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涵箱穿越铁路的施工工艺

发布日期：2020-10-21 09:35:12 浏览次数：286

文摘：太钢一钢连铸机冲渣沟为地下钢筋混凝土箱形结构。它从西方的连铸机基础开始，在东部的水处理初级铁坑结束。为保证高炉顺利生产，满足工程施工进度要求，采用整体顶进法施工。
1、项目概况
太原钢铁有限公司1号钢与East西部和原铁坑的连铸机基础相连，总长度为40.16m，冲渣沟为C20，防水混凝土，抗渗等级S8，断面高度3.75米，宽度2.5m，墙厚0.5m，西端底标高▽-6.252m，顶标高▽-2.502m，东角底标高▽-7.066m，顶标高▽-3.316m，±0.00相当于绝对标高799.94m，其中：，角部两端的部分冲渣沟需要穿越高炉铁路运输线下，无法阻挡。铁路轨顶标高约▽0.048m，东侧需穿越两个管架基础下。第一层土为杂填土，厚2～3m，第二层为粉土，内摩擦角25.8°，黏聚力为0.10×10kpa。地下水位在▽1.5～2.5m之间。
2、总体施工方案和主要施工顺序
，由于高炉生产的铁路运输线无法停止，西管支护基础的相邻尺寸刚好满足冲渣沟总体尺寸的要求，现场有多条架空管道，无桩板保护工作面，根据工艺要求，冲渣沟埋深较大；因此，采用常规方法无法保证施工进度和高炉生产要求。因此，我们采用顶涵施工法进行作业。
2.1总体施工方案
2.1.1根据现场实际情况，我们将冲渣沟分为三个施工段。
（1）第一段：由东端直接与锡坑相连的沉降缝至转弯处。
（2）第二段：东端由拐点穿过两个支撑基础之间，然后横穿铁路，在铁路西侧3M处，长度约M。（3）第三段：东端从铁路西侧2.5m处至冲渣沟预留的沉降缝植物。
第二节为重点施工段，采用顶涵法施工。
2.1.2穿越铁路渣沟段采用顶进涵箱法施工，在铁路西侧第三段设置工作坑。
2.1.3工作坑位于距铁路2.5m处，以保护铁路。在西侧设置一排灌注桩作为顶涵箱施工的背面。
2.1.4涵箱施工完成后，凿除回填桩，然后进行冲渣沟东段和西段施工。
2.2主要施工顺序
灌注桩施工—降水施工—工作坑土方开挖—背梁定位—滑板、导墩施工—钢筋混凝土涵洞顶进施工—东部现浇钢筋混凝土冲渣沟施工和西段。
3、主要施工方法
3.1支挡桩及背桩施工
3.1.1排
28#钢桩，桩距250mm，桩长13m；钢筋混凝土灌注桩3根，直径桩顶标高为124mm，桩顶标高为124mm，桩顶标高为1.5m，桩顶标高为800mm。
3.1.2工作坑两端，顶涵后采用6根钢筋混凝土灌注桩。桩径800mm，桩长10m，桩顶标高▽-2.0m，桩顶设600×800（高×宽）钢筋混凝土压力梁。
3.1.3压力梁和后，如果厂房柱和其他地基土基础开挖或扰动，应清除扰动土并填充C15素混凝土。
3.1.4号灌注桩施工前，为保证桩位准确定位，防止桩施工毁孔，保证桩机就位，便于顺利清泥，并提前清除杂物。制作钢筋混凝土导墙。（如图所示）
3.1.5灌注桩采用冲击钻或潜水钻机成桩，自制泥浆护壁，捞筒或吸泥机清底。
3.1.6钢筋笼箍筋可采用螺旋钢筋，每2m间距设一根锚筋。竖向受力钢筋接头为焊接接头，同一截面内接头数量不大于50%。钢筋笼插入孔内时，应立即组织混凝土浇筑，防止因休息时间过长而坍孔。
3.1.7灌注桩混凝土为C30商品混凝土，石料粒径1-3cm，坍落度8-12cm。混凝土浇筑采用Φ203管插入距孔底500处。水从排球内胆中分离出来，用罐车倒水。可在灌注桩1250-1（或桩身1257-1）后，用桩锤逐渐打入桩身（桩厚为1237-1）时，可在桩身上逐渐打入（桩厚为1237-1）的桩身，桩顶锚入压梁200mm。顶涵开工后，在滑板顶面标高以下20mm、涵盒顶面标高以上50mm处切断28#钢桩，继续进行切桩施工和顶涵作业。为了保证边坡的稳定，应尽量缩短两个过程之间的停止时间。
3.1.9混凝土灌注桩施工完毕后，将桩顶高约500的浮浆凿出，露出预留的纵向应力筋。压梁施工时，应伸入压梁内。压梁混凝土采用C25商品混凝土，石料粒径1-3cm。当压梁混凝土抗压强度达到设计强度的75%时，开挖工作坑土方。
3.2降水施工和工作坑
3.2.1土方开挖是方案成败的关键环节。工作坑两端钢筋混凝土灌注桩施工完毕后，开始降水井施工。在工作坑四角设置一口无砂管井（见图）。井深1.16m，无砂管内径400mm，井管壁厚50mm，每节长度1m，每节之间绑3-4张竹皮，接缝处粘贴沥青。孔径为Φ800，井与孔壁之间填砂砾石。主厂房和主铁坑降水井配合降水。
3.2.2，地下水位降至▽-8.00m，开始工作坑土方开挖。采用液压挖掘机开挖，工作坑边坡1:0.75，坑底200厚，滑板锚梁土方采用人工开挖。土方全部外运。
3.2.3后梁位置基坑土方人工开挖。
3.2.4在整个施工期间，连续进行降水作业。在工作坑周围建造一个500宽的土堰，以防止地表水流入基坑。
3.3滑板、导墩、背梁就位施工
3.3.1滑板下锚梁施工采用换土施工，滑板、反梁、导墩混凝土一次连续浇筑。混凝土为C25商品混凝土，石料粒径1-3cm，坍落度8-12。滑板表面应抹光一次。滑板厚度为150mm。
3.3.2后梁为型钢（见图）。清除靠背桩上的残余土方，并对靠背梁的高度和宽度进行粗化。背梁就位后，其周围与原土的间隙、后梁与桩的间隙用C15素混凝土填塞。
3.3.3滑板润滑隔离层。为便于箱涵的启动顶升，防止箱涵附着在滑板上，对滑板表面进行滑石粉和塑料薄膜处理。
滑石粉，滑石粉：发动机油=3:1，调校后均匀刷涂，厚度2mm。（可用废油代替油）滑石浆涂刷后，铺一层塑料薄膜，接缝处用塑料胶带（5mm宽）粘结。
3.4钢筋混凝土箱涵
3.4.1制作在滑板施工完成后，再进行箱涵施工。箱涵断面尺寸、钢筋及预埋铁件按原设计图纸施工，并根据顶涵施工要求配置首尾钢筋网及预埋铁件，以满足安装固定要求顶涵边缘角和千斤顶位置的局部承载力。
3.4.2选用新的扁定型钢模板，内外模设拉件，纵横间距900mm，拉件中间加50×50止水板。钩头螺栓设置在拉件位置，用纵横杠固定。
3.4.3箱涵混凝土比原设计等级高一级，C25、S8防水混凝土，坍落度12±2cm。商品混凝土采用罐车运输，泵车浇筑。混凝土浇筑过程中，
3.4.4箱涵混凝土浇筑完成后，在其表面刷一层滑石砂浆（或一层黄油）。
3.4.5箱涵制作完成后，在箱涵前端安装角钢（见图）。钢边角钢的安装与涵盒外壁平直，加劲肋垂直于钢边角钢和涵盒前墙。
3.4.6涵盒端部预埋铁件与混凝土表面平直，以保证与千斤顶形成表面接触。
3.5箱涵顶进施工
3.5.1顶进涵箱施工前，应切断并拆除铁路防护用临时钢桩，钢桩尖应处理为略低于滑板表面，然后用快硬早强混凝土找平。
3.5.2顶进作业采用两台200t千斤顶水平放置箱涵下缘两端（对称设置，见图）。两个千斤顶使用相同的控制装置同步两个千斤顶。（备用300t千斤顶2台）
3.5.3箱涵内，人工开挖每800mm一次。每开挖深度不得超过钢边角前端。涵洞前端设置一层操作框架。人工开挖时，施工人员站在作业架上挖上部，然后站在作业架下挖下部。
3.5.4开挖的土用小斗车运至箱涵外侧，土堆放在工作坑内。工作坑内的土壤装入土桶，用绞车吊出坑内，由卡车运出，或由抓斗机运出。
3.5.5箱涵顶置800mm，拔出千斤顶活塞，千斤顶前增加传动柱一节，每3200mm顶升增加一个中横梁。同时，中间梁的钢制压力梁焊接在导向墩上。系统各部件采用螺栓连接，并在其上堆放土，防止力传递系统在施工过程中拱起、伤害人。
3.5.6顶进涵洞过程中，每两次顶升一、一次观测中心偏差。如发现偏差，则在导墩与涵箱之间插入钢楔，或顶升箱侧壁以导墩为背进行校正。
3.6其它
3.6.1箱涵就位，拆除后箱梁和混凝土现浇桩。现浇混凝土段施工。箱涵头、端部采用阶梯形凿成，露出水平钢筋。现浇混凝土段水平钢筋与之焊接，搭接长度5D，现浇混凝土段施工前，箱涵头端固定膨胀橡胶条。
3.6.2在顶涵作业前，中心线应弹出在涵洞箱的前端顶板上。基准线引至背压梁，观察涵洞箱顶升作业偏差。
4、箱涵顶升作业时，应注意轨高，并安排专人进行排渣，确保路基稳定。
4.3机车通过时不得开挖。如遇机械设备故障或其他原因，应暂停开挖。顶进施工应坚持“先挖后顶、先顶后挖”的原则。每次开挖不应超过前缘的棱角。涵盒顶进作业应连续进行，每次开挖后立即顶进，休息时间不得超过12小时。
4.4工作坑四周设防护栏杆，修筑高0.5m、宽0.5m的土堰。
4.5涵箱作业应有足够的安全照明，照明电缆应挂在墙顶拆模后留下的拉拔件上，并做好绝缘处理。（切断其它拉件，防止划伤。）
4.6液压系统油管接头通常采用焊接接头和卡套式接头，以确保安全可靠。当液压系统发生故障时，禁止在工作状态下进行检查和调整，以避免压力对工作人员造成伤害。经常检查液压系统，在设备挖出和运出时，应注意将千斤顶盖住，防止油管、开关、活塞损坏。施力过程中，除操作人员外，其他人员应远离液压系统和传力系统，液压操作人员也应站在防护板后面。
4.7开挖过程中，应掌握土质边坡的整平，并与路堑边角的坡度保持一致。严禁倒坡。一般来说，坡度角应大于或等于60度。
4.8传力柱安装应平直，连接螺栓应拧紧。每隔3200mm安装一根压梁，并与导墩焊接牢固。传力杆系统上方的桩土厚度应保持在500mm以上，以防传力柱起拱伤人。
4.9工作坑土方外运时，坑内人员不得在吊车工作半径内作业。如采用卷扬机吊运土方时，应在两侧铺设马道和护栏。井架安装方法和绞车固定方法应符合国家有关规定的要求。
5、顶进
箱涵顶进施工过程中的劳动组织，一经开工，三班倒，昼夜连续顶进。每班10人，分工如下：
箱涵开挖2人，运土2人，工作坑整平1人，操作泵千斤顶1人，转换柱安装4人（含土方吊出工作坑）。

关键词： 施工工艺铁路

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