桥涵顶进施工工艺工法后附图片.docx

1、桥涵顶进施工工艺工法后附图片涵顶进施工工艺工法1前言1.1工艺工法概况 随着经济的快速发展，对交通的需求越来越高。既有的铁路、公路对当地生产、生活已造成了一定影响，穿越既有道路桥涵顶进施工既不影响既有道路正常通行，又可保证线下工程顺利进行，可很好地解决此类交通问题。1.2工艺原理 利用既有线路侧场地预制框构桥，采用3-5-3扣轨、工字钢纵、横梁组合加固线路；后背梁、钢板桩、浆砌片石和后背填土一起提供顶进所需的反力；利用泵站控制多台顶镐同步顶进；按照顶进、开挖循环作业直至顶进至设计位置。2工艺工法特点顶进施工作业时，营业线不中断行车，且安全和质量有保证。顶进结构采用预制、顶进的工艺，经济可行、技

2、术成熟、质量可靠，适用于工期紧，运量大的营业线施工。3适用范围当穿越公路、铁路和市区道路而不便断绝既有交通、现场条件又不允许修建便道时可采用此工法修建大跨度铁路顶进框构桥。4主要引用标准铁路桥涵施工规范（TB 10203-2002)铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准（TB 10424-2003）铁路工程施工安全技术规程（TB 10401.2-2003)客货共线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ 203-2008)铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB 10415-2003）。5施工方法在需要顶进的路基一侧修建工作坑，在工作坑内浇筑底板混凝土，铺设润滑隔离层，作为箱涵的预制台座，箱涵在台座上预制完后，

3、通过顶稿顶推箱涵并把顶推反作用力通过顶铁、顶柱、横梁等传力设备传到箱涵后的型钢或钢筋混凝土后背上。在箱涵前端安装有刃脚，顶进时插入土层，起导向及开挖防护作用。开挖机械在箱内作业，开挖的土从箱内运出。边开挖边顶进，及时加顶铁或更换顶柱，直到箱涵顶到设计位置。在顶进作业之前为保证线路，安全必须对营业线进行加固。对大型箱涵涵顶无覆盖土情况下采用吊轨纵横梁法加固，抗移桩及冠梁防止横抬梁横移。水泥搅拌桩加固框构桥预制场地，注浆加固顶进前端的区域及营业线顶进范围内的路基，确保顶进作业过程及顶进就位后的结构安全。3-5-3扣轨、纵横梁加固线路，防护桩、支承桩防护既有路基，保证了顶进作业时的线路稳定和行车安全

4、。运用了石蜡、黄油及塑料薄膜组成复合滑动层，滚杠、定向滑轮等措施，减小了框构桥顶进施工时的摩阻力，加快了施工进度，提高了顶进过程安全性。6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程图1 桥涵顶进施工工艺流程图6.2操作要点6.2.1施工准备1 调查当地供水、供电、交通情况；2 调查既有的电力、通信、信号等线缆埋地情况，及时改迁；3 调查线路实际情况，为线路加固做准备；4调查需要的泵站、顶镐；5交接桩后，布设控制网，平原地区因既有路基高，测控点通视因难，可考虑采用GPS设备测设控制点； 6 顶进作业一般不安排在雨季。6.2.2工作坑设置开挖工作坑前端紧靠穿越的公路，后端布置运土车道及后背。工作坑采用机

5、械开挖，人工辅助清理基坑。 6.2.3地基加固处理1注浆加固顶进框构桥前端的路基修筑在软土上，可采用注浆等方式加固。2水泥搅拌桩 工作坑滑板底部采用水泥搅拌桩加固。2 井点降水在基坑开挖、框构桥预制及顶进施工时，周围采用井点降水措施，并且在顶进过程中保持水位线在框构桥底板底层以下1.5m处，顶进就位后再降水7天。 6.2.4滑板(工作坑底板)、锚梁、导向墩、润滑层及后背梁施工（如果能附图说明各部位就好）1、锚梁、滑板、导向墩及滑动层（1） 锚梁锚梁位于底板下，以提高底板的抗滑能力。一般顺顶进方向每3m设置一道，为素混凝土结构，直接在基坑内开槽与滑板一起浇筑，锚梁间隙回填碎石垫层。（2） 滑板

6、滑板中心线与框构桥设计中心线一致，滑板宽度比框构桥两边墙外沿各宽0.8m，滑板前端较框构桥长1.0m，后端与后背梁相连，在后背墙与滑板交错处加设连接钢筋，增加后背墙与滑板在顶进作业时的安全性。 为预防框构桥顶进时下扎头量过大，滑板设置向顶进方向1.5的上坡。（3） 导向墩导向墩设在箱体两侧，每3m一个，导向墩与框体边墙间距5cm，与滑板混凝土一起浇筑。（4）滑动层 滑板浇筑完成后，在滑板表层施工3cm厚的M10砂浆。砂浆层施工前每2.0m做一道标高带,控制砂浆层标高。 滑动层在滑板混凝土表面干燥后方能施工，滑动层由石蜡、黄油及塑料薄膜组成，其中最底层的石蜡厚2mm，中间层黄油厚1mm，最上层为

7、两层塑料薄膜，薄膜接缝处压茬0.2m并使接茬口朝路基方向布设。再用喷灯将积水区做干燥处理，防止滑动层石蜡与滑板混凝土不密贴。2后背施工 顶进后背由后背梁、50b工字钢、浆砌片石挡土墙及墙后填土组成。在后背梁施工前，先打插50b工字钢，接着施工后背梁，再施工浆砌片石挡土墙，最后挡土墙后填土。 50b工字钢打插深度为打至滑板底部不少于3.0m。后背梁与50b工字钢之间用塑料薄膜隔开，防止混凝土进入工字钢间缝隙，减少拔50b工字钢的困难。 6.2.5框构桥预制施工 箱体预制施工流程：在工作底板（滑板）上弹出底板钢筋线绑扎底板钢筋立底板模板浇筑底板混凝土底板养生绑扎中、边墙钢筋及顶板钢筋支立加固中边墙

8、模板、顶板底模及排架浇筑中、边墙及顶板混凝土中、边墙及顶板养生拆模板、支架框构桥防水层箱顶防水层保护层。1 钢筋 （1） 框构桥底板钢筋依设计加工成排架，人工运至滑板绑扎。底板排架钢筋绑扎前，在底板位置搭设好临时固定钢筋排架的支架，排架运到后与临时支架点焊，排架摆放完成后，绑扎底板剩余钢筋。人工运输钢筋的通道铺设彩条布，防止将杂物及污损物带至底板区域。（2）框构桥中、边墙钢筋采用直螺纹接头。（3） 框构桥顶板钢筋也采用排架方式，吊装安放。因排架尺寸太大，吊装困难，分两节加工。吊装时采用三台25t吊车，设计专用吊具吊装顶板钢筋。吊至顶板后，搭接焊完成整体排架。（4） 框构桥顶进前端刃角及船头坡处

9、的钢筋绑扎时，应预留够刃角及船头坡补齐时的单面焊的搭接长度。（5） 钢筋排架加工场地需硬化，并将排架1：1放样，每个排架在放样区加工成型。（6） 因框构桥钢筋排架尺寸过大，存放时支点按1.5m设一道,防止因存放变形过大。2 模板（1）框构桥墙身采用钢模板，下倒角采用木模板，上倒角采用竹胶板，顶板采用钢模板。（2）为了减少顶进阻力，框构桥前端2m范围内的外模两侧可向外各放宽1cm，或使其前端保持正误差，尾部为负误差，形成倒楔形。（3） 抗渗混凝土拉条需采用止水拉条。（4） 框构桥顶进前端底板底部设船头坡。3 碗扣脚手支架（1）框构桥顶板采用碗扣脚手支架，考虑到目前混凝土浇筑设备输送能力强等原因，

10、满堂支架需适当加密布设。（2）堆载预压为了检核支架承载能力，消除非弹性变形，减少弹性变形，对支架堆载预压。预压采用分级均匀加载，分三个阶段进行，即50%、75%和100%的加载总重，每级加载后均静载3小时，测变形量。支架预压材料采用袋装砂土，堆载预压加载量为设计荷载的1.1倍。（3）预拱度的设置设定预拱度时应考虑以下因素：顶板自身及活载一半所产生的竖向挠度；支架弹性压缩量；支架非弹性变形及砼徐变引起的挠度等。 4混凝土浇筑框构桥混凝土分两次浇筑，底板及下倒角一次，顶板及中、边墙一次。5防水层、保护层（1） 框构桥顶部及侧面采用涂刷防水涂料并铺设防水卷材作为防水层；采用一边涂刷一边铺设工艺，防水

11、层铺设完24h后方可进行保护层施工。（2） 框构桥顶部铺设纤维混凝土保护层，采用搅拌机搅拌，人工摊铺，平板振捣器捣实，抹刀抹平，并采用洒水养护 。（3）顶进施工时需对框构桥的防水层、顶部纤维混凝土做防护。 6.2.6线路加固线路加固采用纵横梁加固体系，具体方法如下：（1）扣轨3-5-3扣轨，钢轨为50kg/m轨，运营正线及到发线均扣轨。（2）横梁40b工字钢，铺设间距1.0m。（3）纵梁采用40b工字钢，三根并为一组，营业线路线间及外侧各设一道。（4）施工步骤 抽换枕木：加固前先将线路混凝土枕换成木枕，抽换采用隔六换一，抽换范围需满足加固长度要求，换后木枕振捣密实后，再抽换相邻的钢筋混凝土枕，

12、抽换时线路从对应于框构中线部位向两侧对称进行抽换后对线路进行全面检查，必须符合轨道施工的有关要求。 铺设扣轨：钢轨接头需错开1m以上，两端伸出框构边墙以外不小于10m，且伸出路基稳定边坡以外不小于5m。扣轨与枕木用20-U型螺栓联结在一起。 铺设纵、横梁：A横梁采用40b 工字钢，铺设间距1.0m，接头错开不小于1.5m，横梁的穿入要垂直于线路，先中间后两侧。B 沿线路两侧及线间布设纵梁，40b 工字钢3根一组，纵梁接头错开不小于1.5m。纵梁工字钢与横梁工字钢用22-U形螺栓联结在一起，纵梁两端支撑于枕木垛基座上。C 纵、横梁的40b 工字钢接长采用栓接。D 尽量减少拼接接头数量，避免在轨下

13、拼接。工字钢及钢轨进场后需他细检查，对变形较大、裂纹材料的应及时清理出场。6.2.8箱体顶进1顶进步骤检查框构桥强度、外观安装泵站、顶镐及顶铁试顶顶进恢复线路。2 安装泵站、顶镐及顶铁（1） 检查泵站、顶镐，连接泵站与顶镐；（2） 调试泵站、顶镐，检查顶镐的同步性；（3） 顶镐及施顶方向必须与桥轴线一致，在后背和顶镐、框构桥与顶铁之间设分配梁，顶铁沿顶进方向每4到8m设一道横梁。3试顶试顶以顶动框构桥为目标，同时检查顶进设备顶力及同步性能。（1） 试顶时测量监控框构桥位移量，框构桥顶动后及时停泵；（2）泵站启动，后油压每升高5-10MPa时须停泵观察，发现泵站及顶镐异常，及时处理；（3） 检查

14、滑板、后背梁及滑动层变形，同时观察顶进挡墙等位置的变形；（4）根据顶镐行和观测顶镐同步性能；（5） 试顶完后还要进行一次全面的检查，各部位情况均属良好便可进行正式的顶进作业。 4顶进施工（1） 核算最大顶力，通过试顶，分析吃土顶进时的顶力，将顶镐顶力控制在额定值的0.8倍以内；（2） 将顶镐顶程控制在额定值的0.8倍以内,本次采用的500t顶镐顶程为0.75m,顶进作业时取0.5-0.6m；（3） 顶镐按顶进阻力合力中心线对称布置，安放顶铁必须与顶桥轴线顺直一致，与横梁垂直，每行顶铁要与顶镐成一直线，各行长度要力求一致。按顶进长度随时更换或填补不同规格的顶铁，每隔4.0-8.0m顶铁设置一道横

15、梁，使传力均匀及横向稳定，并在其上填土1.0-1.5m，防止崩出伤人。顶铁缝隙采用不同厚度的薄钢板填充。（4）顶进作业影响的线路应在列车通行间隙进行，列车通过时严禁进行顶时作业，顶进作业时用杂木板、杂木楔、钢板、油顶等将横抬梁与钢轨间的缝隙塞紧，顶进作业时脱空。每次顶程不可过大，应在计算跨度的基础上留足1.21.5倍的安全系数，做到快挖快顶，使框构桥紧切开挖面，实行连续作业，保持箱体不断顶进。顶进挖土严禁超挖，前方开挖面坡度按1：1.5控制，同时必须确保挖空距离小于横抬梁的计算跨度。（5） 顶进取土采用挖掘机，装载机装车，辅助人工清理，自卸车运输外弃。（6）顶进作业时防护好框构桥顶部的防水层混

16、凝土，具体措施为横抬梁工字钢与防水混凝土之间设滚杠，滚杠下设钢板，防护框构桥顶部防水层混凝土。（7） 吃土顶进需防止因顶进作业产生的横向力，使横梁沿线路垂直方向移动，需将横抬梁沿顶进前端固结于抗移桩顶部的冠梁上。（8） 顶进作业在营业线下时，需避开雨季。（9） 框构顶进容许误差，应符合下列规定。 表1 框构顶进允许偏差和检验方法序号项目允许偏差（mm）检验方法1中线200测量检查不少于2处2高程顶程的1%，且偏高不得超过150，偏低不得超过200测量检查不少于4处6.2.9 顶进就位后相关工作1顶进就位后，拆除剩余纵、横梁及扣轨，抽换枕木,恢复线路，处理台背，补齐框构桥前端刃脚等。2 框构桥台

17、背两侧有超挖或塌方现象时，要回填AB料或级配碎石,并做好排水。3 安装护轮轨。4顶进就位相关工作完成后，达到列车放行条件，首趟列车45km/h通过，第二趟60km/h通过，第三趟恢复至正常速度。5 将改迁过的供电、通信及信号缆恢复。7劳动力组织按照工期要求、工程量大小，配置劳动力。表2 劳动力组织情况表（单个框构桥）序号工 种人数1管理人员122技术员103后勤人员24测量工35试验工36钢筋工527木工158电工49混凝土1510模板工3511机修工212挖孔人员3013机械司机2014线路工215防护员1016驻站联络员217普 工40合计2578主要机具设备本工艺采用的主要机械设备见表3

18、。 表3 主要机械设备表序号机械设备名称型号数量1挖掘机PC20032装载机ZL5013自卸汽车CA14264汽车吊QY2535混凝土汽车泵三一重工26柴油发电机500kw/250kw1/17对焊机UN-15018电焊机AXC-400-1109插入式振动器ZB110-504010顶 镐500t4211电动液压捣固机DNG5400612箱涵顶进泵站72L/50MPA113变压器500KVA114振动桩锤8t115汽油喷灯216火 炬4个17响 墩4个18减速标牌6面19鸣 笛2个20铁路信号旗10面21对讲机10部9质量控制9.1顶进作业易出现的质量问题 框构桥顶进作业时，易出现横向偏移、扎头、

19、抬头及结构裂纹的问题。9.2预防纠偏保证措施 9.2.1 横向偏移1调整顶镐顶力用增减一侧顶镐的顶力；即开或关一侧顶镐阀门，增加或减少顶镐顶力数。如向左偏，即关闭减少右侧顶镐，如向右偏 则反之。2 调整顶铁用后背顶铁（柱）调整：在加换顶铁时，可根据偏差的大小，将一侧顶铁楔紧，另一侧顶铁楔松或留13cm的间隙。如框构桥前端向右偏，则将右侧顶铁楔紧，左侧顶铁预留间隙，开泵后，则右侧先受力顶进，左侧不动。调整时应摸索掌握规律性，并注意框构桥受力不均时产生的变化状况。3 调整取土量前端左右两侧刃脚前，可在一侧超挖，另一侧少挖土或不挖来调整方向。如框构桥前端向右偏，即在右侧刃脚前超挖2050cm，左侧保

20、持刃脚吃土20cm，由于顶进中的两侧刃脚阻力增减差别而达到纠偏的目的。4 框构桥加支挡在框构桥前端加横向支撑来调整：支撑一端支在框构桥边墙上，另一端支在开挖面上，顶进时迫使其向被顶一侧调整。5 设导向墩导向墩与框体间隙填充杂木板调整厚度，控制横向偏移量。 9.2.2 扎头1 设船头坡吃土顶进，挖土时，开挖面基底保持在框构桥底面以上810cm，利用船头坡将高出部分土壤压入框构底，预防、纠正“扎头”；2 滑板沿顶进方向设上坡，坡度控制在2左右；3 用增加框构桥后端平衡重的办法，改变框构桥前端土壤受力状态，达到纠正“扎头”的目的。 9.2.3 抬头两侧挖土不够宽，易造成框构桥“抬头”，故可在两侧适当

21、多挖。框构桥“抬头”量不大，可把开挖面挖到与框构底面平。如“抬头”量较大，则在底刃脚前超挖2030cm，宽度与框构桥相同，同时使上刃脚不吃土。9.2.4 结构裂纹框构桥顶进过程中，由于滑板是刚性基础，滑板前端的地基承载力远比滑板弱，箱涵顶出滑板后，部分结构会处于悬空状态，引起箱涵涵身裂纹。因此，提高滑板前端的地基承载力，使箱涵顶进过程中基底承载力由刚性到柔性有个过渡，减少箱涵开裂。10安全措施10.1主要安全风险分析 顶进过程中安全风险主要来自于既有线路基坍塌，行车安全、作业人员安全。顶进后背在顶进过程安全，通信、信号及电力线缆防护安全。10.2保证措施10.2.1营业线施工安全保证组织机构。

22、营业线施工安全放在首位，成立营业线施工安全组织机构。营业线防护安全小组由项目经理任组长，项目副经理、安检工程师任副组长，主要负责营业线防护施工安全管理工作。10.2.2确保营业线施工安全“卡死”制度。在营业线施工作业，必须坚持安全第一的原则，所有参与施工人员均需严格执行以下“卡死”制度：没有经建设单位或上级主管部门审查签认的施工组织设计或施工方案，没有制定安全技术措施、没有与工务、电务、铁通、供电及车务等部门签订好施工安全协议不准开工。没有书面的技术交底，对施工现场的地下电缆等隐蔽设施没有查明和未采取保护措施不准动工。在营业线作业与行车安全有直接影响的防护员、驻站联络员、施工员等，没有经过培训

23、考试和未取得合格证不准上岗。封锁线路或慢行施工，没有审定的施工方案和运输方案，没有到车站办理好施工封锁或慢行手续，没有按规定设置好防护不准开工。封锁施工完毕，未恢复到工务安全规则规定的放行列车条件，不得撤除防护信号。防护信号的设置与撤除命令由项目负责人决定和发布，任何人不得擅发命令。在营业线施工，横穿线路时，必须认真了望，小心来车，不准抢道。休息时不准坐在钢轨上、枕木头、道心内等危险处。10.2.3营业线施工安全保证措施。加强职工在营业线安全生产方面的培训，对职工进行安全基本知识和技能教育，遵章守纪和标准化作业的教育，认真学习执行国家有关安全施工规范，严格执行安全操作规程和铁道部的铁路行车线上

24、施工安全规则及铁路有关营业线施工安全的有关规定。施工中与运营管理单位密切合作，主动征求运营单位对施工方案、施工计划的意见，使施工方案、计划安排更加具体，更加切合实际，并征得运营单位的支持。做到施工运营两不误，设置完备的施工安全防护设施，保证行车安全，影响营业线运营的施工项目的施工方案报运营部门批准后执行。充分了解本工程相关既有行车设施的状况，运营状态，其安全防护设施要在施工组织方案中作具体的设计布置。影响营业线正常运营的一切施工，严格执行有关的防护规定，按规定设置防护标志和防护人员，并配备可靠的通讯联络工具，随时与车站或远方防护人员保持联系。需要点封锁或慢行施工时，严格执行营业线施工审批制度，

25、按路局或地方铁路公司规定的时间预先提出申请计划，报运输部门批准，纳入运输综合作业计划，施工前一天通过车站向路局调度室提出施工申请，施工当天再按计划通过车站向路局调度要点，经批准、签认、登记后按调度命令规定的内容设好防护，组织施工，并确保在批准时间内完成。如因特殊情况不能按时开通线路或不能按正常速度放行车辆时，须提前及时通报有关单位，要求行车调度人员延长时间或通知列车限速运行，同时按规定设置施工作业防护标志或安设慢行信号防护。封锁线路施工结束后必须经项目负责人检查核实无误才可报告要点施工完成，按正常手续办理消点，其他人无权擅自作出消点请求放行列车的决定。防护营业线的设施，保证施工中不损坏营业线设

26、施，若施工中必须拆迁的营业线设施必须与运营部门协商，妥善处理后再施工。施工前准备足够的应付突发事件的物资器材，一旦出现突发事件及时补救。靠近线路堆放的材料、机具等不得侵入建筑限界，堆放、堆码要稳固，向线路一侧的边坡不得陡于11（双线间堆码高度不得超过轨面0.3m）。10.2.4 营业线防坍塌应急预案。10.2.5制订防联电防护措施。11环保措施11.1 顶进作业主要污染源为施工过程中的扬尘及固体废弃物，减少、降低粉尘污染，道路采取洒水措施，运土车辆加盖篷布，固体废弃物弃于指定场所；11.2 机械设备及顶进设备的漏油，处量好油污染。12应用实例12.1工程简介黄骅市渤海路于公路里程K1+432.

27、46(铁路里程K9+494)处与既有黄万铁路相交，交角为88.7；新海路于公路里程K3+838.69（铁路里程K10+061)处与既有黄万铁路相交，交角为87.71。两个框构桥的交叉点均位于黄万铁路黄骅东站内,该站为3股道,其中正线1条,到发线2条。框构桥内的通道是黄骅市区通往中捷新区的主要干线通道。12.2施工情况两座框构桥结构跨度均为：（10+16+16+10）m（四孔框构），框构主体宽度57m（正向宽度）；边墙厚：1.0m（垂直）；顶板厚：1.0m，底板厚：1.1m，框构轴向主体长度：25.3m（垂直铁路），前悬臂板宽度：4.5m（垂直铁路），后人行道板宽度：1.0m（垂直铁路），结构净

28、高：6.0m；结构全高：8.1m。主要技术标准桥下通行净高：机动车道4.5m；设计活载：铁路 “中-活载”，道路：城-A级。黄万铁路线路纵断面向万家码头方向为上坡，上行为1.05的上坡，上下行外轨超高均为50mm，上下行线线间距为500、530 cm,正线与到发线不同高。线路道床为碎石道床。框构桥基底置于粉质粘土层上，处理后承载力0.15MPa。主要工程内容及数量: 挖孔桩52（d=1.25m）根，I40b工便梁加固线路3股，顶进钢筋砼框构25.3m，顶进挖土方均为15747m3。 2009年7月1日开始进场，实际新海路框构桥顶进时间为2010年1月9日至2010年2月11日，有效施工时间为3

29、3天；渤海路顶进时间为2010年3月24日至2010年5月10日，有效施工时间为47天。2010年7月1日完工总工期共计365天。12.3工程结果评价该框构桥结构跨度大，下穿黄万铁路顶进施工过程营业线不中断行车，顶进施工难度大，经过研究对框构桥基础采用注浆加固方案、井点降水、多种形式配合的后背施工及合理的滑动层处理、多台500t顶镐同步施工等方式，探索出了一套经济可行、技术先进的施工方法及工艺，并在大跨度顶进框构桥的整体顶进施工技术方面有所突破。该铁路大跨度顶进框构桥施工技术合理，顶进后的框构桥满足安全及质量要求。两框构桥顶进施工时间合计为81天，共计缩短工期19天。12.4建设效果及施工图片 图2 滑板施工 图3 框构桥搭设脚手架安装顶板模板 图4成型的支承桩 图5线路防护（挖孔桩） 图6加固线路 图7 箱体顶进与铁路运营两不误 图8箱体顶进（顶进出土） 图9加固好的线路和正在顶进的框构桥