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顶进方案.doc

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方案
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目 录一、工程概况 .......................................................................................- 1 -二、顶进前准备 ...................................................................................- 2 -三、其他情况 .......................................................................................- 2 -四、机械设备及顶镐布置 ...................................................................- 4 -五、工艺流程 .......................................................................................- 6 -六、施工方法 .......................................................................................- 6 -七、施工组织安排 ...............................................................................- 9 -八、安全措施 .....................................................................................- 13 -九、节能减排措施 .............................................................................- 14 -十、应急预案 .....................................................................................- 16 -一、工程概况根据天津市规划,在青云桥东西两侧各增加 1-16.0m 框构中桥一座,改善密云路地道的通行能力,结合京沪高速铁路天津西站工程过渡方案及总体工期安排,于 2010 年 7 月至 12 月底施工。东侧框构中心里程 DJHK120+244.901(京沪线 K140+966) ,西侧框构中心里程 DJHK120+343.703(京沪线 K141+075) ,1-5m 框构涵中心里程 DJHK120+376.317(京沪线 K141+101.947) 。新建密云路 1-16m 框构桥分顶进和明挖两段施工,东侧顶进段结构净高 6.8m,结构全高 8.9m,西侧顶进段结构净高 7.1m,结构全高 9.2m,框构底板和边墙 1.1m,顶板厚度均为 1.0m,明挖段结构净高 7.5m,结构全高 9.8m,框构底板厚 1.2m,边墙及顶板1.1m,前悬臂板宽 4.5m,后悬臂宽度 1.5m。东侧框构全长115.61m,顶进框构 58.33m(分三段,由北向南依次为23.11m、18.91m、16.25m) ,明挖现浇框构 57.25m,轴线与新建京沪联络线夹角为 97°37′11″,西侧框构全长 132.02m,顶进框构67.00m(分三段,由北向南依次为 27.54m、21.28m、18.12m) ,明挖现浇框构 64.99m,轴线与新建京沪联络线夹角为 105°9′22″。新建 1-5.0m 综合框构涵,结构净高 2.5m,结构全高 3.75m,净宽度 5.0m,全宽 6.16m 顶板和边墙厚度均为 0.6m,底板厚度0.65m,顶进前悬臂板宽 3.5m,顶进段全长 48.26m(分两段,由北向南 23.23m,26m ) ,轴线与改建京沪下行线夹角为 103°20′15″。铁路现状为 3 股道,从南向北依次为改建陈塘支线、改建京沪下行线和改建京沪上行线,除改建陈塘支线外均为 60kg/m 无缝线路,碎石道床,电气化铁路,各股线路标高相差较小(抬道后) ,线路情况较简单。基坑坐落在线路南侧,箱体由南向北顶进,采用中继间顶进方式,顶程东边 74.37m,西侧 77m,1-5m 框构 50.18m。顶进在45km/h 慢行点内施工(京沪上下行原行车速度 80km/h,陈塘支线45km/h) ,顶进过程中线路采用纵横抬梁和 3-5-3 扣轨相结合加固体系。框构顶进要点限速 45km/h,从 2010 年 12 月 1 日至 2010 年 12月 30 日,东西两座框构和 1-5m 框构同时顶进。要点同时进行降水,共计 54 口井(详见后附平面图) ,顶进前水位降至滑板 1m 以下。二、顶进前准备影响顶进的地下、地上管线全部明出或进行有效保护及防护,需改移的必须改移完成;铁路防护桩、支撑桩、抗移桩全部施工完成;并由第三方对三桩进行深度、桩径、完整性等进行确认无问题;同时对框构主体和防水保护层抗压试件试验达到 100%,箱体防水施工完成;水位降至滑板 1m 以下时;线路加固完成;达到以上条件后,报监理工程师和铁路相关部门审批合格后方可施工。三、其他情况1、对线路北侧的支撑桩桩位进行调整,为保证线路安全且使支撑桩作用最大,桩位控制在距离线路 4.5m 至 5m 之间,根据现场地质条件可适当移动;2、西侧 1-16m 框构北侧位置有既有的混凝土泵站,需要全部进行凿除,高度约 9m,泵站南侧井壁距离线路约 13m,直接凿除会对线路产生很大影响,留有部分底板和井壁待线路加固体系完成后再进行凿除,那时,线路与加固联系连成整体担于冠梁上方,再凿除井壁和底板混凝土,路基土体发生移动时,线路的位移变化甚微,可以保证行车安全,如此施工需要将原北侧三根支撑桩挪至与防护桩平行位置(桩中心距离线路中心 5.5m) ,增加桩长和冠梁,拟定桩长 18m,与防护桩冠梁连为整体。3、线路北侧防护桩桩数顺线路方向定为 5 根,顺桥方向定为 4根;东侧箱体线路北侧受污水井影响,防护桩可根据现场实际情况适当调整位置,但防护桩桩长、桩径、桩间距必须严格按照设计图纸施工(具体桩位布置见线路加固方案三桩) 。4、线路两侧路基降水井采用小型机械,线间降水井采用人工挖孔施工。现已就以上问题汇报指挥部,具体位置及桩长待指挥部及设计部门最终确定。顶进过程中为保证线路安全,两桥不采取同时顶进方案,顶程间距间错不少于一股道。四、机械设备及顶镐布置顶进机械:地道箱体顶进时,根据每天的出土量,两框构内分别放置两台挖掘机和两台装载机,1-5m 框构内分别放置一台小型的挖掘机和装载机,出土均采用后背垂直出土,基坑内放置一台挖掘机进行倒土和更换顶铁,后背冠梁上方放置一台挖掘机进行装车,计划投入自卸汽车 12 辆;每个框构设置一台 25t 起重机配合更换顶铁,基坑内由挖掘机配合,加快换铁速度。顶进设备:超高压油泵 BZ50-96 各两台,1-5m 框构一台,设备最大压力为 50MPa,每分钟最大流量 96L;东边框构顶镐 QYA400F 型(400t)各 50 台,西边框构 54 台,1-5m 框构 12 台,最大顶程为650mm,其中各有两台为备用;控制系统采用三位四通换向阀,每分钟最大流量为 96L;油管采用高压钢管,能承受最大压力 60MPa,油管接头采用钢接头。在顶进过程中,顶镐所需最大压力为:400T×9.8/A=31.2 MPa式中:A 为顶镐受力面积,3.14×0.16*0.16=0.0804m2(由于考虑油路系统摩阻力,400t 顶镐按 70%的有效顶力计算)如下图所示:油路控制示意图油 泵 控 制 系 统 油 泵控 制 系 统顶 进 油 路 控 制 图顶进设备布置:由于公路与铁路斜交,采用顶镐两侧不均匀布置(详见后附顶进设备布置图) ;每个镐窝后面,各设顶铁,顶镐前设一根钢横梁作拖梁,每隔 4m 设一道横梁,后背梁前设钢横梁,以均匀分散应力,顶进过程中 4m 顶铁设钢轨压梁,以防顶进时顶铁蹦起,压梁布置完成后表面及时覆土压盖;为了防止顶进时损坏底板混凝土,沿底板受力面安装厚度 20mm 通长钢板;为确保行车安全,根据设计要求,箱体前端侧刃角支座周边加设钢刃角。 顶进主要设备表机械名称 型号 机械数量 工作内容挖掘机 EX200 11 台 顶进挖土、削坡、装车挖掘机 小型 1 台 顶进挖土、削坡、装车装载机 ZL50C 4 台 框构内部出土装载机 小型 1 台 框构内部出土起重机 50t 3 台 下放及更换顶铁顶镐 QYA400F 116 台 框构顶进高压油泵 BZ50-96 五套 控制顶镐自卸汽车 15m3 12 台 土方外运电焊机 DX1-315-2 5 台 焊接顶铁顶铁 1800 延米 顶进五、工艺流程线路加固、安装调试顶进设备 安放顶铁 试顶 空顶 更换顶铁 测量方向和水平 开镐顶进 挖土削坡 出土停镐 测量方向和水平 由开镐顶进至此循更换顶铁环施工 凿除支撑桩 继续顶进 顶进就位六、施工方法1、试顶及空顶顶进开始前必须进行试顶,试顶的顶力不能过大,一般为桥体自重 0.6~1.4 倍,启动时不能突然增大到此压力值,控制油泵逐渐加压,每升压一次稳定几分钟,并由专人对滑板、后背框架和设备进行检查。在加压过程中如油表值突然下降,表示框架与滑板脱离,试顶结束。如一切正常,方可加压进行空顶,框架开始向前移动,底板吃土后空顶结束,东西框构空顶 4.5m,1-5m 框构空顶 2m。空顶时严格控制桥体方向,防止偏离中心线,增加纠偏工作。3、顶进测量控制箱体顶板上设观测点,在距离基坑 30m 处作为固定点,建立相对坐标系,用全站仪观测顶进过程中桥体位置及水平偏差。每次顶进都进行中线和高程测量(中线和水平一镐一测) ,将测量结果及时通知顶进施工负责人,根据本镐数据决定下镐顶进方案,做到及时调整,从而控制桥体顶进的水平、方向。(1)方向控制从启动顶进到箱桥入土前的空顶阶段,主要利用导向轨(放置在导向墩和箱桥之间的钢轨)控制方向。箱体入土后,方向控制利用左右不均匀开镐,通过调整左右开镐数量和侧刃角不对称吃土的办法来加以控制。忽略底板前端土压力不计。随着箱体入土深度增加,侧墙静止土压力逐渐增大,由此产生的偏转力矩增大。这样通过控制开镐数量,形成力矩,来加以平衡。当单靠调整顶镐顶力效果不明显时,可以使两刃角左右不对称吃土,即当框构桥体左偏时,左侧少吃土,右侧多吃土,使左侧顶进速度快于右侧;当框构桥体右偏时,右侧少吃土,左侧多吃土,使右侧顶进速度快于左侧,从而控制顶进方向。 (2)水平控制①扎头框构桥体扎头是框构桥顶进过程中,常见而又不易处理的难题。它直接影响工程质量和施工进度。为防止箱体扎头采取如下几点措施:在滑板施工时,滑板面预留 1‰的仰坡,给箱体以爬坡趋势,以升制降。在底板前端 1m 设置船头坡(10cm) ,顶进时船头坡挤压土体产生一个向上作用力。箱体出现扎头趋势时,顶进时让底板前端、侧刃角上部或全部吃土,使土阻力作用点上移,加大顶力,产生一个抬头力矩。备足碎石、水泥等物资,遇到土质较软的情况,夯填碎石提高地基承载力,必要时浇筑速凝混凝土,解决扎头和不均匀沉降的问题。②抬头当箱体出现抬头趋势时,可通过减小侧刃角及底板吃土量、箱体前端增加配重、前端底板下部高压水枪卸荷和底板尾部增加支撑等措施来制止箱体抬头。4、顶进及挖土作业挖土利用挖掘机进行,出土利用装载机进行。运输土方采用自卸汽车 12 辆。在顶进过程中,掌握切土尺寸,侧刃脚必须吃土。挖土刷坡时,横梁露天空间不得超过 0.8m,且不得掏洞取土,以保证路基安全和作业人员的人身安全。 顶进施工中严格做到四不挖土:一是过车时不挖土;二是交接班时不挖土;三是机械设备发生故障时不挖土;四是较长时间不顶进作业时不挖土。线上设专人与线路加固负责人协商是否可以顶进,得到肯定后且无列车通过时利用对讲机通知孔内负责人按照本镐的顶进方案开始顶进。第一节先顶进 0.3m,第二节和第三节跟进,第一节再次顶进,第二节和第三节再次跟进,完成一镐顶进。在后端用山皮土垫道进行出土,并随顶进接长,保证道路畅通;顶进时利用列车运行间隙进行,列车通过时严禁顶进;挖运土作业采用机械挖土,人工清槽、刷坡并配合装载机、自卸汽车外运的施工方案,防止超挖,以免造成“扎头”现象;根据土质情况确定刃角吃土量。挖土坡度大致与刃角相近,挖土坡面大致平顺整齐,同时挖土与测量工作密切配合,根据框架桥偏差情况及时改变挖土方法。5、凿除支撑桩及泵站基础顶进至支撑桩时,采用一台油锤进行凿除,平分为三节凿除,计划用时 4 小时,凿除完成后,立即清运,清运完成后继续顶进直至结束。西侧顶进框构位置铁路北侧有既有的混凝土泵站,开始顶进后,同时进行凿除,采用两台油锤进行凿除,计划用时 2 天。本工程三个框构均采用中继间法顶进施工,东西两框构桥体分三节顶进。第一节就位后,拆除中继间钢板及设备,安放止水材料,将第二节顶进到位后,拆除中继间钢板及设备,安放止水材料,将第三节顶进到位后,补齐底板并作好防水。1-5m 框构分两节顶进,施工方法相同。
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