新技术新工艺研究与应用.docx

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新技术新工艺研究与应用

1.1.新技术、新工艺研究与应用

本标段施工任务艰巨、标准高、工期短，对地基、桥梁的变形控制、填料质量、桥梁的水平线刚度等提出了非常严格的要求，根据本标段实际情况、我方对本标段设计的理解，计划完成以下科技项目研究任务，取得科学的技术参数和施工经验，指导施工。

1.1.1.关键技术研究

1.1.1.1.软土地基和松软土地基加固处理技术研究

1.1.1.1.1.研究目的

软土及松软土地基计算参数选取、沉降估算的准确性，是保证路基施工质量有效控制工后沉降的基础条件。

依据地质条件和工程特点，本工程采用CFG桩加固处理，按路基填筑要求施工完路基后，再进行路堤基床表层填筑级配碎石，基床地层填A、B组填料。

根据现行技术标准，结合本标段施工实际，对填料的工程特性、配合比、填筑压实工艺及动力特性进行研究。

通过试验研究，总结出适合本标段路基填料的压实工艺和检验标准。

了解和掌握CFG桩复合地基施工方法和沉降变形特性，从而指导施工。

1.1.1.1.2.研究的关键技术

针对当地土层特性，研究碾压施工工艺；

研究复合基础加固地基施工方法和工艺；

路与桥、路与横向构造物过渡段施工工艺和沉降控制技术。

1.1.1.1.3.主要研究内容

当地填料填筑路基试验研究。

复合地基加固软土地基时路堤边坡范围内桩距和涵路一体的优化设计方案。

复合地基加固软土地基施工技术及沉降变形特性研究。

研究级配碎石桥涵路过渡段的施工方法及其动力特性，评估其实际过渡效果。

1.1.1.1.4.研究试验方法

通过在地基土中埋设观测测试元件和对地基土强度的测试，研究地基随上部荷载变化的沉降变形及应力变化。

主要测试内容：

地基分层沉降、地基深层水平位移、全断面地基沉降观测，桩、土应力比测试、沉降差观测，地基应力测试、附加应力观测、地基土强度对比测试、地基土固结弹性观测，路基本体沉降观测。

根据现场施工和填筑实测数据，绘制刚性桩地基加固的沉降、应力→荷载→时间过程曲线，分析研究沉降变形特性和影响沉降变形的因素，研究不同处理措施路堤地基沉降估算方法，结合解析法和数值计算法，选取技术参数，总结出适合本标段铁路工程施工的加固方法、施工工艺。

依据观测资料进行沉降分析及预测，以合理确定铺轨时间。

1.1.1.2.桥梁沉降控制与监测技术

1.1.1.2.1.研究目的

本线设计标准高，对成桥后桥梁的沉降变形要求十分严格。

因此，如何保证桥梁沉降满足设计与运营要求是建设本线铁路桥梁的关键技术问题。

桥梁沉降主要是由地基变形所至，变形稳定需要一定的周期。

目前由于计算理论尚不十分完善、影响沉降因素复杂，结合本标段的特殊情况，除应按设计要求进行施工外，尚应研究、应用必要的合理措施并配合必要的监测，防止桥梁出现过大的沉降。

1.1.1.2.2.研究的关键技术

根据不同的工程地质特点，进行水文、地质勘察试验，验证地质参数；

制定合理的施工方案，减小成桥后桥梁的沉降；

对桥墩的沉降情况进行测试，及时处理可能出现的问题。

1.1.1.2.3.主要研究内容与方法

⑴钻孔桩成孔

在钻孔桩成孔过程中，每钻进5～8m，检查一次垂直度，发现偏斜及时纠正。

成孔结束后，复核孔位和孔径的偏差并测量桩底沉渣厚度，如果沉渣厚度大于50mm，继续进行沉渣处理，直到厚度小于50mm。

⑵灌注水下混凝土

灌注前，用喷射法向孔底喷射稳定液3～5分钟，使沉渣悬浮。

首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土顶面高度，计算出导管在混凝土内的埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。

灌注连续地进行，严禁中途停工。

灌注过程中，及时测量孔内混凝土顶面高度，正确指挥导管的提升和拆除。

当导管提升到法兰盘接头露出孔口以上一定高度后，可拆除1节或2节导管。

尽量缩短拆除导管时间。

当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶起上升，保持较深埋管，并徐徐灌入混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土面进入钢筋骨架1～2m以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

护筒在灌注结束，混凝土初凝前拨出。

为确保桩顶质量，建议在桩顶设计标高以上加灌不小于1m混凝土。

⑶桩基检测

对每一根钻孔桩的完整性采用超声波无破损法或动测法进行检测；委托有资质的单位，按每座桥桩基总数3%的比例对全桩长进行钻芯取样。

⑷混凝土原材料进行严格把关，尽量避免使用碱性骨料，缩小混凝土内外温差，对混凝土梁体水化热影响及适宜的脱模温差试验研究。

1.1.1.2.4.主要仪器设备、方法

上述检测均属常规检测，相关设备与试验方法可参考相关标准。

1.1.1.3.耐久性混凝土研究

1.1.1.3.1.研究目的

本线桥梁占线路总长度的比例较大，且均采用混凝土结构，因此混凝土桥梁的质量对能否建成高标准铁路将起决定性作用。

进行高性能和特种混凝土的研究，确保混凝土构造物的耐久性，满足桥梁使用寿命100年的要求

1.1.1.3.2.研究的关键技术

根据施工现场的具体情况，进行合理的配合比设计；

确定采用高性能混凝土后，混凝土的合理灌筑工艺；

混凝土耐久性的验证试验；

特种混凝土的试验研究。

1.1.1.3.3.主要研究内容与方法

（1）高性能混凝土的配制试验研究

进行6个不同混凝土配合比室内试验研究，优选出适宜于现场浇筑的混凝土配合比3个。

（2）高性能混凝土施工工艺试验研究

采用3种不同配合比，分别进行如下试验：

①进行3种不同混凝土配合比的施工工艺性能试验研究（主要观察泵送和斗送时的施工浇筑难易程度，振捣密实情况等）。

②高性能混凝土梁体水化热影响及适宜的脱模温差试验研究（在结构物的不同部位埋设温度传感器5只，进行跟踪测试）。

③施工养护的试验研究（对早期采用自然养护和蒸汽养护进行温度跟踪对比试验，分别确定适宜的养护制度和拆模时间。

后期分别采取覆盖，撒水养护，涂抹养护剂等方法进行养护，观察表面裂缝情况，确定有效的混凝土后期养护工艺）。

（3）高性能混凝土性能试验研究

①不同配合比混凝土拌和物的工作性能试验研究（主要包括坍落度及其损失测试，含气量及其损失等）。

②不同配合比混凝土力学性能试验研究（主要包括抗压强度和弹性模量等）。

③不同配合比混凝土长期和耐久性能试验研究（主要包括徐变性能、收缩性能、抗冻性能、抗渗性能、抗Cl-渗透性能、抗裂性能、体积稳定性能、抗碱骨料反应性能、护筋性能等）。

1.1.1.3.4.主要仪器设备、方法

建立混凝土实验室，相关设备与试验方法可参考相关标准。

1.1.1.4.特殊结构桥梁施工技术

1.1.1.4.1.研究目的

本标段桥梁结构形式多，如大跨悬臂灌注连续梁、连续刚构、节段预制拼装等，技术复杂，施工难度大，尤其是大跨连续梁水平线刚度的控制，其控制对行车安全和舒适度有着重要影响。

进行大跨连续梁各段变形观测和线形控制，为本工程大跨连续梁施工提供经验和数据。

布设沉降观测控制网，现场测试桥梁墩台沉降曲线。

在墩台施工完工之后对群桩基础进行堆载预压，采用精密数字水准仪进行观测，将观测值与计算值进行对比分析，验证沉降计算方法与计算参数的合理性，研究出适用于本工程大跨连续梁变形沉降的计算方法，并编制出相应的控制计算程序。

高速铁路列车运行对大跨度连续梁的水平线刚度有着极高的要求。

为了保证大跨度连续箱梁的施工质量和安会，保证成桥结构在线形、内力、混凝土收缩徐变各方面满足现行规范及标准的要求，拟定施工控制方案和实施细则，根据设计文件提供的内容对各主要环节的数据如内力、应力、变形等进行检算，并进行监控仿真计算，提出各施工阶段的理论设计结构状态和挂篮前移、混凝土浇筑、预应力张拉前后主梁内力、应力和位移以及主墩墩顶变位等，提供合理的立模标高和目标合拢值，对施工全过程的结构应力、应变、温度和沉降进行观测和控制，使成桥线形符合高速铁路高平顺性要求。

1.1.1.4.2.研究的关键技术

大跨连续梁施工挂篮设计与加工；

大跨度预应力混凝土连续悬灌梁混凝土浇筑施工工艺；

悬灌梁各段梁段立模标高计算与调整定位；

1.1.1.4.3.主要研究内容

根据桥梁施工图设计的箱梁几何尺寸和最重梁段荷载，设计加工施工挂篮。

确定挂篮的结构尺寸、形式、自重及前支点与后锚点的位置和反力大小等，挂篮拼装后进行静载试验及挠度测量，从而确定受力变形曲线；

根据各施工阶段的理论设计结构状态，研究计算挂篮前移、混凝土浇筑、预应力张拉前后主梁内力、应力和位移以及主墩墩顶变位等数据。

根据前段桥梁施工实测数据，计算下阶段的主梁和主墩控制截面的内力和应力以及桥面线形，进行线形观测和控制。

1.1.1.4.4.研究方法

根据设计文件对当前的施工状态、环境状态进行监测，识别设计参数、确定预测模型，并提出相应的调控信息和初步调控方案，对随后的状态进行预测，预告下阶段挂篮立模标高；

校核施工控制数据，分析结构控制偏差原因，分析施工中出现的有关技术问题，正确指导下阶段悬灌梁施工。

将调控信息和初步调控方案及时反馈施工单位，共同协调完善调控方案，最终由监理组施上单位实施调控；

对施工全过程的结构应力、应变和温度进行观测。

1.1.1.5.无砟轨道施工技术应用

1.1.1.5.1.研究目的

无砟轨道是高速铁路建设中的重要轨道形式，其最大的特点是具备高平顺性、高稳定性和耐久性，施工一次成型，养护维修工作量少。

日本、德国等国外高速铁路已广泛采用了无砟轨道结构，体现了轨道稳定、很少维修的优势。

1.1.1.5.2.主要研究内容

无砟轨道CA砂浆配合比试验、研究。

轨道板制造技术。

轨道板铺设测量和精确定位技术。

无砟轨道谐振式无绝缘轨道电路传输技术研究。

研究施工期间和运营期间线路范围内地面沉降对无砟轨道的影响。

1.1.1.5.3.研究方法

CA砂浆是板式无砟轨道结构弹性调整层的关键组成部分，它由水泥、乳化沥青、聚合物、细骨料（砂）、混合料、水、表面活性剂、减水剂、氯丁胶乳等组成。

为了适应高速铁路无砟轨道的需要，结合工程实际，开展CA砂浆的研制。

借鉴国外板式无砟轨道CA砂浆研究资料和国内沥青道床和水泥沥青砂浆研究成果的基础上，进行配方设计和施工工艺研究，通过试验室试验，完成CA砂浆的配方设计、乳化工艺及拌和、灌注工艺研究，并对产品的各项性能和指标进行试验和验证，以指导本工程施工。

轨道板系统主要由支承层、轨道板、钢轨扣件组成。

轨道板在工厂生产，适用数控机磨床对承轨台进行机械加工。

研制轨道板磨削工序完成后，在工厂安装轨道扣件。

轨道板的安装时使用调整装置进行调整和精确定位，将轨道板与支承层之间封闭。

张拉连接锁件，浇筑接缝处混凝土。

采用板式轨道设计系统进行轨道设计，进行数控磨床控制、总体物流（生产流程计划、存放、运输、安装流程）、预制轨道板的精确定位、质量控制和验收测量。

通过学习、消化、吸收、完善和改进板式轨道的预制、加工、运输、安装和调整工艺，引进和研制必要的配套施工机具和设备，使之适合高速铁路无砟轨道铺设施工。

我国铁路采用多信号无绝缘轨道电路。

目前，世界上两个无砟轨道发达国家，日本采用有绝缘轨道电路，德国采用电缆轨道电路，都没有无绝缘轨道电路问题。

本线铁路采用无砟轨道设计，轨道板中的纵横钢筋相互接触形成闭合回路产生感应阻抗，严重影响轨道电路传输长度和效果。

据有关单位测试秦沈线板式轨道电路传输长度仅有700m/2Ω，与标准要求的1600m/2Ω差距还很大。

为保证轨道电路传输长度达到目标值，应对板式轨道电路进行研究和测试，欲使无砟轨道结构中钢筋网形不成回路，一是在纵横钢筋交叉点处采用绝缘套，该方法因纵横交叉点非常多，施工复杂，而不实用。

二是采用环氧树脂涂层钢筋，效果虽有改善，但因涂层经常被碰撞破坏而达不到要求。

通过本高速铁路的施工，对轨道板材料、钢筋、布置方法、施工工艺进行深入研究、试验，达到中国多信号无绝缘轨道电路传输长度要求。

1.1.2.新技术、新工艺应用

新技术和科技成果,只有通过实施工程项目并得到推广应用，才能真正转化为现实生产力，从而达到保证质量、降低成本、加快进度、节能降耗等综合效应。

1.1.2.1.计算机技术的应用

在本标段的工程施工管理中，我单位坚持加大科学技术在工程中的应用，特别是计算机技术在项目管理中的应用。

⑴梦龙项目管理软件的应用

施工中我们将使用梦龙项目管理软件在施工中进行进度控制，综合人、财、机的资源配置，对网络计划进行优化，实行动态控制。

⑶神机妙算软件的应用

在验工计价、预决算等工作中，将引入计算机技术，以加快效率，及时为施工决策提供准确、可靠的基础数据。

1.1.2.2.预应力孔道压浆技术应用

预应力筋张拉后，孔道应尽早压浆。

预应力孔道压浆采用真空辅助压浆法施工。

真空辅助压浆技术是后张预应力压浆施工的一项新技术，它的基本原理是在孔道的一端采用真空泵对预应力管道先进行抽真空，使之产生-0.06Mpa左右的真空度，然后用压浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道另一端灌入直至充满整条孔道，并加以不大于0.6Mpa的正压力。

1.1.2.3.桩基钢筋接长采用冷挤压连接工艺

钻孔桩成孔后需进行清孔作业，此道工序进行后孔内泥浆比重显著降低，护孔功能削弱，因此清孔后应尽快灌注水下混凝土，但往往因接长钢筋笼浪费较多时间，我单位在某桥深孔灌注桩施工时曾采用该工艺将原安装钢筋笼的时间缩短至一个半小时，因此为保证质量、加快进度，在征得业主、监理工程师及设计单位同意的情况下，我单位将在本工程桥梁桩基础施工中采用该施工工艺。

1.1.2.4.无拉杆厂制钢模复合式大模板工艺

为提高桥表面质量，拟在此工程中采用无拉杆复合模板工艺进行桥墩施工，该复合式模板系我单位在某工程中开发并应用于施工的，使用该工艺施工的墩柱曾被业主评为样板工程中的精品工程。

该模板面板采用5mm钢板，背肋带及边框采用10mm钢板，四围采用双12#槽钢制成的框箍，无需采用对拉杆加固，遇墩身较宽情况可在背肋框箍上用单根钢绞线或粗钢筋施加预加应力以抵消混凝土浇注造成压力。

墩身模板加工工艺要求较严，加工模板时控制下料及加工精度，下料精度控制在对角线误差小于2mm，模板加工几何尺寸控制在2mm内，拼装后接缝误差在2mm内，错台误差控制在1mm内，模板采用按墩高高度一次拼装成形工艺，试拼无误后，用装饰工程工艺贴2mm厚PVC板，该板下料精度同模板钢板下料精度。