箱涵顶进施工技术方案 许昌广莅公路工程建设有限责任公司 连霍高速公路洛阳至三门峡 豫陕界 段改扩建工程TJ 08项目经理部二 一一年十一月九日 目录 一 工程概况二 人员设备配置安排三 施工计划安排四 施工方案及工艺流程五 保通措施六 质量保证措施七 安全文明措施 一 工程概况 连霍高速公路洛阳至三门峡段改扩建工程TJ 8标 RK66 000 RK76 000 全长10公里属山区重丘区路段 按单向四车道高速公路标准修建 计算行车速度100公里 小时 路基宽19 5米 沥青混凝土路面 桥梁设计荷载为公路 级 主线路基横断面为右侧整体式加宽 本合同段主要结构物有中大桥6座 分离立交3座 跨310国道立交2座 天桥5座 箱涵2座 拱涵通道11座 其中2座箱涵为既有铁路线下顶进 分别为RK68 870 32渑陈立交桥和RK75 438 5英黄铁路立交桥 渑陈立交桥为1 20 25X6 7m钢筋混凝土箱涵 与既有义煤运输铁路成斜交60 顶进长度为11 8m 设计涵体净高为9 7m 净宽为23 25m 涵底标高532 474m 板顶标高532 174米 涵上既有线轨顶标高为533 78m Rk68 870 32渑陈立交铁路桥 RK75 438 5英黄铁路立交桥 1 20 25X6 7m钢筋混凝土箱涵 与既有英黄铁路成斜交80 顶进长度为6m 设计涵体净高为9 7m 净宽为23 25m 涵底标高567 59m 板顶标高577 29米 涵上既有线轨顶标高为577 90m RK75 438 5英黄铁路立交桥 二 人员 设备配置安排 一 人员配置 二 机械设备配置 三 施工计划安排 根据我标段的整体施工计划安排 结合顶进箱涵施工对排水的的特殊要求 我项目部计划把施工安排在少雨季节 即2012年3月 2012年6月底 具体施工计划如下 1 渑陈立交桥计划2012年3月10日开始准备工作 5月10号开始顶进 5月25日完成顶进 6月20日完成既有铁路设施恢复工作 6月30日完成附属工程施工 2 英黄铁路立交桥计划2012年3月30日开始顶进前准备工作 5月30号开始顶进 6月10日完成顶进 6月15日完成既有铁路设施恢复工作 6月25日完成附属工程施工 四 施工方案及工艺流程 顶进箱涵采用便梁 挖孔桩基础对既有线进行加固后架空的顶进方案 后背墙采用钢筋混凝土浇筑 预制涵体采用定型整体钢模 砼在拌合站搅拌 用吊车配合人工灌注入模 顶进施工中 采用8根挖孔桩作支点 2根跨度为Lp 26米的工字型钢便梁作纵横梁 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 由义煤运输线工务段提供 施工期间需申请既有线慢行 具体施工分四阶段施工及顶进施工前准备阶段 箱体预制阶段 顶进施工阶段和附属工程施工阶段 一 顶进施工前准备阶段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 复核中线 高程及流水面标高 组织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除 施工前不能排除的制定切实有效的保护措施 2 方案报批施工前将编制的加固方案 报请相关铁路工务段 监理单位及建设单位审批 3 测量试验准备项目部相关技术部门做好现场测量放线 试验室确定C40砼配合比并上报总监办批准 4 修建临时工程利用现有乡村道路向箱涵施工位置修建临时施工道路 确保材料进场以及为砼 土方运输做好准备 根据涵洞施工现场具体情况安装发电机 保证施工用电 二 箱体预制阶段施工 1 开挖工作坑1 1 根据设计和现场条件 选择工作坑位置 工作坑顶进端及侧边 后背端边坡均采用1 1 顶进端坑顶距既有线中心保持一定安全距离 1 2 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 1 3 工作坑四周挖排水沟和一定数量的积水槽 做好及时排水工作 1 4 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 工作基坑开挖示意图 1 1 1 1 空顶长度 箱体长度 顶镐长度 后背墙梁及墙厚度 2 修筑滑板及设置润滑层 2 1 修筑滑板滑板采用C15号砼灌筑 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40cm 下底30cm 高40cm 地锚梁直接挖槽浇注 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1 2mm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 2 2 滑板施工质量控制严格控制滑板顶面高程偏差控制在 20 30 滑板顶面收面要平整 平整度 5 2 3 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2 3cm厚与涵体同标号的水泥砂浆 滑板结构示意图 15cm厚C15砼 10cm厚碎石垫层 每隔3m设置地梁 30 40 40 2mm厚石蜡 一层塑料薄膜 2 3cmC40砂浆 3 修筑后背 3 1 顶力计算 P K N1f1 N1 N2 f2 2Ef3 式中 P 最大顶力 t K 系数 取K 1 2N1 涵顶上荷载 t 由于采用架空顶进 故该项为0 f1 涵顶部表面与顶部荷重之间的摩阻系数 取f1 0 3 N2 框构自重 t N2 QL 10 t 式中Q为单位长度涵身自重 t m L为顶进涵长 m 10 t 为机具 人群 刃角以及未能及时运走的土重等施工荷重 f2 框构底板与基底土摩阻系数 取f2 0 8 E 框构两侧土压力 t 箱顶土压e1 H1 箱底土压e2 H2 式中 0 3 1 9t m3 H1为轨底至箱顶高度 H2为轨底至箱底高度 H2 H1 框构全高E e1 e2 HL 2 0 285 2 H HL t f3 侧面摩阻系数 取f3 0 8 2 后背墙施工后背墙采用C25钢筋砼 结构尺寸为 宽1 2m 高5m 地埋不少于3m 宽度与涵体同宽 后设8根桩体横梁 直径1米 桩长10米 在挖好工作坑后即可进行施工 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 不足部分借土填筑压实 后背墙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 5m 3m 后背墙结构示意图 23 25m 地面线 纵断面 横断面 1 2m 1m 后背墙施工效果图 4 预制箱体阶段施工滑板润隔离层做好后 即可进行箱涵预制 施工工艺流程为 施工放样 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 施工工艺流程图 施工放样 底板模板安装 底板钢筋绑扎 浇筑底板砼 底板养护 安装侧内墙模板 绑扎侧墙钢筋 安装外模 安装外模 绑扎侧墙钢筋 浇筑侧墙砼 侧墙养护 安装顶板内模 绑扎顶板钢筋 浇筑板顶砼 拆模养护 箱身防水层 滑板 底板浇筑 墙身浇筑 顶板浇筑 箱体预制施工顺序效果图 1 5m 6 7m 1 5m 三 顶进施工阶段 1 既有线路加固2 顶进设备选择3 顶进前准备工作4 顶进作业5 恢复线路6 顶进作业注意事项 1 线路加固1 1 加固步骤铁路线路加固采用便梁 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 按既定方案 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 钢枕 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 安装横抬梁 同时将垫高的一片纵梁降落就位 并联结横系梁和木支撑 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 具体加固流程见下图 1 2 临时便梁支点 临时便梁支点采用C25灌注桩 拟采用人工挖孔 导管灌注 振动棒分层振捣的施工工艺 计划浇筑临时支点8处 桩长均为14米 直径1 4米 施工工艺流程如下 临时便梁及挖孔桩施工顺序效果图 立面图 后背墙 预制箱涵 既有铁路 横便梁55型工字钢 纵便梁100型工字钢 支撑桩 既有铁路线加固效果图 平面图 既有铁路线 既有箱涵 连云港方向 霍尔果斯方向 顶进箱涵 纵便梁54型工字钢 横便梁54型工字钢 联系梁 挖孔桩 后背墙 2 顶进设备情况2 1 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 箱涵设8个顶镐窝 每个顶镐窝放置两个千斤顶 2 2 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10 15 20 25 30 40cm 每种规格的顶铁按每台千斤顶2套配备 另准备若干0 5 1 2 3cm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1 2 4m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6 10 10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5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制作 数量一套 千斤顶布置示意图 3 开顶前的准备3 1 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 3 2 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 3 3 框构外表的润滑处理 箱体外表涂以水泥浆作为润滑剂 要涂刷均匀 3 4 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 3 5 检查箱体 顶进前应对箱涵结构进行全面检查验收 对箱涵预制位置 轴线 高程要复测 结构外型尺寸应符合设计要求 混凝土浇筑质量 混凝土结构强度达到设计100 要求 防水层 防护层检验合格 3 6 安装观测仪器 在箱体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