框架桥顶进施工及施工工艺

框架桥顶进施工及施工工艺第一章工程概况与顶进必要性1.1线路与桥位本工程位于××铁路K38+415处，既有线为Ⅰ级双线电气化铁路，线间距4.4m，允许速度160km/h，日行车对数78对。新建3×12m钢筋混凝土框架桥与线路正交，桥全长48.6m，总宽19.2m，净高6.5m，底板厚1.3m，顶板厚1.2m，侧墙厚1.1m，混凝土强度等级C40，抗渗等级P10。1.2场地限制线路两侧为既有市政道路及10kV高压走廊，无放坡开挖条件；铁路运营部门批复的“天窗”时间单次不超过180min，且每月仅给6次。经技术经济比选，采用顶进法施工，取消线路便线，一次顶进到位。1.3设计顶力与顶程经计算，框架自重G=18600kN，顶进摩阻系数μ取0.35，启动系数1.2，设计最大顶力F=1.2×18600×0.35=7812kN，取整8000kN；顶程54m，其中铁路股道范围占28m。第二章编制依据与适用法规2.1铁路行业《铁路营业线施工安全管理实施细则》（铁总运〔2012〕280号）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB104152018《铁路工务安全规则》铁总工〔2021〕98号2.2市政与公路《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ22008《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ8020162.3企业级制度××公司《顶进作业许可管理办法》Q/××32022：明确“无许可、无顶进”；“一次一封”原则，即每趟列车通过前必须完成封锁、加固、确认、销记四步。第三章施工准备3.1线路加固设计采用“353”扣轨梁体系：每股道下3根43kg/m旧轨作为扣轨，纵梁为5根I56c工字钢，横梁为3组H588×300×12×20，两端支承在工作坑外壁冠梁上，支承长度≥1.5m。检算结果：最大挠度3.2mm＜L/500=5.6mm，满足要求。3.2工作坑坑底尺寸62m×24m，深度8.9m，支护形式为800mm地下连续墙+三道609×16钢支撑，坑底设1m厚C20封底混凝土，内置Φ16@150双层钢筋网。连续墙插入比≥1.2，抗隆起安全系数1.8。3.3后背墙采用“重力式+桩锚”复合后背：底板厚2m，C30钢筋混凝土，尺寸12m×6m；后背墙后设3排Φ800@1200钻孔灌注桩，桩长18m，主筋18Φ25，桩顶与后背墙整体浇筑。经计算，后背墙在8000kN顶力下水平位移1.8mm，满足≤5mm要求。3.4顶力系统主顶站布置8台400t双作用液压千斤顶，额定压力31.5MPa，行程350mm；泵站为7.5kW×4，一用三备；顶铁采用“π”形高强合金钢，单节长2m，截面500×500mm，屈服强度≥460MPa；传力柱为Φ609×16钢管，内部灌C40微膨胀混凝土，单节3m，法兰连接。3.5减阻措施(1)触变泥浆：膨润土+纯碱+CMC，配比为膨润土:水:纯碱:CMC=120:1000:3:1.5，密度1.15g/cm³，马氏漏斗黏度45s；(2)注浆管：框架底板预埋Φ50PVC注浆花管，间距1.2m，梅花形；(3)中继间：顶程54m＞40m，于25m处设1道中继间，4台200t千斤顶，可单独回收。第四章施工工艺与流程4.1总体流程测量放线→工作坑开挖与支护→底板及滑板施工→框架预制→安装顶力设备→线路加固→试顶→正式顶进→中继间回收→纠偏→贯通→线路恢复→附属施工。4.2滑板施工滑板厚200mm，C30混凝土，双层Φ14@150钢筋网；滑板顶面设1‰预拱，涂两道石蜡+塑料薄膜减阻；滑板下设Φ50@2000泄水孔，坡向集水坑，防止底板积水软化。4.3框架预制采用“跳仓法”分三节预制，节间设榫槽+遇水膨胀止水条；每节设8个吊点，采用Φ32精轧螺纹钢，锚固长度40d；混凝土一次浇筑，插入式振捣+附着式平板振捣器联合，养护采用土工布+滴灌，时间≥14d，强度达设计100%方可顶进。4.4试顶(1)空顶：千斤顶顶出10mm，检查油路易泄漏；(2)加载：逐级加压至25%、50%、75%、100%设计顶力，每级稳压5min，记录油压表与位移计；(3)确认：后背墙位移＜2mm，滑板无裂缝，线路几何变化＜1mm，方可下达“正式顶进令”。4.5正式顶进(1)工序循环：①开泵→千斤顶伸出→顶铁前进→收回千斤顶→加顶铁→回油→下一循环；②每循环顶程300mm，时间8min；③每顶进1m，复测中线、高程，偏差＞10mm立即纠偏；(2)注浆同步：顶进0.5m开始注触变泥浆，注浆压力0.15～0.25MPa，流量30L/min，注浆量按“顶程体积×1.8”控制；(3)列车通过：驻站联络员提前40min通知，现场60s内完成“停泵—保压—线路检查—确认放行”流程；(4)夜间作业：照明亮度≥50lx，油泵房设防爆灯，千斤顶站设声光报警；(5)数据记录：每循环记录顶力、位移、注浆量、油压、时间，形成“顶进日志”，由项目总工签字存档。4.6纠偏技术(1)方向偏：采用“单侧超挖+斜铁”法，即在框架前端左侧超挖0.3m，右侧加设10mm斜铁，顶力差产生纠偏力矩；(2)高程偏：框架底板前段设“船头坡”，长1.5m，坡率5%，抬头时压载钢轨，扎头时垫木板；(3)纠偏量：每循环≤5mm，严禁“大起大落”，防止框架开裂。4.7中继间回收当框架尾部进入路基坡脚后，中继间千斤顶回缩，拆除油路与顶铁，用C40微膨胀混凝土封孔，内置Φ16钢筋网，确保与主框架形成整体。4.8贯通验收(1)中线偏差：实测12mm＜20mm；(2)高程偏差：8mm＜±20mm；(3)底板平整度：5mm/2m；(4)线路TQI值：贯通当日检测2.1，低于管理值2.5，铁路工务段当场签认“开通放行单”。第五章质量验收标准5.1主控项目(1)混凝土强度：每100m³取1组试件，28d抗压≥40MPa；(2)钢筋保护层：底板50mm，顶板30mm，允许偏差±5mm；(3)顶力控制：最大顶力≤1.1倍设计值；(4)线路变化：轨距±2mm，水平2mm，高低2mm，轨向2mm。5.2一般项目(1)外观无露筋、孔洞、蜂窝，面积＜200cm²，深度＜10mm；(2)注浆饱满度：采用地质雷达检测，空洞率＜5%；(3)后背墙残余位移：最终≤3mm。第六章安全管理与应急预案6.1危险源清单序号危险源风险等级控制措施1列车冲突重大设驻站联络员+现场防护员+“手比、眼看、口呼”制度2千斤顶爆缸较大压力表半年校验，超压自动卸荷阀设定33MPa3后背墙失稳较大每日测斜2次，位移3mm预警，5mm停工4触电一般三级配电、二级漏保，电缆架空≥2.5m5物体打击一般进入现场必须戴ABS安全帽，防冲击≥1200N6.2应急预案(1)列车冲突应急预案：①现场防护员吹响口笛，显示停车手信号；②驻站联络员立即向车站值班员申请“紧急封锁”；③现场总指挥启动“红色预案”，30s内切断油路，保持压力；④事故调查配合：保留现场影像、日志，2h内提交初步报告。(2)爆缸应急预案：①立即停泵，关闭回油阀，防止回缩；②用5t链条葫芦固定顶铁，防止后退；③更换备用千斤顶，时间控制在30min内；④若无法更换，启动“线路恢复”子预案，拆除加固轨，限速45km/h放行。第七章文明施工与环保措施7.1噪声控制油泵房设隔声棚，噪声≤70dB(A)；夜间禁止敲打顶铁。7.2污水排放工作坑设三级沉淀池，pH6～9，SS≤70mg/L，经检测合格后排入市政管网。7.3扬尘控制渣土外运使用绿网覆盖，出入口设自动洗车台，PM10在线监测＜100μg/m³。第八章成本控制与工效分析8.1材料节超钢筋节约率2.3%，混凝土节约率1.8%，触变泥浆回收率40%，共节省费用46.8万元。8.2机械台班原计划顶进周期45d，实际38d完成，减少千斤顶台班64个，节省租赁费19.2万元。8.3工效指标每延米顶进平均耗时52min，较公司历史同类工程缩短18min，工效提高25%。第九章经验总结与改进建议9.1成功经验(1)“353”扣轨梁体系在160km/h线路上首次应用，实测TQI2.1，证明可推广至200km/h线路；(2)采用“π”形高强顶铁，单根重量1.2t，较传统实心钢锭减重38%，人工安拆效率提高30%；(3)注浆与顶进同步，摩阻系数由0.35降至0.22，顶力下降37%，后背墙规模减小，节省混凝土260m³。9.2问题与改进(1)中继间回收时，混凝土封孔出现2处裂缝，原因：新老混凝土界面未凿毛；改进：下次施工界面凿毛深度≥6mm，并涂刷界面剂；(2)夜间照明不足导致一次高程偏差超限；改进：增设4台LED遥控探照灯，亮度≥100lx，并设专职照明监督员；(3)注浆量估算偏大，造成泥浆外溢；改进：采用“分段注浆量=理论空隙×1.5”动态调整，每10m复核一次。第十章附录10.1附表附表1顶进日志（样表）日期循环号顶力(kN)位移(mm)注浆量(L)偏差(mm)值班人202309050012100300540