京石铁路客运专线DK154+609跨保沧高速公路现浇梁施工安全防护方案0931.docx
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京石铁路客运专线DK154+609跨保沧高速公路现浇梁施工安全防护方案0931
京石铁路客运专线
DK154+609跨保沧高速公路
40+64+40m悬臂现浇梁施工安全防护方案
一、工程概况
京石客运专线北起我国首都北京，南至河北省会石家庄市。
线路经过北京市所辖海淀区、石景山区、丰台区、房山区、河北省涿州市、保定市、石家庄市，线路全长283.672km，是国家重点建设项目。
我部承担的工程项目大福村跨保沧公路特大桥在DK154+609以40+64+40m现浇预应力混凝土梁跨越保沧高速公路（对应保沧高速公路里程为K16+430），斜交法向角10度，净高5m。
该桥23#、24#墩位于保沧高速公路两侧，每个墩位16根直径1.5m桩基，最大桩长49.5m。
一级承台尺寸14.6m×14.6m×3m，二级承台尺寸8.5m×11m×2m，加台尺寸4.9m×8.9m×1m。
桥墩采用双线圆端形桥墩。
桥位处保沧高速公路现有路面宽36.4m，路面高程16.62m，23#墩顶设计高程为23.311m，24#墩顶设计高程为23.723m，墩顶至路面高差6.7m，支座高度0.6m。
上部结构为40+64+40m现浇预应力混凝土梁，箱梁顶宽12m。
二、跨线位置描述
该桥23#、24#墩位于保沧高速公路两侧。
其中23#墩位于保沧高速公路左幅左侧，一级承台的大里程左角侵入高速公路路肩，大里程右脚距高速公路综合接地装置1.1m。
23#墩承台位置地势高差较大，承台基坑最大深度9.3m，最小深度6.2m。
24#墩位于保沧高速公路右幅右侧，该墩的一级承台小里程左、右角位于高速公路水沟上，距路基坡脚线最小距离4.6m，承台基坑深度6.3m。
施工场地内无高压电线，但是平面图所示的1#装置将影响承台施工。
桥墩处连续梁底距离高速公路路面净高为7.3m。
墩位所在处的土质主要为粉质黏土、粉土、细砂、中砂，表层承载力为150KPa，土壤最大冻结深度0.5m。
地下水埋深约20m。
三、总体施工方案
（一）基础施工方案
1．施工准备
施工便道：
沿主线右侧修筑7m宽的便道，并利用原有地方道路从高速公路涵洞下通行。
临时用电：
分别于DK153+900、DK155+100处架设315KVA变压器一台，以保证临时用电需要。
准备工作：
施工前与高管部门就施工时间、施工方案、安全措施、安全设施、应急预案和完工后恢复等有关事宜进行协商并达成共识，争取得到高管部门的大力支持。
场地施工：
桩基施工前与高管部门协商拆除征地界范围内的封闭网，改移排水沟，待施工完毕后恢复。
施工期间派专人看守，禁止人畜由此进入高速公路。
将作业场地填筑平整，供钻机及防护施工，靠高速公路侧禁止堆放任何材料和机具设备。
2.桩基施工
根据地质情况，桩基施工时采用旋挖钻机成孔，本联悬浇梁桩基础拟投入2台旋挖钻进行施工。
3.承台施工
高速公路两侧基坑采用抗滑桩进行支护，防止边坡失稳对高速公路产生影响。
为便于承台模型安装，基坑的四周净尺寸比承台尺寸大0.5m，则23#墩承台基坑的部分抗滑桩将侵入路面1.5m，承台施工完毕后恢复原路面。
23#墩抗滑桩深度为15m、24#墩抗滑桩深度为12m，围护长度均为21m，抗滑桩之间采用钢筋混凝土现浇使其形成一道整体防护墙。
基坑开挖前应先做好原有排水系统的改移工作。
基坑顶距开挖线1.0m以外挖排水沟（23#墩在高速公路一侧设置挡水板），防止地表水侵入基坑。
基坑开挖完毕后，人工配风镐凿除桩头，进行桩基无损检测，合格后进入下道工序。
承台放样分两次进行，第一次为基坑开挖放样，待挖到设计标高后，浇筑混凝土垫层，用全站仪进行第二次精确定位，用墨线弹出轮廓线，以便绑扎钢筋和支立承台模板。
承台施工拆模后进行基坑回填，回填必须进行分层夯实，压实度不小于96%。
具备压路机碾压条件的采用压路机进行碾压。
（二）悬浇梁施工方案
1.0＃块施工
0＃块施工不影响公路的正常运营。
主墩墩顶0＃块箱梁，根据设计桥墩高度和现场情况，采用支架法施工。
2.悬臂现浇梁施工
采用挂篮法悬浇施工，根据工期要求，拟采用2套挂篮模板。
箱梁施工时分段绑扎钢筋,混凝土在拌和站集中拌制，混凝土输送车运送至工点，泵送入模，每段混凝土强度达到90%后张拉并注浆，进行下一步施工。
施工流程为：
挂篮及底模板、外侧模板拼装后预压→底板及腹板钢筋安装→安装纵向预应力管道→安装竖向预应力筋及管道→安装内模板→绑扎顶板钢筋→安装顶板横向预应力筋及管道→浇筑混凝土→养生→拆模→穿钢绞线束→施加预应力→压浆→挂篮前移。
3.施工影响
在悬浇梁施工到高速公路路面范围前，需完成保沧高速公路上空的施工防护设施。
主要进行挂篮作业区封闭防护网，已浇注完成梁体防护网，严禁高空落物；高速公路路面设置防护棚，净空高度≥5m，纵向长度24m，防护棚架顶侧面搭设高1.2m栏杆。
在施工地点高速公路两侧按照标准设置相应的提醒、警示标志标牌。
四、总体工期安排
桩基础及承台施工安排在2009年3月开始施工。
根据实际地质情况采用旋挖钻进行施工，当两主墩施工完毕后，钻机转到边墩进行施工。
1、抗滑桩防护：
2009.3.20～2009.3.30（10天）
2、桩基础：
2009.3.31～2009.4.20（20天）
3、承台开挖：
2009.4.21～2009.4.30（10天）包括桩身检测
4、承台施工：
2009.5.1～2009.5.30（30天）
5、墩柱施工：
2009.5.31～2009.6.20（20天）
6、0＃块施工：
2009.8.16～2009.9.25（45天）
7、挂篮安装及防护2009.9.15～2009.10.15（30天）包括防护棚架设
8、悬臂梁施工：
2009.10.16～2009.12.15（60天）
9、边跨合龙：
2010.3.1～2010.3.20（20天）
10、中跨合龙：
2010.3.21～2010.4.5（15天）
11、挂篮和防护棚拆除2010.4.6～2010.4.15（10天）
防护桩施工、基坑开挖和承台施工对高速公路路基影响计划时间为2009年3月20日～2009年5月30日（70天）；采用防护棚进行悬臂灌注施工安全防护的时间为2009年9月15日～2010.4.15（210天）。
施工时将根据实际情况等因素做出调整，调整方案必须提前3天报高速公路主管部门批准。
五、施工期间占道情况及施工管制情况
根据施工安排，在进行23#墩防护桩施工、基坑开挖和承台施工时，将占用保沧高速公路左幅紧急停车道，行车道和超车道正常运营，计划占用时间为2009年3月20日～2009年5月30日（70天）。
在进行防护棚搭设和拆除时，将临时占用部分车道。
根据实际占用车道的情况，将与交警部门联系采取措施进行临时交通疏导，禁止超限车辆通行，对其他车辆限速通行，每次交通疏导时间控制在2~3小时。
六、安全防护方案
（一）基坑支护方案
1.抗滑桩支护设计与施工
（1）综合考虑开挖深度、周围环境、土层特性，并重点确保保沧高速公路边坡稳定，本着尽可能缩短施工时间以及方便施工为原则，拟采用φ100cm钢筋混凝土抗滑桩进行防护的方案。
23#墩，基坑较深，基坑一角在高速公路路面上，24#墩，基坑较浅，离高速公路路基坡脚较远，均采用抗滑桩进行防护；其余三面采用1：
0.75比例放坡开挖。
因为本段地质为粉质黏土和粉土，施工顺序采用从中间向两侧进行，在保证垂直度的情况下，一次钻进到设计深度。
抗滑桩的垂直度不得大于2%。
（2）以23#墩为例，抗滑桩受力检算如下：
按浅板桩受力模式计算
按稍湿的（0＜Sr≤0.5）粘砂土、砂粘土，等效内摩擦角φ’=40O~45O，计算时取φ’=42O。
土的容重取γ=20KN/m3。
地面荷载按两个车道上同时通过两辆“汽车—超20级重车”（载重550KN）时对基坑产生的荷载，q=
=
=15.38KPa，抗滑桩检算时取q=20KPa。
由公式ea=（q+γz）tan2（45O－φ’/2），ep=（q+γz）tan2（45O＋φ’/2），计算得如下图所示受力情况
1）抗倾覆检算
M倾覆=〔3.965×15〕×（15/2）+［1/2×（63.433－3.965）×15］×（15/3）=2676.1
M稳定=［1/2×575.094×5.7］×（5.7/3）=3114.1
M稳定/M倾覆=1.2＞1，满足要求
2）抗滑桩强度检算
弯矩最大值发生在剪力为零的断面上，由1/2（χ/5.7×575.094）χ=3.965×（9.3+χ）+1/2［（χ+9.3）/15×（63.433－3.965）］×（χ+9.3）简化得χ2－0.462χ－4.679=0，试算得χ=2.406m
则Mmax=3.965×（9.3+2.406）×（9.3+2.406）/2+［1/2×（63.433－3.965）×（9.3+2.406）/15×（9.3+2.406）］×（9.3+2.406）/3－［1/2×（575.094×2.406/5.7）×2.406］×（2.406/3）=1097.36KN.m/m
选取C35混凝土直径φ100cm抗滑桩，参照《建筑施工计算手册》P.126页，计算公式：
M=
α1fcAr
+fyAsrs
且αα1fcA（1―
）+（α－αt）fyAs=0
αt=1.25－2α
M——单桩抗弯承载力（N.mm）;
fc——混凝土轴心抗压强度设计值；
A——混凝土灌注桩截面面积（mm2）；
圆形截面的半径
因此，M=1244.892KN.m/m（计算时桩间距采用1.0m进行计算）
按周边均匀配筋计算
参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第10、11页，灌注桩采用C35，fc=16。
1Mpa；HRB335、直径=6~50mm普通钢筋fy=280Mpa；取保护层厚度
则，rs=500－50=450mm
钢筋配置为25Φ25mm，As=12272mm2
A=πr2=7.9×105mm2
αα1fcA（1―
）+（α－αt）fyAs=0，αt=1.25－2α
令K=
=
=0.270，代入公式整理得
α=
（1.25K+
）
采用试算法求得α=0.273，则αt=1.25－2α=0.704
代入公式M=
α1fcAr
+fyAsrs
=
×17.5×7.9×105×500×
+300×12763×450×
=1349.675＞1097.36KN.m
（3）23#承台基坑抗滑桩施工图示
2.施工监控量测
基坑开挖过程中设置专门的沉降、位移观测小组，每天采用水准仪和全站仪定时对施工段公路路基进行沉降及位移观测，形成记录。
测点分别设置在路基顶部、中间和基坑顶部。
示意图如下：
先在设定位置挖50cm*50cm的基坑，深度为1m,然后浇筑混凝土，中间插入端部带有十字丝的φ25的钢筋，长度50cm。
共设2个断面6个点。
测量小组每天将测量结果汇总并上报作业队负责人，作业队根据现场实际情况对路基进行维护及加固。
3.施工安全管理措施
（1）23#墩承台作业控制区的交通控制标志具体设置方案为：
①在施工区前方设置警告区，长度为1600米，设置“前方施工”提示牌，并安排专门安全员，手执小红旗，提醒前方有施工作业；②上游过渡区，长度为90米，设“限速标志牌”；③设缓冲区，长度为50米，设“前方道路变窄标志牌”；④工作区长度为30米，设“道路施工”标志牌；⑤下游过渡区长度为40米，安全员提醒车辆恢复通行状态；⑥终止区，长度为30米（详见附图）。
整个控制区外线摆设反光锥形交通路标和防撞桶，路标间距为１０米，两头各放一名安全员，专门负责警戒，维护交通安全。
在进入施工现场之前设置减速梯和减速提示。
施工完毕后及时清理现场，撤收所有摆放的交通标示，恢复道路通畅。
（2）跨线路施工人员需进行相关施工安全培训教育，并通过考试合格后方可上岗作业。
（3）机械设备应合格证件齐全，机车司机、吊车司机、吊车指挥人员等特殊工种持证上岗。
（4）配备足够的防护人员，施工点的防护人员不得少于3人，其中施工现场1人，两端各1人，并配备对讲机及信号旗、防护员专用服。
施工期间，施工人员一律身穿有反光标志的桔红色工作服，管理人员必须身穿有反光标志的桔红色背心。
（5）在高阳高速路口提前设置提示标牌，禁止超限车辆通行。
（6）与地方政府、路政、交警等部门建立定期联系机制，保证信息畅通。
（二）挂篮悬臂浇筑施工防护方案
1.现浇梁跨路施工段落搭设安全防护棚
0#块施工作业区离路肩较远，施工时对行车无影响。
0#块施工完毕后应进行高速公路防护棚的搭设。
防护棚搭设高度需满足车辆通行条件。
防护棚的立柱位于高速公路中央分隔带及路缘石外侧。
防护棚顶采用竹胶板，防止施工污水、工具等掉落造成车辆和人员伤害。
在棚架两侧设置反光安全限高带，并悬挂限高标示牌。
通道两侧设置醒目的警示标志和标牌，出入口设置红色警示灯，并在距离连续梁施工的高速路200米处设置提示标牌。
防护棚内设置照明灯。
防护棚的搭设和拆除时应在交警部门的协助下派专职人员进行临时交通疏导，每次临时交通疏导时间控制在2~3小时。
2.对挂篮四周采取封闭措施
采用三角挂篮施工，挂篮在高速公路顶面范围安装时应采取临时交通疏导，派专职人员进行交通疏导。
挂篮安装完成后，挂篮底距路面的距离应大于高速公路净空要求（>5.0m）。
挂篮施工采用全封闭防护：
在挂篮底部、两侧和前部用密织网围挡，将挂篮的整个作业区封闭。
挂篮迁移时整个防护跟随挂篮一起移动。
施工至合拢段时，挂篮下横梁挂于两侧箱梁上，拆除挂篮上部结构，利用滑道退至0#块位置，然后拆除。
合拢段浇注完毕后采用同样的方法拆除底模、侧模及悬挂系统。
桥面两侧安设1.5m高围挡防护。
围挡防护应紧跟施工进行。
悬臂施工过程中所有的材料及小型设备均由吊车吊至0#块上部，然后由人工运至挂蓝施工作业区，混凝土由泵车泵送入模。
已浇梁段防护栏杆示意图：
3.现场设置专职安全监督员，进行24小时检查巡视，对发现的安全隐患及时上报并进行整改，确保运输畅通和安全。
4.发生紧急事件的防护办法
（1）施工发生紧急事件，需临时封闭部分或全部行车道（半幅）时，应由作业区安全防护员通知两端的安全防护员，立即采取封闭相应车道的临时措施，并第一时间通知高速公路管理部门进行交通疏导。
（2）事故发生后立即组织进行人员救护和保护现场。
事故经过处理后采取迅速有效的措施尽快恢复交通。
（3）进行事故调查，处理相关责任人，
（4）分析事故原因，采取相关措施消除隐患，避免事故的再次发生。
七、安全保证措施
1．施工时，必须按照高速公路管理部门的要求设置安全防护措施，其防护内容按相关规定中的防护办法，如防护距离、防护信号等组织实施，并不得更改。
2．施工机械在使用前必须进行检修，保证施工机械的完好率100%；班前应对挂篮悬吊系统、锚固系统、主走行系统连接情况进行检查，发现问题及时上报处理，禁止设备带病作业和违章操作。
3．基坑施工过程中禁止在基坑边沿堆放施工材料和机械，安全员应随时对基坑进行观测，发现险情应立即终止作业并迅速撤除施工人员，排出安全隐患后方可再次进入现场施工。
4．现场作业人员必须戴安全帽，在高处作业人员必须系安全带。
5．防护员上岗作业必须穿防护服，配齐防护工具。
每个施工点应配备防护人员3人，在视线不良地段应增设中间联络员或信号传递设备。
所有的施工作业人员必须进行岗前安全培训。
6．吊车作业应随时对易损部件进行检查，发现问题及时更换，起吊时应由专人进行指挥，作业半径内不得站人；确认物品挂设牢固后方可发出起吊信号。
高速公路顶部进行吊装作业时，应对道路进行临时封闭。
7．禁止无证上岗。
现场必须采取相应的防滑措施并设置安全爬梯，施工人员禁止使用卷扬机进行上下。
8．施工中各种施工用料和机具严禁侵入高速公路限界，禁止抛摔工具及材料，施工材料和工具必须放置稳固，防止滑落造成安全事故。
9．脚手架和防护棚的搭设应由安全员进行检查，确认安全后方可投入使用，使用过程中出现松动等应及时进行加固。
脚手架和防护棚拆除坚持“自上而下、先搭后拆、后搭先拆”的原则，禁止随意拆除或违规作业。
10．施工用电必须由专业人员进行操作，禁止乱拉乱接。
电力设施必须设置醒目的安全警示标志和围护措施，电力检修时应断电作业，并电源控制处在设置“断电检修，禁止合闸”的警示牌。
11．电焊作业必须持证上岗，禁止违规作业。
12．禁止双层作业，夜间施工必须具有良好的灯光照明和应急发电设备，夜间施工突然断电时，施工人员应停在原地等待，禁止行走和拥挤。
附表：
拟投入的主要安全防护材料数量表
序号
名称
规格
数量
备注
1
防护棚
2个
左、右幅各一个
2
提示牌
太阳能
3个
提前一个站口安设
3
警示灯
太阳能
8个
每个防护棚进出口各2个
4
照明灯
电能
28个
每个防护棚左右侧各7个
5
“前方施工”
标识牌
4块
1600、800、500、300m处各设置一块
6
“车辆慢行”
标识牌
1块
7
“道路施工”
标识牌
1块
8
减速梯
2道
23#承台基坑施工时使用
9
防撞桶
10个
23#承台基坑施工时使用
10
反光锥桶
20个
11
吊车
25吨
1台
清除障碍时使用
12
防护网
1000m2
其他防护材料，根据现场实际情况再另行购置。
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