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大型平改立顶进涵施工方案优化研究

2020-09-22王兴权

工程技术研究 2020年16期
关键词:三角区架设土方

王兴权

(中铁四局集团第四工程有限公司,安徽 合肥 230061)

随着国家经济的飞速发展,路网建设迅猛发展。各类平交铁路道口已成为交通通行不畅的主要原因之一,且存在较大安全隐患。因此,平改立工程成为改变此类道口的主要模式。但在施工过程中,往往涉及既有铁路线路,运营安全风险较大,工期要求压力大,因此此类工程方案的优化显得较为重要。

1 工程概况

本项目位于南京市六合区内,存在既有化工园既有铁路专用线。原设计采用新建7m+12m+12m+7m四孔分离式钢筋混凝土框架涵由东向西下穿化工园专用线,道路中心线与专用线交点的铁路里程为专用线K1+360.189,道路中心线与专用线法线交角为5.717°。

工作坑位于线路东侧。工作坑采用钻孔桩支护,采用高压旋喷桩止水,采用水泥搅拌桩进行地基加固,全桥原设计采用顶进施工,顶进方向由东向西。框架桥由西向东西依次编号为1号框架、2号框架、3号框架、4号框架,顶进顺序为1→2→3→4,如图1所示。

图1 框架桥横断面图

2 安全措施及落实

安全措施包含进行顶进涵措施桩之前的管线迁改,施工框架涵之前的各项安全措施及过程中安全防护等。

(1)施工前:施工方案先经监理单位、建设单位审核,然后由建设单位组织相关站段及铁路运输公司进行预审,最后报上海铁路局组织评审。施工单位根据各阶段评审意见完善施工方案,按照有关规定与有关铁路运输公司签订安全协议。

(2)管线改移保护方案:根据与铁路运输公司签订安全协议,确定对管线的保护及迁改方案,在铁路运输公司监护下,对管线进行探测、防护或迁改。

(3)人员职责的明确及落实:包含施工现场负责人员、管理人员、防护员及安全员。由于涉及营业线施工,必设驻站联络员。同时,包含作业带班人员、劳务人员。具体根据现场情况明确责任到个人,从工作流程及其要求均需明确。

(4)人员培训:项目部施工负责人、主要施工管理人员、安全员、防护员、联络员、领工员、技术员和工班长“五员一长”及现场监理均经过上海铁路局营业线施工安全培训,并经考核合格,取得上岗资格。“三电”迁改施工人员,根据各设备管理要求,由各铁路运输公司组织进行专项施工的再教育及考试。

3 施工工序流程

3.1 工作坑支护止水方案

工作坑采用高压旋喷桩止水帷幕,坑中设置深搅桩进行加固,其中高压旋喷桩桩径为0.6m,双排,且桩间距为0.5m。沿工作坑顶四周全封闭布置作为止水帷幕,坑中设置深搅桩桩径为0.6m,桩间距为1.1m,桩长为6m。基坑内设置集水井,施工期间,水位降至底板底以下1.0m处。

3.2 工作坑施工

顶进工作坑位于线路南侧,工作坑长47m,宽30m,最大开挖深度为7.2m。采用钻孔桩和高压旋喷桩止水帷幕的组合形式止水,四周设排水沟和集水井。基坑内土方开挖分层、分区进行,每层开挖深度≤2m,严禁一次开挖到底或者超挖,挖到距离设计标高还差0.5m时,采用人工开挖,挖到设计标高后应及时铺设碎石褥垫层和浇注混凝土垫层进行封底。

3.3 顶进预制框架涵主体施工

框架涵主体混凝土设计强度等级C40,单孔框架主体长度为19m,含同体浇筑开口箱,中间两孔净宽12m,净高6.45m,底板厚0.85m、墙身厚0.95m、顶板厚0.70m。两边两孔净宽7m,底板厚0.55m、墙身厚0.7m、顶板厚0.45m。框架涵主体预制混凝土分2次浇筑:第一次浇筑底板及下梗肋(底板以上0.5m)部分;第二次浇筑边墙和顶板。混凝土采用泵车直接入模浇筑,施工时采用分层连续浇筑法。主体框架预制完成后,按照顺序顶进施工即可。

4 顶进施工设计优化

4.1 原设计顶进施工顺序

施工步骤一:2组16m便梁,沿长芦、殷庄方向各纵移1组,并架设24便梁1组,形成(16+24+16)m布局。线路加固完成并检查合格后,进行护涵框架范围(拉槽)土方掏挖,掏挖深度自顶板至下7.2m,基坑两侧按1∶1放坡,两侧条形基础粘贴反光贴。护涵施工完毕后浇筑三角区素C20混凝土封闭。线路回填道砟后拆除3组便梁,其中1组16m便梁安排退场。

线路抬道完成后,施工护涵顶部回填区,先施工临时支墩4个,后架设16m便梁1组。线路加固完成并检查合格后,进行护涵顶部素C20混凝土回填。

施工步骤二:护涵顶部回填完后,16m便梁向殷庄方向纵移,施工③号、④号盖梁。同步架设24m便梁1组,线路加固完成并检查合格后,进行1#框架范围(拉槽)土方掏挖,掏挖深度自顶板至下4.9m,留小挖机操作空间4.6m,基坑两侧按1∶1放坡,两侧条形基础粘贴反光贴。横向拉槽完成后带3.1m厚土层顶进1#框架。顶进过程中挖机正前方配合,框架内铺设钢板后自卸车配合向外运土。顶进完毕后浇筑三角区素C20混凝土封闭。

施工步骤三:封锁点内人工纵移D24便梁1组,D16便梁1组,组成24m+16m布局。便梁长芦端架设在顶进完成的①#框架顶,孔内支座下加螺旋管钢支撑加强,线路加固完成并检查合格后,进行②#框架范围(拉槽)土方掏挖,施工方法与上步骤相同。顶进完毕后浇筑殷庄侧三角区素C20混凝土封闭。

施工步骤四:封锁点内人工纵移D24便梁1组,D16便梁1组,组成24m+16m布局。便梁长芦端架设在顶进完成的②#框架顶,孔内支座下加螺旋管钢支撑加强,线路加固完成并检查合格后,进行③#框架范围(拉槽)土方掏挖,施工方法与上步骤相同。顶进完毕后浇筑殷庄侧三角区素C20混凝土封闭。

施工步骤五:封锁点内人工纵移D24便梁1组,D16便梁退场。便梁长芦端架设在顶进完成的③#框架顶,孔内支座下加螺旋管钢支撑加强,线路加固完成并检查合格后,进行④#框架范围(拉槽)土方掏挖,施工方法与上步骤相同。顶进完毕后浇筑殷庄侧三角区素C20混凝土封闭。

4.2 优化后顶进施工顺序

由于相关施工工期要求,业主要求2019年7月必须开通时代大道主道路,因此必须对其进行优化,结合地质情况及主道路设U槽结构,考虑U槽工作面问题。决定改变措施桩位置,优化顶进施工顺序,变部分预制顶进为现浇,如图2所示。

施工步骤一:封锁点内人工纵移D24便梁1组,D12便梁1组,组成24m+12m布局。便梁长芦端架设在完成护涵框架顶,线路加固完成并检查合格后,进行②#框架范围(拉槽)土方掏挖,进行顶进作业。顶进完毕后浇筑殷庄侧三角区素C20混凝土封闭。

施工步骤二:封锁点内人工纵移D24便梁1组,D16便梁1组,组成24m+16m布局。便梁长芦端架设在顶进完成的②#框架顶,孔内支座下加螺旋管钢支撑加强,线路加固完成并检查合格后,进行③#框架范围(拉槽)土方掏挖,施工方法与上步骤相同。顶进完毕后浇筑殷庄侧三角区素C20混凝土封闭。

施工步骤三:封锁点内人工架设D12便梁1组。便梁长芦端架设在完成护涵框架顶,线路加固完成并检查合格后,进行①#框架范围(拉槽)土方掏挖,进行现浇边涵作业。完毕后浇筑殷庄侧三角区素C20混凝土封闭。

施工步骤四:封锁点内人工架设D24便梁1组,D16便梁退场。便梁长芦端架设在顶进完成的③#框架顶,孔内支座下加螺旋管钢支撑加强,线路加固完成并检查合格后,进行④#框架范围(拉槽)土方掏挖,施工方法与上步骤相同。完毕后浇筑殷庄侧三角区素C20混凝土封闭。

图2 优化后施工顶进顺序

5 结束语

综上,经过现场优化后,框架主涵优先顶进,在其就位后,工作坑迅速回填,为U槽施工赢取了工作面。同时边涵采用现浇的方式,互不扰动,同时进行,为总体施工工期的压缩做了进一步优化。因此原设计方案,最终节点工期为2019年8月10日,而优化后节点工地为2019年7月10日,整体优化工期为1个月。同时,减少了铁路专用线开挖暴露的过程,进而有效降低了安全风险。其可为后续同类型框架涵顶进,平改立工程的施工提供经验借鉴。

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