下穿陇海铁路顶进施工方案装订.docx
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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合同段项目经理部二0一年五月二十日目 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-3 -3.1、地形地貌-3 -3.2、水文地质情况-3 -4、施工总体方案-3 -4.1、施工准备-3 -4.2、线路加固方
2、案-4 -4.3、顶进施工-8 -5、安全保证措施-16 -5.1、成立顶进施工安全组织机构-16 -5.2、安全措施-16 -5.3、封锁及慢行施工安全措施-20 -5.4、轨道电路防联电措施-23 -5.5、顶进安全措施-24 -5.6、既有线防护-25 -5.7、既有设备的防护-27 -5.8、劳动安全措施-27 -6、应急处理预案-28 -6.1、防胀、防断应急预案-28 -6.2、防洪度汛预案-31 -6.3、防滑坡塌方预案-34 -6.4、防火预案及措施-35 -7、施工主要危险源辨识-35 -8、附件-36 -中铁三局五公司商周项目部穿越陇海铁路顶进箱桥施工专项方案1、编制依据、
3、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 号文
4、;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+134.07
5、2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III型枕,下行线为钢筋混凝土II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:N5m;4)道路横坡:3.0%;5)路基横断面:0.75m 土路肩+4.75m硬路肩+2X3.75m行车道+0.75m
6、 路缘带+1.5m中央分隔带+0.75m路缘带+2X3.75m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+2X3.75m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+2X3.75m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-I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 4469.1m3, 路基注浆1327m,C25混凝土底
7、盘、分配梁396.1m,线路加固2股,顶进 挖土 6792m3,e 1.25m防护挖孔桩120m,e 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
8、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
9、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
10、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
11、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+700 DK378+900,慢行距离为200m。具体加固流程见下图。穿钢枕施工准备一拆除线路加固4.2.1线路准备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。早)影响施工的电气化接触网立柱迁移完毕4.2线2
12、路恢鼓墩挖孔桩及防护桩施工 顶进时防护 防横移加固(1) 便梁支墩及防护桩施工桩径、深度、布置详见“附图1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根巾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
13、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
14、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、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
15、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,
16、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
17、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0形 螺栓联在一起,为防止线路横移,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
18、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,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
19、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80-140N - m,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
20、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
21、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6 =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
22、桥规第条(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 BXL=31.4mX18.91m,式中:B一涵身宽度(m)L一箱身长度(m)所以 N1=593.774 (t),f1=0.3(桥顶表面与顶部荷重之间的摩阻系数)N1f1=593.774X0.3=178.132(t)N2为箱自重N2二Vy1+10(t)式中:V一涵身体积(m3)Y1一单位体积重量(t/ m3)取2.5t/ m3。10吨一一机具、人群、刃角以及未能及时运走的土重等施工荷重。f2一一箱底板与基底土的摩阻系数,取f2=0.8(N1+N2)f2=0.8
23、(593.774 +1474.07X2.5+10)=3431.2(t)E箱两侧土压力箱顶土压e1= CyH1箱底土压e2= CY H2式中 C =0.3 Y =1.8t/m3H1为轨底至箱顶高度,取H1=0H2为轨底至箱底高度,H2=H1+箱全高=0+H=9m。. E=(e1+e2)HL/2=(0+0.3X1.8X9)X9X18.91/2=413.56(t)f3侧面摩阻系数取0.8. 2Ef3=2X413.56X0.8=661.7(t)R=55t/m3A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=1.2X (178.132+3431.2+661.7)=
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