顶进框架桥穿越铁路施工方案.docx

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顶进框架桥穿越铁路施工方案

1.新增顶进框架桥施工

本标段新增2座钢筋砼框架桥，顶进长度共计59.1m，最大顶力3810t，顶进段主体圬工C30钢筋混凝土，顶进股道数：

1-14.0m框架桥顶进股道数为4股道，1-12m框架桥顶进股道数为3股道；箱体两侧设泄水盲沟，出入口M10浆砌片石挡墙在顶进后砌筑。

施工时与既有线有干扰，为保证行车安全，采用D型便梁进行加固。

1.1.顶进施工及主要施工工艺

首先在线路路基的一侧设置工作坑，修筑滑板，在滑板顶面上铺设隔离层，预制钢筋混凝土箱身，在箱身尾部修筑后背，以抗衡顶进力。

安装顶进设备，架空加固线路，将行车线路基挖空至设计标高，并超挖出滑板厚度，将底滑板延长至框架箱涵定位处。

开始顶进，直至全部就位为止。

工艺流程见图3-3-20。

1.2.主要施工方法

1.2.1.工作坑的开挖

首先对既有线路基进行加固和防护，在顶进范围以外布设钢轨桩，做好防排水，对路基边坡用浆砌片石护坡。

距最外侧铁路中心线3.2m开挖工作坑。

工作坑挖到标高后，铺设C20钢筋混凝

土滑板（若地质不好，有时还需在滑板下铺设一定厚度的混凝土垫层），厚20cm，每3m设一道C20钢筋混凝土地锚梁，两侧设C20钢筋混凝土导向支墩，钢筋网采用Φ8钢筋以20×20间距布在顶面下5cm处，滑板中心线与框架箱体中心线一致。

工作坑四周布设四个降水井点。

工作坑滑板尺寸按下式确定：

滑板长度＝框架底板长度＋顶镐长度＋横梁厚度＋后背地梁厚度＋0.3m

滑板宽度＝框架底板宽度＋2×方向支墩宽度＋0.2m

图3-3-20钢筋砼框架箱涵顶进施工工艺流程图

严格控制滑板顶面平整度，采用方格网控制高程法，即在灌注底板混凝土时，用Φ16钢筋头埋入混凝土内，分成2.5m方格网，控制高程，按点抹平混凝土表面，使其平整度达到2m范围内小于5mm。

为了消除框架启动后与进入路基前空顶阶段的方向偏差，在底板两侧设方向墩。

方向墩采用钢筋混凝土结构，与底板同时灌注，间隔3m，断面尺寸为0.3×0.4m，伸入底板0.5～0.8m，与框架间留5～10cm空隙，以便导向。

同时，根据以往的经验，若地质软弱，为便于控制箱体顶进高程，经设计单位同意，可将滑板做成与设计纵坡相反的倒坡，坡度可按0.5‰～1‰设置。

1.2.2.润滑隔离层

为防止滑板与预制框架底板相粘连，减少首次启动顶力，必

须在滑板顶面铺设润滑隔离层。

其做法为：

在滑板顶面干燥后，先浇一层柴油，后浇一层石蜡油，厚3mm，浇洒时，在滑板方向每米挂一道铁丝，作为石蜡油厚度的浇洒标准，每浇完一格，用木板刮平，铁丝拆除后的槽痕，用喷灯烤熔整平。

石蜡油凝固后，撒一层0.2～1.0mm厚的滑石粉，铺一层塑料薄膜，塑料薄膜接缝处压茬0.2m，茬口朝路基方向。

1.2.3.箱身预制及安设刃脚

准确测量定位，使滑板中心线、预制框架中心线重合。

框架箱体顶进部分在滑板润滑隔离层上预制，顶部设防水层，外表进行润滑处理，以减少顶进阻力。

刃脚主要起导向和对施工人员起安全保护作用，安装时必须严格要求，不能出现向上或向下的倾角，防止顶进时出现高程偏差。

1.2.3.1.施工程序

施工程序见图3-3-21。

1.2.3.2.注意事项

⑴、为减少顶进阻力，模板支立要直顺平整，混凝土不得出现鼓肚、错茬现象。

图3-3-21箱身预制施工程序图

⑵、钢筋上不应粘有油污及石蜡，焊接底板钢筋时，要防止烧坏塑料薄膜隔离层。

⑶、灌注框架混凝土分两阶段施工，先灌注框架底板（包括下梗肋），当混凝土强度达到设计强度的50%后，再绑扎上部钢筋，灌注上部钢筋混凝土。

混凝土施工允许误差见表3-3-7。

混凝土施工允许误差表表3-3-7

序号

检查部位

允许误差

备注

1

宽度

±50cm

2

轴向长度

±50cm

3

顶、底板厚度

+20cm,-5cm

4

边墙厚度

+20cm,-5cm

5

梗肋

±3%

⑷、预制时，框架前端做成船头坡，以便将高出箱底的土壤压入箱底，增加承载力，防止扎头。

1.2.4.箱身防水层

框架箱身设计为抗渗混凝土，除达到设计要求的抗渗标号外，在箱身顶面应铺设防水层。

采用三油一毡一麻的做法，另铺8～10cm的100#豆石混凝土保护层，做成排水坡。

达到设计强度后即可顶进。

1.2.5.减少顶进阻力的方法

1.2.5.1.施工润滑层

具体办法见上述（1.2.2.润滑隔离层）

1.2.5.2.钢板脱壳法

框架预制完成后，在框架顶喷一层机油石蜡，形成隔离层。

然后在其上顺框架顶进方向间隔铺设钢板条，钢板的前端与框架的前端用螺栓连在一起，螺母在框架内侧，解除联接时，只需卸下螺母，把螺杆顶到路基土体内，顶进后脱离。

钢板尾部焊铁环，以便完工后抽出。

1.2.6.克服真空效应

大型箱体要考虑到真空效应，因为浇注混凝土箱体时，通常是先浇注底板部分，且是从一端逐次浇到另一端。

这样，在箱体板的中心部位就形成真空，从而加大了启动顶力，为了克服真空效应，在制作底板时，预先埋入带孔的寸管，当浇注混凝土及作隔离层涂层时防止将孔堵塞。

在箱体启动以前通入压缩空气，待箱体四周冒出气泡后，即可启动箱体，采取这种措施后，启动顶力的阻力约是箱体自重的0.4～0.6之间。

1.2.7.修筑后背

后背主要是顶进时承受由于水平顶力所产生的反力的临时结构物，它是保证顶进工作顺利进行的重要设施，直接关系到顶进质量。

因此，后背要有足够的强度和稳定性，始终不裂不断。

后背尺寸、规格依计算确定，必须能够承受框架在顶进过程中所出现的最大顶力，并且有适当的安全储备，否则会给箱体顶进带来很大的困难。

后背可以采用板桩式、重力式、拼装式等类型。

我们在本工程施工时，将根据具体情况选择经济可靠又合理的后背形式。

1.2.8.线路加固

既有线路加固是框架箱涵顶进中重要的工序，直接影响到既有线的行车安全，一定要精心组织、精心设计、精心施工确保万无一失。

线路加固的形式有多种，要根据线路情况、运输情况、地质情况、框架箱涵结构尺寸、覆土深浅、地下水情况、及施工季节等进行综合考虑后选择。

本标段两座顶进框架桥的既有线加固设计均采用D型便梁进行加固。

见图3-3-22。

1.2.9.顶进设备布置、安装及调试

顶进设备主要包括液压系统和传力设备两大部分。

动力源包括油泵、千斤顶及其配套的高压油管、高压阀门及连接高压油管等。

传递顶力的部分包括后背梁、传力柱、千斤顶前横梁、后横

梁等共同组成顶进设备系统。

顶进设备布置见图3-3-23。

设备布置是否恰当，关系到顶进的成效，因此，安装前，对液压系统的各部件应进行单体实验，合格后方可安装。

顶镐一般均匀布置，斜顶时，另外进行力学计算。

图3-3-23顶进设备布置示意图

安装好全部液压系统，包括顶镐、油泵、油箱、管路以及配套辅助设备后，进行检查调试，使其运转正常。

设备安装调试完成后，进行试顶。

试顶应缓慢加力，采用框架自重的0.4～0.8倍顶力，逐步稳压，直至油压突然下降，表明框架已移动。

停机检查顶进设备及框架是否正常，确保顶进。

1.2.10.顶进组织及工艺

1.2.10.1.顶进作业准备工作检查项目

⑴、框架桥主体结构混凝土达到设计强度。

⑵、线路加固情况，各支墩是否均匀受力，扣件联结是否牢固，纵横梁是否稳定。

⑶、工作坑挡护是否牢固，周围路基是否发生沉降；后背加固情况，检查顶进设备状况。

⑷、基坑开挖情况。

⑸、现场照明；液压系统安装、检测、实验。

⑹、观测仪器安装调试，人员准备情况。

⑺、与既有线运营部门施工计划报批、申请要点批复情况。

上述准备工作工作经检查均合格无误后，试顶验证。

一切均已正常工作，方可进行正式顶进作业。

1.2.10.2.顶进作业工艺流程

顶进作业施工

工艺流程见图3-3-24。

梁顶进即开动高压油泵，使千斤顶受液压产生顶力，推动框架前进，每次顶程，一般为190～800mm。

框架前进后，千斤顶活塞回复原位，在空当处添放顶铁，进行下次顶进，如此循环往复，直至框架箱涵就位。

需要特别说明的是，一旦箱体正式顶进后，应尽快的顶进就位，尤其是以最快的速度让线路加固的横梁搭在顶进箱体的箱顶上。

1.2.10.3.顶进操作规程

⑴、框架在工作坑底板上顶进时，要特别注意框架的轴线方向与设计轴线重合。

如有偏差，可通过调整顶力纠正。

⑵、每班交接前，仔细检查千斤顶、油泵液压系统、顶铁、顶柱、后背等设备状态，掌握框架当时的方向及高程状况，开始下一循环顶进。

顶进过程中，要做好记录，随班交接。

记录表格式见表3-3-8。

钢筋砼框架箱涵顶进过程记录表表3-3-8

日期

循环次数

进尺（m）

累计进尺（m）

油压（mpa）

顶力设备

偏移状况

备注

方向

高差

⑶、顶进时顶柱和后背上不准站人，防止顶柱弓起崩出伤人。

⑷、注意观察线路是否发生横向变形，如发现则立即停机、纠正，加强养护。

⑸、箱涵涵顶进最终允许误差：

①、中线误差小于20cm。

②、高程误差不大于顶程的1%，偏高最大不超过15cm，偏低最大不超过20cm。

1.3.恢复线路

框架桥顶进部位就位后，尽快恢复线路，解除慢行。

在拆除加固设施前，要备足道碴和上碴机具，安排好抽出横梁的作业程序，做好与基层施工单位的技术交底，组织好劳力。

撤一根横梁或木枕，立即换一根钢筋混凝土轨枕，随即补充道碴捣实。

不应数根轨枕同时撤换。

全部拆除撤换完毕后，按线路维修要求全面整修，经检查达到标准后，即可恢复正常运行。

1.4.人员组织

人员组织见表3-3-9。

钢筋砼框架桥顶进施工人员组织表表3-3-9

序号

工种

人数

主要工作内容

1

现场指挥

全面负责现场现场组织指挥

2

技术指导

技术方案制定和施工技术指导

3

操作台

4

顶进时的机械操作

4

测量观测

4

顶进施工的各项控制测量

5

挖土运土

66

按规定挖土运土及道路维修

6

设备保养

18

设备安装、更换顶铁顶柱、机械维修保养

7

安全、质检

4

顶进中质量、安全检查及警卫值班、巡道

8

物资供应

3

顶进中各项物质供应，

9

通讯联络

4

顶进中各项信号通讯，与运营部门联系

1.5.机具设备

主要机具设备见表3-3-10。

主要机具设备表表3-3-10

（1）

序号

机具名称

规格

单位

数量

备注

1

抽水机

DA1-150*5

台

14

2

电焊机

BX-513

台

2

主要机具设备表表3-3-1

（2）

序号

机具名称

规格

单位

数量

备注

3

射流降水设备

套

1

4

砼搅拌机

HZS-25

台

1

5

捣固器

插入式

个

25

6

千斤顶

200t

台

22

7

高压油泵

ZB10/500

台

6

8

发电机

120KW

台

2

9

自卸汽车

台

4

运土

10

挖掘机

PC200

台

1

挖土

11

挖掘机

WY100

台

1

挖土

12

汽车吊

12t

台

1

13

起道机

15T

台

12

14

倒链

3T

个

10

15

蛙式打夯机

台

1

16

装载机

ZL50

台

2

17

卷扬机

JD114

台

2

18

变压器

315KVA

台

1

19

钢筋加工机械

套

1

20

木工加工机械

套

1

21

其他机械

台

6