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涵箱穿越鐵路的施工工藝
- 評論：0 瀏覽：3675 發布時間：2006/5/11
- 摘要：太鋼一鋼平改電工程連鑄機沖渣溝為地下鋼筋砼箱形構筑物，西起連鑄機基礎，東至水處理一次鐵皮坑，其間將穿越高爐生產運輸鐵路干線及兩個高爐管線支架基礎之間，為保證高爐生產順利進行，滿足工程施工進度要求，采用整體頂涵方法進行施工。
1、工程概況
太鋼一鋼連鑄沖渣溝，西接連鑄機基礎，東接一次鐵皮坑，全長40.16m。沖渣溝C20，防水砼，抗滲等級S8，截面高度3.75m，寬2.5m，壁厚0.5m。西端底標高▽-6.252m，頂標高▽-2.502m。東端轉折角部 位底標高▽-7.066m，頂標高▽-3.316m。±0.00相當于絕對標高799.94m。其中轉角兩端點部分沖渣溝需 在不能停運的高爐鐵路運輸線下面穿越，鐵路軌頂標高約為▽0.048m，并且東面還要在兩個管線支架基礎 之間的下方穿越。該場地土第一層為雜填土，厚度2—3m，第二層土為粉土，內磨擦角為25.8°，內聚力0 .10×10Kpa。地下水位▽1.5—2.5m之間。
2、施工總體方案及主要施工順序
由于高爐生產鐵路運輸線不能停運，又西管支架基礎相鄰尺寸剛剛滿足沖渣溝外形尺寸的需要，又現場架空管線眾多，進行板樁保護沒有工作面，而沖渣溝埋深根據工藝要求又較大，采用常規方法施工已無法保證工程進度和高爐生產的要求。為此，我們采用頂涵施工法進行作業。
2.1施工總體方案
2.1.1根據現場實際情況，我們將沖渣溝劃分成三個施工段。
(1)第一段：東端直接與鐵皮坑連接部位的沉降縫至轉折處。
(2)第二段：東端從轉折處起在兩支架基礎之間穿越，再穿越鐵路，至鐵路西側3m位置，長度約m。 (3)第三段：東端從鐵路西側2.5m位置至廠房沖渣溝留置的沉降縫位置。
其中第二段為關鍵施工段，采用頂涵施工法進行。
2.1.2穿越鐵路的沖渣溝段，采用頂進涵箱方法施工，工作坑在鐵路西側第三段位置設置。
2.1.3工作坑東側靠鐵路2.5m位置布置一排灌注樁（中間型鋼柱）保護鐵路。西側設一排灌注樁作為頂涵箱施工的靠背。
2.1.4涵箱施工完成后，鑿除靠背灌注樁，再施工東西兩段沖渣溝。
2.2主要施工順序
灌注樁施工——降水施工——工作坑土方開挖——靠背梁就位——滑板及導向墩施工——予制箱涵鋼筋砼涵箱——涵箱頂進作業——東西兩段現澆鋼筋砼沖渣溝施工。
3、主要施工方法
3.1擋土樁及靠背樁施工
3.1.1鐵路西側工作坑東端打一排
28#型鋼樁，間距250mm，樁長13m；型鋼樁南北各打3根鋼筋砼灌注樁，樁徑800mm，插入深度▽-15.0 0m，樁頂端標高▽-1.10m，樁頂端做一根鋼筋砼壓架，寬800mm，高600mm，長度14.5m，將各樁連成一個整體。
3.1.2工作坑兩端采用6根鋼筋砼灌注樁作為頂涵的靠背，樁徑800mm，樁長10m，樁頂標高▽-2.0m， 樁頂端做一根600×800（高×寬）的鋼筋砼壓梁。
3.1.3壓梁及靠背后如果由于廠房柱基及其它基礎土壤被挖除或擾動，則應用清除擾動土，并用C15素砼填實。
3.1.4灌注樁施工前，為保證樁定位準確，防止樁施工蹋孔，保證樁機就位，便于泥漿順暢排除，事先清除雜物。做鋼筋砼導墻。（見圖示）
3.1.5灌注樁成孔采用沖擊鉆成孔或潛水鉆機成孔，自成泥漿護壁，撈筒或吸泥機清底。
3.1.6鋼筋籠的箍筋可以采用螺旋筋，每間距2m一根定位架力筋，豎向受力筋接頭采用焊接接頭，在同一截面接頭數量不大于50%。鋼筋籠插入孔內，立即組織砼澆灌，防止停歇時間太長發生塌孔情況。
3.1.7灌注樁砼采用C30商品砼，石子粒徑為1—3cm，坍落度8—12cm。砼澆灌采用Φ203導管插入距孔 底500位置，排球膽隔水，罐車澆灌。隨砼澆灌厚度不斷加大，導管逐漸提起，但始終保持埋入砼內2.0m左右。
3.1.8 28#型鋼樁可以在澆灌樁導墻施工之前用落錘樁機打入，也可在灌注樁施工后打入，樁頂錨入壓梁內200mm。頂涵開始后，在滑板頂標高往下20mm位置及涵箱頂標高往上50mm位置，截斷28#型鋼樁，截 樁施工與頂涵作業連續進行。兩工序之間停歇時間盡可能縮短，以保證邊坡穩定。
3.1.9砼灌注樁施工完成后，鑿除上樁頂面500左右高度的浮水泥漿，露出預留縱向受力筋，壓梁施工時，伸入壓梁內。壓梁砼采用C25商品砼，石子粒徑1—3cm。壓梁砼抗壓強度達到設計強度75%以后開挖工作坑土方。
3.2降水施工及工作坑土方開挖
3.2.1降水是本方案成敗的關鍵環節。工作坑兩端鋼筋砼灌注樁施工后開始降水井施工。工作坑四個角各設布置一眼無砂管管井（見圖示），井深1.16m，無砂管內徑400mm，井管壁厚50mm，每節長度1m。各節之間綁3—4根竹皮子連接，接縫處粘瀝青。成孔直徑Φ800，井與孔壁之間填砂卵石。主廠房及一次鐵皮坑降水井配合降水。
3.2.2地下水位降低至▽-8.00m以下，開始進行工作坑土方開挖，挖土采用液壓挖土機，工作坑邊坡1 :0.75，坑底200厚，人工配合清底，滑板錨梁土方人工開挖。土方全部外運。
3.2.3靠背梁位置的基坑土方人工挖土。
3.2.4整個工程施工期間，降水作業不間斷進行。工作坑四周做500寬的土堰，防止地表水流入基坑。
3.3滑板、導向墩及靠背梁就位施工
3.3.1滑板下面的錨梁施工以土代模，滑板、反梁及導向墩砼整體一次連續澆注施工，砼采用C25商品砼，石子粒徑1—3cm，坍落度8—12。滑板表面一次抹平壓光。滑板厚度為150mm。
3.3.2靠背梁用型鋼組合制作（見圖示）。靠背樁上的殘余土方清除干凈，靠背梁高度、寬度范圍內鑿毛，靠背梁就位后其四周與原土之間的縫隙及靠背梁與樁之間的縫隙用C15素砼填實。
3.3.3滑板潤滑隔離層。為便于箱涵起動頂進，使箱涵不與滑板粘連，滑板表面采用滑石粉漿和塑料薄膜方法處理。
滑石粉漿，滑石粉：機油=3：1 調好后用大刷子涂刷均勻，厚度2mm。（機油可用廢機油代替）滑石粉漿刷好后，鋪塑料薄膜一層，接縫用塑料膠帶（寬5mm）粘接。
3.4鋼筋砼箱涵制作
3.4.1滑板施工完畢后，開始施工箱涵，箱涵截面尺寸、配筋及予埋鐵件除按原設計圖施工以外，還要根據頂涵施工要求配置首末端鋼筋網及予埋鐵件，以滿足頂涵刃角安裝固定的要求及千斤頂位置局部承壓的需要。
3.4.2模板選用新的平整的定型鋼模板，內外模板設對拉片，縱橫間距900mm，對拉片中間加50×50止水板。對拉片位置設勾頭螺栓與縱橫桿固定。
3.4.3箱涵砼比原設計標號提高一級，C25，S8防水砼，坍落度12±2cm。商品砼罐車運輸，泵車澆灌。砼澆灌過程中，墻壁砼澆灌后停歇
3.4.4箱涵表面刷滑石粉漿一層（或涂黃油一層）。
3.4.5箱涵予制完成后，在箱涵前端安裝鋼刃角（見圖示）。鋼刃角安裝與涵箱外壁平直，加勁肋與鋼刃角及涵箱前端壁垂直。
3.4.6涵箱末端予埋鐵件與砼表面平直，以保證與千斤頂之間形成面接觸。
3.5箱涵頂進施工
3.5.1在開始頂進涵箱施工之前，將保護鐵路的臨時型鋼樁割斷拆除，將型鋼樁尖處理到稍低于滑板表面，然后用快硬早強砼補平。
3.5.2頂涵作業采用兩臺200t千斤頂，水平放置箱涵的下邊緣兩端（對稱設置，見圖示）。兩臺千斤頂用同一個控制裝置，使兩臺千斤頂同步。（兩臺300t千斤頂備用）
3.5.3箱涵頂進，每進行800mm，人工挖土一次。每次挖土進深不超過鋼刃角前端。在涵前端搭一層操作架，人工挖土時，施工人員站在操作架上挖上半部分，然后再站在操作架下面挖下半部分。
3.5.4挖出的土方用小斗車運至箱涵外，工作坑內堆土，每隔1—2天將工作坑內堆土集中裝入土斗用卷揚機吊運出坑裝汽車外運，或用抓斗機抓土裝車外運。
3.5.5箱涵每頂進800mm后，收回千斤頂活塞，在千斤頂前面加一段傳力柱，每頂進3200mm加一根中橫 梁。同時在導向墩上焊出壓中橫梁的鋼壓梁。系統各構件之間用螺栓連接，并且在其上面堆土，防止傳力 系統在施工中拱起傷人。
3.5.6頂涵過程中，每頂進一、二個行程，進行一次中心偏差情況的觀測，如發現偏差則在導向墩與涵箱之間打入鋼楔糾偏，或用小千斤頂以導向墩為靠背頂箱側壁糾偏。
3.6其它
3.6.1箱涵頂進就位后，拆除靠背箱梁及砼灌注樁。進行現澆砼段施工。箱涵首、末端鑿出階梯形式，露出水平鋼筋。現澆砼段水平筋與其焊接連接，搭接長度為5d。現澆砼段施工前在箱涵首、末端均固定膨脹橡膠條。
3.6.2實施頂涵作業之前，在其涵箱內前端及末端頂板上彈出中心線。基準線引至靠背壓梁上，以便于觀測涵箱頂進作業的偏差情況。
4、安全技術措施
4.2箱涵頂進作業時，應對鐵軌標高進行觀測，并且安排專人打渣以保證路基穩定。
4.3機車通過時不得挖土。如發現機械設備有故障或有其它因素影響時，應暫停挖土。頂進要堅持“ 先挖后頂、隨挖隨頂”的原則，每次挖土不得超過刃角前端。頂進涵箱作業應連續進行，每次挖土之后應立即進行施力頂進，停歇時間不易超過12小時。
4.4工作坑四周設保護欄桿，并堆0.5m高、0.5m寬的土堰。
4.5涵箱內作業設足夠的安全照明，照明電纜線掛在墻壁的最頂端拆模后留置的對拉片上，做好絕緣。（其它對拉片割除，防止劃傷人。）
4.6液壓系統油管接頭常用焊接接頭、卡套式接頭，保證安全可靠。倘若液壓系統發生故障時，禁止在工作條件下進行檢查和調整，避免壓力擊傷工作人員。液壓系統應經常檢查，并注意保證設備挖土外運時千斤頂上面應覆蓋，防止碰破油管、開關、活塞等。施力過程中，除操作人員以外，其他人員遠離液壓系統及傳力系統，液壓操作人員也應站在防護板后面。
4.7挖土時應掌握土坡的平整，并保持與刃角坡度一致，嚴禁出現逆坡。一般坡角應≥60°。
4.8傳力柱安裝保證平直且擰緊連接螺栓，每隔3200mm安裝一根壓梁，與導向墩焊牢。傳力柱系統上方堆土保持超過500mm厚度，防止傳力柱拱起傷人。
4.9工作坑內土方外運時，坑內人員不得在吊車工作半徑以內作業。如果采用搭設井字架卷揚機提升吊運土方，則鋪馬道，兩側護欄。井架搭設方法及卷揚固定方法應符合國家有關規定要求。
5、頂進時的勞動組織
箱涵頂進施工，一經開始就要三班輪換工作，日夜不停連續頂進。每班10人，分工如下：
箱涵內挖土2人，運土2人，工作坑內整平1人，操作 泵千斤頂1人，傳力柱安裝4人（包括土方吊運出工作坑）。
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