下穿陇海铁路顶进施工方案(装订).doc
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1、商丘至周口高速公路商丘段二期穿越陇海铁路立交钢筋混凝土箱桥K12+134.072 (14.2+14.7)m架空顶进专项方案编制: 复核: 审批: 中铁三局集团第五工程有限公司商周二期高速公路SZEQTJ-4合同段项目经理部二一一年五月二十日目 录1、编制依据、原则及编制范围- 1 -1.1、编制依据- 1 -1.2、编制范围- 1 -2、工程概况- 1 -2.1、工程简述- 1 -2.2、主要技术指标- 2 -2.3、主要工程内容和数量- 2 -2.4、工程特点- 2 -3、自然地质情况特征- 4 -3.1、地形地貌- 4 -3.2、水文地质情况- 4 -4、施工总体方案- 4 -4.1、施工
2、准备- 4 -4.2、线路加固方案- 4 -4.3、顶进施工- 9 -5、安全保证措施- 18 -5.1、成立顶进施工安全组织机构- 18 -5.2、安全措施- 18 -5.3、封锁及慢行施工安全措施- 22 -5.4、轨道电路防联电措施- 25 -5.5、顶进安全措施- 26 -5.6、既有线防护- 27 -5.7、既有设备的防护- 29 -5.8、劳动安全措施- 29 -6、应急处理预案- 30 -6.1、防胀、防断应急预案- 30 -6.2、防洪度汛预案- 33 -6.3、防滑坡塌方预案- 36 -6.4、防火预案及措施- 37 -7、施工主要危险源辨识- 37 -8、附件- 38 -1
3、、编制依据、原则及编制范围1.1、编制依据铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005);铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范(TB-10002.3-2005);铁路桥涵地基和基础设计规范(TB-10002.5-2005);铁路轨道施工质量验收标准;铁路混凝土工程施工技术指南;铁路混凝土工程施工质量验收补充标准;新建铁路工程测量规范;公路桥涵地基与基层设计规范(JTGD63-2007);郑州铁路局营业性施工及安全管理实施细则郑铁办【2008】237号文;郑州铁路局营业性施工及安全管理补充办法郑铁办【2011】62号文;郑州铁路局建设系统营业线立交工程管理指南郑建函【2010】19
4、号文;郑州铁路局建设项目架子队管理办法郑建函【2011】13号;2011年防洪工作安排郑工管安【2011】03号;铁路工程施工组织设计指南铁建设【2009】226号;郑州工程指挥部开展建设工程预防坍塌事故专项整治实施方案;本工程的施工合同;设计文件、施工图纸及现场实地勘察资料。1.2、编制范围商周二期高速公路土建4标穿越陇海铁路箱桥起始里程:K12+115.942- K12+157.820,全长41.878m范围内的箱桥预制及顶进、线路加固以及主体两侧各10m引道施工。2、工程概况2.1、工程简述桥址位于薛庄南,国家粮食储备库北,商丘车站与谢集车站之间。商周二期高速公路在K12+134.072
5、与陇海线交叉(铁路中心里程DK378+835.2),道路与既有铁路斜交,主线与陇海铁路交角94.4,桥孔跨为(14.2+14.7)m,按顶进施工。铁路为双线电气化无缝线路,上下行中心距5m,并行等高,与公路相交处轨顶高程为52.59m,钢轨为60轨。上行线为钢筋混凝土型枕,下行线为钢筋混凝土型枕,碎石道床。箱桥在铁路南侧预制。2.2、主要技术指标1)道路等级:高速公路,设计行车速度:120Km/h;2)道路纵坡:前坡-2.0%,后坡2.0%;3)立交净高:5m;4)道路横坡:3.0%;5)路基横断面:0.75m土路肩+4.75m硬路肩+23.75m行车道+0.75m路缘带+1.5m中央分隔带+
6、0.75m路缘带+23.75m行车道+4.75m硬路肩道+1.25m土路肩=29.5m。6)箱桥孔径:左幅 0.75m路缘带+4.75m硬路肩+23.75m行车道+0.75m土路肩+0.4m护栏+0.05m曲线偏移值=14.2m;右幅 0.4m护栏+0.75m土路肩+23.75m行车道+4.75m硬路肩+1.25m土路肩+ 0.05曲线偏移值=14.7m。7)公路荷载:公路-级。8)铁路荷载:中-活载。2.3、主要工程内容和数量主体C40钢筋混凝土1604.7m,钢筋270.5t,工作坑挖土4469.1m,路基注浆1327m,C25混凝土底盘、分配梁396.1m,线路加固2股,顶进挖土6792
7、m,1.25m防护挖孔桩120m,1.5m挖孔桩286m;箱桥顶进行程30m。2.4、工程特点1)箱桥结构形式箱桥主体按照斜交4.4设计,箱桥横铁路方向长度为19.35m。箱桥净空不小于5m,结构净高7.1m,底板厚1.0m,顶板厚0.9m,边墙厚0.9m,中墙厚0.7m,道路位于半径R=2500m的平曲线上,左侧路面超高3.0%,箱顶防水采用TQF-1型防水层,并铺设4cm厚的纤维混凝土保护层,边墙外涂热沥青两遍。2)主要施工工艺及方法施工采用箱桥主体现场预制,便梁加固线路,顶进箱桥主体就位的施工方法。施工工艺见“图2-1”。图2-1 施工工艺框图3)工期紧、难度大商周二期工程要求在2011
8、年底通车,又由于7、8、9月份铁路不允许顶进,施工工期只有4个月的时间,本工程工期紧,施工开始到结束要全程施工降水,铁路要架空加固,箱桥预制,并达到100%强度,施工难度大。要投入超常规的人力、物力及机械设备才能保证实现年底通车目标。3、自然地质情况特征3.1、地形地貌本箱桥位于黄淮冲积地貌平原区,地形局部略有起伏,总体平坦、开阔。多为农田。3.2、水文地质情况本场地浅层地下水补给来源主要为大气降水入渗补给,排泄方式主要为蒸发和人工开采。浅层地下水的埋深受大气降水影响,雨季水位抬升,旱季水位下降,一般情况本区内浅层地下低水位出现在5、6月份,7月份受大气降水影响水位迅速上升,高水位期出现在7月
9、下旬至9月,水位年变幅约1.0m。实测地下水位埋深2m,属潜水,主要赋存于第2层粉土及其以下各粉土、细砂层孔隙中。4、施工总体方案4.1、施工准备(1)根据相关技术资料、设计规范和现场勘查情况,制定详尽的箱桥线路加固及顶进施工方案,报监理及建设单位进行审批。(2)对现场施工技术员、施工员、架子队长进行培训。依据施工图纸、设计文件及施工规范、工艺要求做好技术交底工作。(3)与桥工段、电务段、通信、信号等设备管理单位签定安全施工协议、及时对影响施工的管线进行改移。(4)做好要点申请,为线路加固做好各项准备工作。(5)设备、材料供应:施工用材料设备应提前5天进入工地,做好机械设备调试,并应有一定的富
10、余量以免发生误工。4.2、线路加固方案本箱桥加固采用I100工便梁纵梁与I70横抬梁、钢枕、组合架空方案。详见“附图1线路架空平面、横断面、纵剖面图”线路架空采用便梁法,即沿陇海铁路纵向设置56m便梁架空线路,便梁接头处采用高强度螺栓连接。便梁两端采用1.5m钢筋混凝土挖孔桩作支点,在纵梁与支撑桩间主架空采用5 组24m I70横抬梁每组2 片等强度连接,附架空2组12 m采用2片I70型钢和2组12 m 3片I50型钢,横抬梁二端置于1.5m混凝土挖孔桩上,箱顶到相应位置时将混凝土桩拆掉,此时横抬梁已经置于结构顶板上,为减小该处结构顶板上的摩擦力,在顶进过程中横梁下对应位置放置钢滑车减小摩擦
11、力,并在箱桥顶板预埋拉环,用导链锚固铁路轨道,以保证线路的几何形状。横抬梁中间枕木孔每孔穿一根钢枕,共160根,加固长度56米,加固上下行线二股道。加固期间列车限速45km/h,慢行区间为DK378+700DK378+900,慢行距离为200m。具体加固流程见下图。顶进时防护线路恢复安便梁穿钢枕施工准备横穿工字钢安钢枕扣件防横移加固拆除线路加固4.2.1线路准备(1)慢行申请行车速度按45Km/h。(2)吊装纵梁申请利用封锁点施工。(3)所有电缆都已探明并做好防护。(4)影响施工的电气化接触网立柱迁移完毕4.2.2便梁支墩挖孔桩及防护桩施工(1)便梁支墩及防护桩施工桩径、深度、布置详见“附图1
12、线路加固图”。1)便梁支墩挖孔桩采用直径1.50m钢筋混凝土桩,主筋为24根22螺纹钢筋,护壁为C25钢筋混凝土,桩长14m。钢筋笼分三节绑扎(4m、4m、5m)。2)开挖前,应在挖孔桩铁路侧用木板设置挡碴板,防止道碴滚落,保护线路稳定及作业人员人身安全。挖孔时人工挖土,卷扬机吊装,人工弃运。3)为保证作业人员的人身安全,及施工进度挖孔桩护壁采用现场预制集中安装方法施工。(混凝土护壁厚度计算见附件一)4)开挖时如遇地下水应做好排水工作,深度大于10时要采取通风处理,施工时要注意通风保证基坑内氧气充足及设备用电安全。5)挖孔桩挖到最后1m时,注意向四周呈放射状加宽0.5m。使桩径有1.5m增大到
13、2.0m,以加大桩的承载能力,提高桩的稳定性。6)挖孔桩挖到设计标高后,要对基底土壤的性质,承载力等进行检查,如与设计不符或承载力不够,或土质不均匀,则需继续开挖,直至满足设计承载力要求为止。7)支墩采用C25混凝土灌筑,要求震捣密实,不允许出现断桩现象;在浇注桩身混凝土之前,必须把基坑内的积水和淤泥尽可能的清除干净。8)混凝土采用拌合站搅拌混凝土,混凝土运输车运至现场,混凝土输送泵输送,采用插入式振动棒捣固,振捣要充分,保证混凝土的密实度。9)自挖孔桩开挖之日起至灌注成型,安全防护员必须随时查看基坑的稳定性,且作好记录。10)挖孔桩开挖及线上(下)作业时,作业人员必须脚穿胶鞋、身穿黄色防护服
14、、头戴安全帽,上班前不得喝酒,保证精神饱满。作业时注意力集中,听从安全防护人员统一口令;休息时不得站立于铁路限界之内,亦不得坐卧在线路钢轨上。11)挖孔桩井口围护应高出地面2030cm,防止土石、杂物滚入孔内伤人;挖孔桩作业暂停时,孔口必须罩盖;桩间距大于6米满足规范要求,可同时开挖。雨天禁止开挖。吊装钢筋笼时要专人防护,防止侵入“设备安全限界”。12)挖孔桩施工必须在线路慢行且设置作业防护员的情况下作业。施工前首先应做好防护铁路路基边坡的准备,特别应做好雨季防洪准备。施工中尽量少破坏铁路路基边坡,在箱桥两侧各设 4根1.25m挖孔桩对铁路路基进行防护,确保铁路线路稳定、安全。4.2.3 便梁
15、安装1)纵梁采用I100型工便梁,梁长L=56m(3节12m加2节10m组成)。接头联接板采用等强度联结,由上下夹板两组和一组腹板组成。便梁架设采用租用相关单位的轨道车吊装就位。架设便梁前,在每片便梁两端位置必须先穿入2片以上钢枕,以便于便梁就位时随即与之用高强度螺栓连接,保证其稳定性,确保行车安全。2)吊便梁时,设专人进行防护。分二次天窗点封锁线路,每次120分。与接触网必须有足够的安全距离(大于5m),吊装前需联系相关部门对接触网进行防护处理,并设专人进行防护。第一次天窗点架设上行线2组8片便梁,点前施工人员和吊车就位准备充分,接到封锁命令后,将便梁吊装到上行线两侧,每吊装1片纵梁与钢枕联
16、接固定1片。如此反复将8片纵梁安装固定。检查纵梁限界、线路状态,清理现场保证安全开通。第二次天窗点架设下行线内侧8片纵梁,方法同上。3)架设便梁及穿设横梁时必须封锁上下行线路,利用封锁天窗内进行,同时为了避免发生触电事故,接触网必须防护,防护后吊车才能进行吊装作业。东幅、西幅架设便梁时上下行线每次要点3天施工完毕。架设便梁时设专人指挥。(纵便梁检算见附件二)4.2.4横抬梁线路架空横抬梁采用5组等强度连接长24米I70型钢,间距6米每组2根,附架空采用2组等强度连接长12米I70每组2根,2组I50型钢,间距7米每组3根,横梁布设一根,穿一根,加固一根,与支撑桩上的纵梁用U形螺栓联在一起,为防
17、止线路横移,横梁延伸于抗移桩冠梁上。穿工字钢时为防止联电,在工字钢与基本轨之间垫竹胶板,竹胶板与基本轨之间放置绝缘胶垫,防止联电。横抬梁接头联结由用腹板和上下夹板等强度螺栓联结。所有横抬梁二端均架设在挖孔桩上。箱桥前端顶进到横梁下时,考虑横抬梁与箱顶磨擦力的作用,为避免纵梁横向变形,在箱顶接触面放置钢板,横梁与钢板间放置钢滑车,以减少磨擦力,保证纵梁及线路方向,确保行车安全。箱桥顶部对应横抬梁位置预埋22三排钢筋环,每排10个,顶进时用10t倒链将横抬梁与钢筋环连接,随着顶进随时拉紧倒链,防止顶进时横抬梁纵移影响行车安全。(横抬梁检算见附件三)4.2.5 钢枕安装横抬梁间枕木孔,按混凝土枕间距
18、,每孔混凝土枕穿一根钢枕,L=4.94m穿钢枕时要按工务“隔六穿一”的原则,开挖一孔穿一根,穿一根加固一根,与钢轨接触面垫好绝缘板,如此反复逐次施工,严格控制水平和方向,确保行车安全,其两端与纵梁联结,联结方法采用高强螺栓与纵梁联结拧紧。列车通过时用枕木将轨枕底打紧支好,如此反复逐次施工,严格控制水平和方向,确保行车安全。4.2.6线路控制轨距控制:因混凝土枕不抽换,其轨距一靠混凝土枕来控制,二靠钢枕上的钢轨扣件,确保轨距符合要求。线路的横向控制:每隔2m将钢枕和钢轨采用绝缘扣板联结,使线路固定在工便梁之间,不致发生横向移动。通过上述措施,纵梁、横梁、线路形成一个整体结构,能确保线路不变形。工
19、字钢纵横梁布置详见 “附图1线路加固图”。线路加固完毕后,线路设备要进行整体检修,昼夜监护,列车通过一趟检修一遍,保证线路几何尺寸不超限,对连接螺栓扣件,U型螺栓同样过一趟车复紧一遍,扭距必须达到80-140Nm,以保证加固期间的行车安全。4.2.7线路加固安全保证措施 搞好安全教育,强化全员安全意识,牢固树立安全第一的思想。加强施工过程安全管理,教育作业人员注意本岗位技术要求和操作规程,不允许违章冒险蛮干。(1)线路加固、桥体顶进期间,严格按铁路技术管理规程办理慢行手续,按规程规定设置防护。(2)纵梁布置要保证行车限界,不得侵入建筑接近限界。穿横梁和联结加固时,注意轨道电路,严禁联电造成信号
20、故障影响行车。(3)桥体顶进过程中影响上部线路的水平和方向,所以线路加固人员要随时维护线路和线路加固体系。以保证线路的高低、水平符合要求。(4)线路加固防横移措施1)设置抗移桩。在箱体顶进的前方路基上做挖孔桩,桩顶做冠梁,横梁端头支撑在冠梁上,防止线路向顶进前进方向横移。2)设置倒链。配合钢筋混凝土抗移桩,浇注顶板混凝土时在桥体顶板尾部每隔3米预埋钢拉环,横向设三排。桥体顶进时以钢拉环为锚锭利用10t倒链锁定工字钢纵梁限制线路横移,随顶进随拉紧倒链。桥外设地锚拉紧线路,同时采用支撑将线路与抗横移桩间顶紧并事先采取防止措施。线路加固完毕,设线路养护人员严格检查线路的方向、水平、轨距、及加固螺栓扣
21、件是否松动,其它料具严禁侵限,工字钢与线路钢轨之间的绝缘是否良好等,做到每过一次列车检查一遍。4.3、顶进施工顶镐布置箱桥后端按一层布置。为保证顶点位置不被顶坏,在箱桥后端两侧各5米范围内加设=1015mm钢板,钢板按箱桥底板立面在5米范围满铺。同时为了保证箱桥预埋的止水带在顶进过程中不受破坏,在箱桥吃土的一侧铺设一片钢板进行防护。4.3.1顶力计算最大顶力按桥规第11.2.2条(2-132)式:式中: K=1.2N1 为箱顶上荷重,由于桥顶至轨底高度小于1米,仅计线路加固荷重,P1=1t/m2,箱受载面积BL=31.4m18.91m,式中: B涵身宽度(m)L箱身长度(m)所以N1=593.
22、774 (t),f1=0.3(桥顶表面与顶部荷重之间的摩阻系数)N1f1=593.7740.3=178.132(t)N2 为箱自重N2=V1+10(t) 式中: V涵身体积(m3) 1单位体积重量(t/ m3)取2.5t/ m3。 10吨机具、人群、刃角以及未能及时运走的土重等施工荷重。 f2箱底板与基底土的摩阻系数,取f2=0.8 (N1+N2)f2=0.8(593.774 +1474.072.5+10)=3431.2(t) E箱两侧土压力 箱顶土压e1=H1 箱底土压e2=H2 式中 =0.3 =1.8t/m3 H1为轨底至箱顶高度,取H1=0 H2为轨底至箱底高度,H2=H1+箱全高=0
23、+H=9m。 E=(e1+e2)HL/2=(0+0.31.89)918.91/2=413.56(t) f3侧面摩阻系数 取0.8 2Ef3=2413.560.8=661.7(t) R=55t/m3 A 为钢刃角正面积,A=0, RA=0 将以上各值代入桥规(2-132)式,整理后得: P= 1.2(178.132+3431.2+661.7)=5125.24(t) 按上式计算箱桥最大顶力为: 5125.24t4.3.2顶进设备N=Pmas/T.式中:N-需用千斤顶台数 T-千斤顶额定推力-千斤顶的功率系数.采用320T顶镐,行程L=100cm,N2=5125.24/(3200.7)23台确定采用
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