其环向压应力σ=PR/δ=214.51kN/m2×650㎜÷5㎜
=27.89×103kN/m2
Kσ≤ƒ,取安全系数K=2.0,Q235钢材ƒ=210×103kN/㎡,
27.89×2×103kN/m2=55.78kN/m2≤210×103kN/㎡
故本方案中的钢套筒护壁选择是安全的、可靠的。
(2)桩基埋深
根据《简明施工计算手册》进行检算
主动土压力:
由m、n值查表的
则
故桩需入土深3.2米,挖孔桩应打入土内为3.2+2.3=5.5m。
(3)抗弯检算
(4)配筋检算
按周边均匀配筋计算
取灌注桩采用C20,
=9.6
,
,取保护层厚度
则
设钢筋配置为8
22mm,
,而
将计算式整理后,令
已知
将K带入上式,并用试算法求得
0.204
则
0.842
则
=285.65kN·m>198.4kN·m
故按8
22mm配筋可以满足要求。
人工挖孔桩配筋图如下图所示:
4.2.3挖孔桩施工工艺流程及施工方法
放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→安装第一节钢护筒(护筒随挖随沉)→检查桩位(中心)轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦(卷扬机或木辘轳)→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等→开挖吊运第二节桩孔土方(修边)→安装第二节钢护筒(护筒随挖随沉)→检查桩位(中心)轴线→逐层往下循环作业→开挖扩底部分→检查验收→吊放钢筋笼→放混凝土溜筒(导管)→浇筑桩身混凝土(随浇随振)。
1)桩孔开挖
开挖顺序采用隔一挖一法,待前批孔灌注混凝土达到一定强度后施工下一批孔,开挖方法采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖,遇坚硬土或大块孤石采用锤、钎破碎,挖土顺序为先挖中间后挖周边,按设计桩径控制截面大小。
孔内挖出的土装入吊桶,采用自制提升设备将渣土垂直运输到地面,堆积到指定地点,防止污染环境,注意挖孔过程中,严禁超挖土体。
2)钢护筒安装施工
护筒采用厚度为5mm的钢护筒,每节护筒至少高出原地面30cm,使其成为井口围圈,以阻挡井上土石及其它物体滚入井下伤人,并且便于挡水和定位。
护筒安装采用人工配合电动葫芦安装,护筒与护筒之间用电焊机焊接牢固。
护筒随挖随沉,严禁超挖土体,在施工过程中,要周围的铁路路基、铁轨、铁路运营设备、管线等的位移、沉降情况进行监测,并做好记录,如出现异常变化,须立即停止沉护筒施工,会同各方研究处理措施。
钢护筒沉桩偏差应符合下列规定:
设计钢护筒顶平面位置偏差钢护筒为50mm,钢护筒身垂直度为1%。
3)钢筋笼吊装和就位
挖孔桩成孔后,需下放钢筋笼,钢筋笼不提前制作,先把单根钢筋依次放入孔内,钢筋长度需分节放入,长度不超过4米,再进行绑扎、焊接,绑扎完成后,检查长度、位置、间距,合格后进行下一道工序。
4)混凝土灌注
在灌注混凝土前应对孔径、孔深、孔型全部检查并报监理工程师,经检验合格后方可灌注混凝土。
灌注支架采用移动式的,事先拼装好,用时移至孔口,以悬挂串筒,漏斗底口。
从高处直接倾卸时,其自由倾落高度一般不宜超过2米以不发生离析为度。
当倾落高度超过2米时,应通过串筒、溜管等设施下落;倾落高度超过10米时,并应设置减速装置。
4.2.7安全措施
1)人工挖孔桩施工时,施工人员严禁跨越隔离防护栏,严禁私自上道,并在防护栏上悬挂相关警示牌。
2)临近营业线施工时,通知相关设备管理单位,并在设备管理单位的监护下进行。
3)施工前对现场所有施工作业人员进行营业线施工知识培训,施工前组织设备管理单位进行施工交底,主要做到以下几点①对混凝土泵车、装卸汽车的司机进行岗前培训,防止撞坏、压断铁路设施;②人工运输钢筋笼要控制长度,不得入侵铁路界限;③机械吊装与拆卸钢筋笼、模板的施工安排在列车运行间隔时间,并在设备管理单位的监护下进行。
4)施工期间我施工单位每日及时清理施工现场环境,防止施工中遗留的塑料袋、编织袋等吹落到线路上。
5)施工时,桩基础按跳跃施工,施工完一根后,间隔一根施工下一根桩,以保证土层稳定。
6)因本基坑一侧分布既有铁路线,在基坑开挖施工前、施工中,应注意防护桩的状态,承台施工完毕后,尽快回填基坑。
此外在施工防护桩前应对现有的铁路轨面标高,及路肩标高做好原始数据的纪录,施工过程中应加强观测频率,计录数据,如发现路肩、轨面标高变化值达到或超过警戒值时,应立即停止基坑施工,必要时,回填基坑或采取其他补救措施,保证铁路安全。
7)井底照明必须用低压电源(36V、100W)、防水带罩的安全灯具。
桩口上设围护栏。
操作时上下人员轮换作业,桩孔上人员密切注视观察桩孔下人员的情况,互相响应,切实预防安全事故的发生。
8)桩孔口安装水平推移的活动安全盖板,当桩孔内有人挖土时,应掩好安全盖板,防止杂物掉下砸人。
无关人员不得靠近桩孔口边。
吊运土时,再打开安全盖板。
9)桩孔内人员应戴好安全帽,地面人员应拴好安全带。
孔内设置软梯,供作业人员通行及发生危险情况时,能及时爬出孔。
10)为保证施工安全以及行车安全,本次人工挖孔桩施工时,将对既有线进行减速慢行,广珠铁路上、下行线K120+000-K122+000处限速45㎞/h,施工结束后恢复常速运行。
11)临时排水措施:
人工挖孔桩施工时,将对既有线排水沟造成破坏,为了确保既有线排水正常,在施工地段,准备四台抽水泵,现场利用编织袋堆土堵水,利用抽水泵抽水。
12)承台基坑开挖后,对既有路基边坡造成一定的破坏,待施工完成后,路基边坡恢复原貌。
五、安全防护保证措施
5.1安全保证体系
建立安全保证体系,成立以项目部经理为组长的安全生产领导小组,全面负责并领导临近营业线施工安全生产工作,建立营业线施工安全防护流程。
各级安全负责人应熟悉掌握列车运行情况,做到各负其责,确保行车和人身安全。
制定施工安全措施。
推行“贯彻一个方针、坚持两个原则、实行三个结合、运用四种手段、突出五个重点”的“12345”安全管理创新工程,即:
“安全第一、预防为主”的方针;“管生产必须管安全”和“谁主管谁负责”的原则;安全生产工作实行“作业队管理,工班落实,项目分部工程管理部监察”的三结合体制;采取“教育、行政、经济、法制”四种安全管理手段;着重抓好培训、防护、工序、检测、奖罚五项重点整治。
(1)施工方案审查未批准的、没有签订安全协议的、没有审核好设计施工图纸及编写好书面的安全技术交底的,对施工现场的地下电缆、水管等隐蔽设施,没有查明、标识并采取保护措施的、防护人员没有培训、工人无证上岗的不准动工。
做到先签协议后施工。
(2)机动车辆和施工机械靠近营业线施工,没有埋好标志鲜明的安全防护限界桩,不准进场作业。
(3)安排经培训合格的防护员,施工过程中24小时担任安全防护工作,并配带个人通讯、对讲设备及口笛、防护旗等现场防护。
发现问题及时向项目领导报告,以便联系包括监理分站、铁路局、设备管理单位及医疗单位等。
(4)施工前须与铁路局相关单位协调施工期,本工程接近既有铁路的预计使用机具设备,施工内容、方案等需经过铁路有关部门批准,签订安全协议,事先为铁路驾驶提供完整的施工状况资讯,避免铁路驾驶产生误判。
每天与相关部门联系,及时了解行车状况。
(5)施工中大型设备如钻机、吊车、挖掘机及自卸汽车等实行一人一机制防护,列车进过施工区域前,设备必须停止作业,吊车、自卸汽车等顺线路停放,直至列车整体通过施工区域为止。
(6)驻站联络员需进行培训,持证上岗,能力需胜任。
(7)施工前,由项目总工对施工人员进行详细的培训,逐级进行交底,使作业人员掌握工艺流程、操作要领、注意事项及安全措施等。
有关培训、交底做好记录、签认,以备检查。
5.2施工用电安全措施
(1)施工用电必须符合用电安全规程。
各种电动机械设备,必须有可靠有效的安全接地和防雷装置,严禁非专业人员操作机电设备。
(2)施工用电采用“三箱五线”制,按“一机一闸一漏保”设置防护。
(3)凡是移动式设备和手持电动工具均在配电箱内装设漏电保护装置。
电器设备的转动轮、传动轮、飞轮等外露部位必须设防护罩。
(4)电杆的设置尽量远离营业线一侧,如没法避让,电杆基础一定要采用混凝土硬化,避免大风和雨水浸泡造成电杆倾倒,侵入铁路限界。
(5)所有施工机具设备须有接地装置,并且施工现场要有相同安全质量工程师确认接地。
5.3既有管线安全防护措施
施工前会同相关设备管理单位进行核对确认,探明地面电力设施及地下管线分布情况,并做好防护工作。
(1)对设计文件未明确或情况较复杂的地下管线,应及时向相关设备管理单位咨询,会同拆迁单位现场踏勘确认,并采用管线探测仪结合人力挖探手段,查明路径,设立标志,向施工作业人员详细交底。
待拆迁单位处理完毕,产权单位确认并采取安全防护措施后方可施工。
(2)如因施工需迁移管线、电杆等设备,及时联系拆迁单位提报计划,在业主协助下会同有关产权单位、拆迁单位现场确认迁移方案,待其处置完毕后方可施工。
(3)严禁挖掘机、推土机、装载机、履带式机械等大型机械在地下管线2米以内动土或运行,进行盲目作业。
(4)在查明的地下管线、电缆路径两侧各1.5m范围内不得用机械挖掘,并禁用铁镐和双齿尖耙挖掘,做到逐层轻插浅挖,并请设备管理单位、拆迁单位派人进行安全监督,协助处置暴露的管线。
(5)架空线路杆周围3米范围内不得挖坑、挖沟、取土。
当取土坑挖深超过1米时,电杆周围护土保证有1:
0.6的坡度。
站场施工需拆迁或改造既有设备时,事先取得使用和维修单位同意。
(6)架空线两侧各10米范围内和地下管线两侧3米范围内不准建房、搭棚。
架空线离地面高度不足4.5米时,严禁机动车辆通行。
(7)严格报告制度,每项工程项目开工必须提前5天报指挥部调度,经指挥部相关部门检查确认后,方可开工。
(8)监护人员不到位、未指定管线位置,严禁施工。
挖出电缆必须经现场监护人员确认为旧或废电缆后就地埋置,不得拆断。
(9)施工前先对原地纵向和横向挖探沟,确定是否有线路光、电缆,若探出光、电缆后,及时联系相关设备管理单位人员到现场商议光、电缆迁改及防护方案,确定后对其进行迁改及防护,确保临近既有线施工安全。
施工里程段沿线路绑红色警戒绳,防止人员上线路或者机具侵线。
(10)临近既有线大型机械配合施工时,设置专人防护,严禁大型机械碰撞接触网支柱、接触网杆及拉线,保证大型机械远离接触网线2米以外。
5.4对既有铁路的监测
在施工区域的既有广珠铁路线的路肩上埋设水平位移、垂直位移观测点,观测点设置在每个墩位垂直对应营业线的路肩上,每个墩设置一个观测点;并在挖孔防护桩上埋设水平、垂直位移观测点,随时掌握防护桩的稳定情况,挖孔防护桩观测点埋设在靠近营业线侧,每个墩埋设1个观测点。
施工过程中,安排专人每24小时对观测点进行观测一次,监控线路参数,并做好书面记录,发现参数发生变化立即通知设备管理单位;观测过程中做好记录并绘制沉降变形曲线,随时掌握营业线路稳定情况,观测资料单独建档存放。
当发现路基沉降量过大及铁路设施有异常时,立即通知设备管理单位,设备管理单位加强轨面监测、养护或调整,分析研究处理措施,待路基稳定后方可继续施工(监测点布置如下图)。
铁路设施监测布置图
六、应急预案
依据《中华人民共和国安全生产法》、《铁路工程施工安全技术规程》、《安全生产管理条例》、《广州铁路局营业线施工安全管理实施细则》等相关安全生产方面的法律法规,根据“先防护,后处理”的原则,制定营业线施工突发事故应急救援预案如下:
6.1组织机构
为了确保施工中应急处置及时有效,作业队成立专门应急领导小组,具体分工及任务如下:
(1)工作职责
①组长是应急救援领导小组的第一负责人,担任组长,负责紧急情况处理的指挥工作。
②副组长是事故应急小组第二负责人,负责相应事故救援组织工作的配合工作和事故调查的配合工作。
触电事故、大型脚手架及高处坠落事故、电焊伤害事故、车辆火灾事故、交通事故、火灾及爆炸事故、机械伤害事故等。
③现场抢险组:
组长由生产副经理担任,成员由安全员、现场主管、技术负责人组成。
主要职责是:
组织实施抢险行动方案,协调有关部门的抢险行动;及时向指挥部报告抢险进展情况。
④安全保卫组:
组长由安全副经理担任,成员由项目综合办、保安组成。
主要职责是负责事故现场的警戒,阻止非抢险救援人员进入现场,负责现场车辆疏通,维持治安秩序,负责保护抢险人员的人身安全。
⑤后勤保障部:
组长由项目部总工程师担任,成员由项目物资部、综合办、计财部、后勤组成。
主要职责是:
负责调集抢险器材、设备;负责解决全体参加抢险救援工作人员的食宿问题。
⑥医疗救护组:
组长由安全副经理担任,成员由物资部、后勤及桥梁架子队组成。
主要职责是:
负责现场伤员的救护等工作。
⑦事故调查组:
组长由现场负责人、公司责任部门领导担任,成员有项目部安质部长,公司相关部门,公司有关技术专家组成