顶进涵施工组织设计

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　　一、工程概况

　　本标段目前到图的涵洞有3座为既有线下顶进，分别是K744+115.25  1-5.0m框架涵、K744+461.5  1-6.0m框架涵、K746+150  1-4.0m框架涵；

　　1座为既有线下新建1-1.0m倒虹吸。K744+115.25、K744+461.5、K746+150三涵轴线均与线路正交，既有线间距分别4.0米、4.1米、5.0米，三涵设计净高均为4.2米，顶进长度分别为14米、22.47米、14.1米，三框架涵身长分别为17.26米、15.06米、16.06米。K744+115.25涵涵底标高72.7米，板顶标高77.85米，涵上既有线轨顶标高为80.11（80.08）米，新建线轨顶标高80.24米；

　　744+461.5涵涵底标高74.48米，板顶标高79.93米，涵上既有线轨顶标高80.91（80.84）米，新建线轨顶标高81.41米；K746+150涵涵底标高82.98米，板顶标高88.03米，涵上既有线轨顶标高89.07（89.13）米，新建线轨顶标高89.82米。

　　三涵基底均落在粉质粘土层中，基本承载力[σ]＝150Kpa. K743+651.7倒虹吸轴线均与线路正交，既有线间距分别4.0米，涵身长18米，涵底标高76.19米，板顶标高77.79米，涵上既有线轨顶标高为79.54（79.57）米，新建线轨顶标高79.69米；基底均落在粉质粘土层中，基本承载力[σ]＝150Kpa.进涵设计采用D型便梁、挖孔桩基础对既有线进行加固后架空顶进，新建倒虹吸设计采用轨束梁加固既有线，但为保证既有线在施工期间的安全，我指挥部拟采用D型便梁加固。

　　二、施工组织

　　㈠、施工队伍及工期安排以上4座涵洞由综合二队全面负责施工管理，K744+461.5  1-6.0m框架涵、K746+150  1-4.0m框架涵挖孔桩计划于2005年元月1日开工，2005年元月20日全部完成；涵身顶进计划于2005年3月1日开工，2005年3月30日完成顶进。

　　K743+651.7  1-0.75m倒虹吸计划于2005年元月10日开工，2005年元月30日完成。K744+115.25 1-5.0m框架涵待变更方案确定后再进行安排。由于以上三座顶涵、一座倒虹吸在同一区间，只能有一处加固施工，线路加固材料及顶进设备按一套配备。

　　㈡、施工准备

　　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。组织各涵施工调查，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。

　　2、签定安全协议施工前将编制的加固方案，报请新余工务段、监理站及建设单位审批，并与新余工务段、车务段、电务段等有关设备管理部门签定安全协议。

　　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。劳力组织情况见下表。

　　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。

　　㈢、施工方案

　　1、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6根挖孔桩（两线间2根桩径1.5m，线路两侧各2根桩径1.0m）作支点，跨度为Lp—24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，由新余工务段提供），施工期间需申请既有线慢行；

　　挖孔桩施工前需按附件一对既有线进行加固，加固作业利用慢行第一天的维修天窗点进行。

　　D型钢便梁加固按附件二安装，D型钢便梁过轨作业利用慢行第一天的维修天窗点进行；

　　2、倒虹吸：首先预制内模管，在内模管强度达到设计强度后进行线路加固，施工涵身；

　　涵身施工期间，采用6根挖孔桩（两线间2根桩径1.5m，线路两侧各2根桩径1.0m）作支点，，采用跨度为Lp—16米的D型钢便梁作纵横梁，架空既有线进行施工作业，D型钢便梁加固按附件三安装，D型钢便梁过轨作业利用慢行第一天的维修天窗点进行；

　　㈣、施工工艺及方法

　　1、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。

　　⑴、线路加固：

　　A、委托新余工务段对该处上下行无缝线路进行应力放散。

　　B、搭设枕木垛，清理道碴并开挖至标高。枕木摆设在一定承载力硬土（夯实）。枕木垛按三层布置尺寸为1.2m×1.2m布置，底层按线路方向布设，并用码钉加固。

　　C、纵梁吊轨线路内侧（即两线间）

　　采用I32工字钢3根为一束，并采用Φ16U型卡加固。线路外侧纵梁采用I32工字钢3根为一束，并采用Φ16U型卡加固。以增加整体性（详图见附图）。

　　D、铺设横梁。根据工程情况选用P43钢轨制作横梁。第每3根钢轨用U型卡连接一束横梁（每根长约3.5m），隔孔布置，并在轨底铺设橡胶垫。

　　E、扣轨完毕，道碴全部回填，并捣实

　　⑵、挖孔桩施工：

　　A、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。

　　B、桩身开挖

　　a、井口部分。根据桩身井口段土质情况将井口挖至1m深时，立模灌筑第一节混凝土护壁。此节护壁在井口0.5m高度范围内壁厚20cm，以下为10cm.顶面要平整，并高出原地面20cm，用来防止下节井壁开挖时井口沉陷以及防止土、石杂物滚入孔内伤人。

　　b、桩井掘进。采取边挖边护的方法，每节开挖深度视地质情况确定。

　　每次井壁开挖及衬砌立模，均要从井口吊线测量，以防止超挖欠挖及护壁偏斜。

　　每挖深0.5m-1.0m后，沿井壁立模灌注一节混凝土护壁，形成框架。

　　c、出碴。

　　井内采用人工装碴，使用卷扬机及吊桶做提升设备，井上设专人指挥，将吊桶直接提升到井口，卸入车中运出。

　　d、护壁支撑。

　　为保证桩井开挖的施工安全应逐段灌注混凝土护壁，同时避免在土石层变化处分节。在立模灌注每节混凝土前，先要清除井壁上的浮土和松动石块，使护壁混凝土紧贴井壁。

　　每节开挖要在上节护壁混凝土终凝后进行，而且不宜过深，以免上节护壁悬空过高。整修井壁时不放炮，以免造成震动。

　　灌注护壁混凝土利用卷扬机、吊料斗，通过溜槽入模。

　　灌注混凝土时，每两节护壁之间留出缺口，待拆模后用干硬性混凝土填塞抹平。

　　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》和《安全爆破规程》，选择最安全的起爆方法。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。开挖后必须及时灌注护壁。

　　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。

　　C、灌注桩身混凝土

　　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。

　　2、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。

　　⑴、开挖工作坑

　　A、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边坡均采用1：1.25，后背端边坡采用1：1，顶进端坑顶距既有线中心距离3.3m.

　　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。

　　⑵、修筑滑板及设置润滑层

　　A、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。

　　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2—3cm厚与框架同标号的水泥砂浆。

　　⑶、修筑后背：

　　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。⑷、预制框构A、预制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。B、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。

　　C、钢筋：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。D、砼灌筑：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。为防止箱身产生裂纹，施工时应采取预防措施。

　　可选掺外加剂。

　　⑸、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。

　　⑹、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。

　　⑺、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6.4米制作，数量一套。

　　⑻、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120－150℃，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。

　　⑼、顶进作业：

　　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。