备工作：A、安设和调试顶进设备： 箱身和后背建成后即可安装顶进设备。将各种传力设备和液压系统油管电路按设计和说明书安装联结好，检查无误后开动千斤顶空顶进退一次进行调试，发现问题即时检修。B、线路加固检查： 开顶前必须对线路加固情况进行全面的检查，检查内容为：加固是否符合设计要求，加固部件有无侵入限界的情况，加固扣件是否有松动脱落，钢横梁与既有线钢轨接触处的绝缘是否良好等。C、框构外表的润滑处理： 框构外表涂以机油石蜡（1:4）熬制而成的润滑剂。熬制温度为120150，乘热涂刷。D、地下水位： 地下水位必须保证在框架涵底面以下0.5-1.0米方可进行顶进，严禁顶进时带水作业。E、故障处理措施及材料准备： 开顶前应做好各种故障处理方案，对作业人员交待清楚。另外，还需要准备足够的故障处理材料，主要包括顶进故障处理，如出现“扎头”加固土壤的短木桩、换填土壤用的砂夹碎石、片石和线路防护抢险的道碴、草袋、枕木等。F、检查框构强度： 检查与框构同条件养护的压强试件，只有当框构砼达到100设计强度后方可顶进。G、安装观测仪器： 在框构后方离后背稍远距离处设立观测站以观测框构顶进时的中线和水平偏差。在框构洞内四个角上进行高程测量，顶进方向偏差的观测在框构一侧的前后端各用环氧树脂粘设一个标尺进行，另外，为了观测顶进中后背的变形情况，在后背梁两端设立标尺，进行后背变形观测。H、安全防护： 落实防护人员和防护信号工具、防护标志牌，驻车站联络员与工地间的通讯情况，以及与铁路行车单位的联系和安全协议签订情况，工务部门派驻现场的施工配合人员等。10、顶进作业：10.1、试顶和框构起动： 试顶的目的是继续检查一下顶进设备是否正常，顶力是否均匀，后背、滑板及箱体有无异状，并使框构与滑板分离。试顶时，油泵应逐渐加压，每次升压后还要稳定10分钟，并对设备及滑板、后背梁等发生的裂缝情况进行检查。油泵升压大小及间隔时间按下表。设计起动顶力（） 30 50 70 90累计时间（分钟） 20 40 50 6010.2、顶进： 顶进工作的过程是：当前方角处挖土完成一个顶程后，即开动高压油泵，使千斤顶产生顶力，通过传力设备，借助于后背的反作用力，推动框构前进。框构前进后，回镐使千斤顶复原，然后在空档处填放顶铁，以待下次开镐。如此循环往复，直至框构就位。顶进时注意以下几点：a、框构起动后，开始为不切土的空顶，但此时需要注意控制好框构顶进的方向，切不可麻痹大意，以免产生较大的偏差，造成纠正困难。b、框构沿正确方向入土后，至框构入土1/2长度前，是顶进孔道定型阶段，此时要严格控制中线偏移和水平高差，经常观测，及时进行纠偏的调整水平。c、框构入土超过1/2长度后，孔道已基本成型，除继续掌握水平外，纠偏摆动要小，注意防止框构“扎头”，框构底板需吃土顶进。d、安放顶铁、顶柱要做到三个一致，即轴线一致、长短搭配一致、位置一致。为减少顶柱自由长度和增加稳定性，每间隔4米顶柱长设横梁一道。每行顶柱间用方木顶紧，顶柱上填一层50-100cm厚的土层并夯实。e、为确保既有线线安全，顶进时采用少挖多顶的方法，每次开挖顶长度控制在30-40cm。f、顶进过程中要对中线、高程、油表读数、千斤顶开动台数、顶力、顶进时间、顶进距离等勤观测、勤记录，以供分析和为下一次挖土顶进时采取纠偏措施提供依据。10.3、顶进挖土: 洞内挖土采用人工方法，分上下两层进行，即要框构内设置挖土中间平台。中平台采用木制结构，安装在框构前端侧墙螺栓固定的型钢上。挖土按每米工作面1-1.5人布置劳力。a、每次挖掘进尺控制在30-40cm，严禁超挖。开挖面宽度高度比框构轮廓小10cm， 保证角切土顶进，以利方向控制。b、挖土边坡不大于1：0.8，挖土时应掌握坡度的平整，由上向下开挖，严禁掏洞取土或出现倒坡，以利安全。c、框构底面应预留高出5-10cm 厚度的土层不挖，使底板吃土顶进，减少“扎头”。d、挖土工作利用列车通过间隔进行，当有列车通过时，应停止挖土，人员离开工作面。发现机械设备有故障不能顶进时，亦应立即停止挖土。e、挖土工作必须与观测工作密切配合，根据偏差分析，决定挖土方法。10.4、接长车道 运土接长车道采用活动架空车道。活动车道采用枕木架空，上铺枕木作为路面。枕木前端搭在框构底板尾部的枕木垛上，枕木垛随框构一同前进，后端搭在顶柱枕木垛上。当每前进一定距离，枕木离开枕木垛后，拆除路面枕木，继续在顶柱上往前搭设枕木垛，再搭上路面。框架涵顶进到位后，在框架涵全长范围内箱两侧设盲沟，盲沟出口和在通过正面铺砌部分时留20泄水孔。11、恢复线路 框架涵顶进到位后,及时拆除线路加固，补充道碴，找平轨面，拨正方向，按规定时间进行养护，然后会同工务部门共同检查验收，并办理撤消要点计划。11.1、翼墙及引道施工：顶进完成后再进行翼墙及引道的施工， 施工时需对既有线路路基坡进行防护。11.2、出入口铺砌施工：A、铺砌在按照设计施工的同时，力争与原路面自然顺接。挖填后铺砌，均应保证基底侧面帮土密实。端墙以上的坡面应拍夯密实，兼顾坡面结构八字墙顶，使坡面平顺利。B、端翼墙及附属工程的允许偏差和检验方法 序号项目允许偏差（mm）检查方法1端、翼墙距设计中心距离20不少于4处2出入口流水面高程±20不少于4处3墙体表面平整度101m靠尺检查不少于5处4顶底板、边墙厚度20尺量检查不少于5处12、附件：1、框架涵工作坑开挖布置图2、滑板施工布置图3、后背墙施工布置图4、支撑桩防护示意图5、线路加固示意图6、便梁承台钢筋布置图7、线路加固-挖孔桩钢筋布置图8、线路加固-挖孔桩护臂纲筋布置图