河北省某四孔框架地道桥箱体顶进专项方案.doc

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1、津山线K255+916唐山市国丰大街8m-12.5m-12.5m-8m四孔框架地道桥 箱体顶进专项施工方案编制单位：中铁六局集团天津铁路公司路桥项目部编制日期：2010年9月28日目 录一、工程概况1二、编制依据1三、施工计划1四、施工工艺技术2五、安全质量保证措施9六、劳动力计划14七、计算书15一、工程概况 箱体斜宽50.623m,长38.515m，箱体重约10450t，顶程52.3m，其中空顶10.2m。桥体基底持力层为细砂、密实，地基允许承载力为260Kpa。二、编制依据1、津山线K255+916唐山市国丰大街8m-12.5m-12.5m-8m四孔框架地道桥施工设计图。2、依据现行铁路

2、桥涵施工规范（TB10203-2002）、铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准（TB10424-2003）（J-283-2004）、客货共线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ203-2008）、铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10415-2003）（J286-2004）和城镇地道桥顶进施工及验收规程（CJJ74-99）等规范。3、铁道部及北京铁路局下发的有关文件：铁道部铁运201051号、北京铁路局京铁师2008435号、北京铁路局京铁师2010249号、北京铁路局京铁安监201034号、北京铁路局京铁建201028号（试行）及其补充790号电报、京铁办190号、北京铁路局工务处京工函20091

3、0号文件。4、集团公司下发的中铁六程2010199号文件及建设部下发的建质200987号文件。5、施工现场调查（1） 施工场地，铁路现况以及施工区域内既有障碍物。（2） 施工场地内既有树木，排水沟及地下、地上电缆等设备。三、施工计划（一）、工期计划计划从03月08日8：00开始顶进，03月19日完成，共计12天（不含线路加固及恢复时间），计划平均每天顶进约4m。其安排如表。顶进进度安排日期8910111213141516171819顶程/m91317212529333741454952.3位置路基路基路肩过第四道线过上行线线路间线路间过第三道线线路间过下行线路肩就位（二）、设备计划顶进主要设备

4、表机械名称型号机械数量工作内容挖掘机2004台顶进挖土、削坡、装车装载机ZL50C4台框构内部出土起重机25t4台下放及更换顶铁顶镐QYA500F54台框构顶进高压泵站BZ50-962套控制顶镐自卸汽车15m38台土方外运电焊机DX1-315-22台焊接顶铁推土机140型2台弃土堆放顶铁延米1800四、施工工艺技术（一）、技术参数1、顶进布镐经计算施工最大顶力为：145800kN，最大偏转力矩为：10733kN初始顶力为：62700KN。则在箱体左侧布置23台镐，在箱体右侧布置27台镐，4台纠偏顶镐。2、传力系统布置传力设备：纵向共设26道顶铁，顶镐前设一根钢横梁作拖梁，每隔4m设一道横梁，后

5、背梁前设一道横梁，共14道横梁（南侧8m孔和北侧12.5m处13道），以均匀分散应力。顶进过程中顶铁设钢轨压梁，以防顶进时顶铁蹦起。顶进、传力设备布置图（二）、工艺流程（三）、施工方法1、顶进挖运土方顶进挖土方量约为20995立方米，顶进施工12天，日出土量为：20995方/12=1750立方米拟投入四台200-3型挖掘机、四台ZL50装载机、8台自卸汽车运输出土。箱体内的两辆挖掘机每次挖土尺寸均为顶板底面前进方向1m，按刃脚比例1:0.67挖土刷坡至底板，挖掘机挖土量要一致，使整个顶进坡面平顺一致；线路上人工用铁钎随时进行戳土，顶板及以上部分要保证人工刷坡比例同样为1:0.67， 见下图：挖

6、土刷坡完毕进行开镐顶进一次，顶程为0.6m。随后挖掘机简单进行坡面休整，由于尚有0.4m前进距离，再顶进一镐，然后出土，以此类推。两侧刃脚要保证吃土不挖土，防止顶进过程中侧面产生塌方；挖土分区分片，顺序为先挖中间，后挖两边，先挖上方，后挖下方。一般情况下，挖掘机挖底部土时不要挖至底板底或更低，只需挖至底板地面以上500mm（底板高度一半）即可。但若箱体出现扎头或抬头情况时，可灵活掌握底板底侧挖土深度进行纠正。挖掘机够不到的前上方，可用已挖除的土体做成足够高的平台，在平台上进行挖土。司机人员要始终呆在自己使用的设备上或设备附近，做到随叫随到。出土采用装载机及运输车配合进行，由装载机将箱体内的弃土

7、装上运输车，运输车通过马道弃土至指定位置。现场人员安排情况：白班：挖掘机司机：南侧孔内：郝春海 北侧孔内：杨涛挖土、出土指挥人员：文艺红技术测量人员：李靖（测量负责人） 顾兴业夜班：挖掘机司机：南侧孔内：胡洋涛 北侧孔内：李红海挖土、出土指挥人员：季华庭技术测量人员：程勤勇（测量负责人） 龙国俊箱体内挖土责任包保领导：姜磊 线上挖土责任包保领导：鄢全成2、开镐顶进（1）、开镐顶进是现场顶进工作的中心环节，要求各部门必须严密组织，统一指挥，协调好线路加固、出土和顶进的关系。并在每次开镐前对设备、线路加固和前端清土情况进行全面检查，确认一切正常后再开镐顶进。顶进开镐利用电控箱控制液压系统，以保证顶

8、镐工作协调一致。（2）、完成一个顶程后回镐，增换不同长度的顶铁，再次开镐，如此往复，直到顶进就位。3、顶进测量控制（1）、在箱体前后中轴线上、边墙两端设观测标志，用经纬仪、水平仪观测顶进过程中桥体位置及水平偏差。顶进误差控制如下：桥体顶进就位允许偏差项目允许偏差（mm)检查频率检验方法范围点数中线一端顶进200每座或每节2测量检查两端顶进100每座或每节2测量检查高程1%顶程并偏高150，偏低200每座或每节2测量检查（2）、方向控制措施A、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间的钢轨）控制方向。箱体入土以前中线前后尽可能的保证准确，不然以后纠正很困难。B、箱体

9、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刃角不对称吃土或者调整顶镐位置，形成扭转力矩的办法来加以控制。C、当单靠调整千斤顶顶力，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，左侧少挖土，右侧多挖土，使左侧顶进速度快于右侧；当框构桥体右偏时，右侧少挖土，左侧多挖土，使右侧顶进速度快于左侧，从而控制顶进方向。D、加强观测认真预防外，必须及时校正。要求每顶一镐观测一次，进行方向和标高测量，发现问题及时处理，以免造成较大的偏差。（3）、水平控制措施为防止箱体扎头采取如下几点措施：A、加强观测认真预防外，必须及时校正。要求每顶一镐观测一次，进行方向和标高测量，发现问题及

10、时处理，以免造成较大的偏差。B、在滑板施工时，滑板前端顶面预留2%的船头坡，以升制降。C、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，产生一个抬头力矩。D、减少全断面挖土量，强制顶进。E、箱体刃脚一经入土，应组织加快出土速度，实行三班倒连续作业，保持箱身顶进作业不间断。防止箱体抬头措施：当箱体出现抬头趋势时，可通过减小侧刃角、底板吃土量和箱体前端增加配重等措施来制止箱体抬头。4、顶进过程中对成品的保护（1）、沿底板受顶面安装10mm厚的通长铁板。（2）、严禁机械设备碰撞框架表面。5、减小阻力措施箱体在预制时，在底板预埋注浆管，在顶进时通过注浆管向箱体底板注入

11、润滑泥浆以达到减阻的目的。注浆管采用内径为20mm的钢管，上端带10cm长内丝扣，下端做成喇叭口型。将钢筋焊接固定在底板钢筋上，浇筑底板混凝土时，将下口有塑料布包裹，上口拧上螺丝盖，以保证混凝土不进入管内。注浆管间距为4m，梅花型布置。注浆管布置图（四）、检查验收 桥体顶进过程中及时检查顶力系统和桥体各部位的受力状况，确保安全顶进就位，顶进就位后允许偏差满足下表。桥体顶进就位允许偏差项目允许偏差（mm)检查频率检验方法范围点数中线200每座或每节2测量检查高程1%顶程并偏高150，偏低200每座或每节2测量检查五、安全质量保证措施（一）、质量保证措施1、预制箱体时，应在结构底板端面预埋=10m

12、m的钢板，并在相应部位混凝土内设直径8、网格为100100mm的钢筋网，加强底板混凝土的局部承压能力。2、以规范、标准、设计文件为依据，对箱体的钢筋加工绑扎、模板制作安装、混凝土作业、测量、试验、框架顶进等主要工序随时进行质量检查，发现问题及时解决，以确保顶进质量。3、顶进前，应对框架进行全面检查，底板和框架四角不得有裂缝，并必须待框架结构混凝土达到设计强度的100后方可进行顶进施工。 4、顶进过程中，如框架发生偏差，应采取不等压的方式逐渐加压纠偏。5、修筑后背时，钢筋混凝土后背梁应达到设计强度；填土应按设计夯填，避免顶进时后背破裂。 （二）、安全保证措施1、顶进之前进行三级交底，即项目经理就

13、施工方法、安全质量、工期安排主持技术交底会，对项目部全体人员进行交底；项目总工就施工方案、抢险预案对项目部技术人员进行交底；技术部门对领工班、施工队、安质部进行全面技术交底；领工班、作业队对每个施工员进行安全技术交底。2、顶进施工前对各职能组组织有针对性和全面的安全教育，施工中每班要有安全讲话。3、顶进和挖土期间，和工务段建立好密切的联络方式，如发生异常，均听从工务段负责人的指令，积极配合采取相应措施。4、顶进过程中发生故障应停镐回油后再维修调整，如线路发生故障、来车等情况及时停镐。组织经验丰富的工人负责更换顶铁、挖前掌子面的土。5、顶进时，非工作人员应撤离工作坑，严禁施工人员接近或跨越顶铁，

14、顶铁间应加设横梁，顶铁上不得站人。6、挖土人员在上部往下挖铁路基床时，不论用撬棒，还是大镐，都必须注意与周围人协调工作，以防伤人，并随时听从防护员的指挥及时下道，使用撬棒带绝缘套，并防止联接轨道电路。7、挖土人员要随时为自己挖蹬踏用的脚窝，必要时系安全绳，列车通过时要避车。8、桥体顶进工作严格听从线路加固的指挥，不得私自顶进，为更好地与线路加固和其它职能组织联系，配有对讲机相互沟通情况传递信息，为万无一失，线路加固指挥处与司镐人员利用电铃传递命令，即电铃响停止顶进。9、顶进施工前备齐防塌用料、用具和设备，其中包括编织袋3000条，碎石200m3、电气焊设备各2套，200KW发电机一台等。10、

15、桥体一经顶进，要求在桥体的前后两侧备有装好土的编织袋、道砟和木板，一旦发生塌方，现场负责人将组织抢险组及各部门人员一同抢险。根据塌方情况，由现场工务段负责人决定是否拦截列车还是通知车站推迟发车时间，施工现场针对塌方的面积决定加强塌方处的线路加固强度，还是利用草袋、木板恢复塌方处的缺口。11、使用机械开挖时，铲头不得碰撞扣轨梁或桥主体结构，人工清理开挖面时，严禁人机混合开挖。12、顶进现场备有适当数量道碴、枕木、草袋、木材、钢轨等料具，一旦线路有问题应立即抢修，确保既有线的安全。13、桥体上有电力机车供电接触网，施工中，任何物件必须在其安全范围以外，防止触电事故的发生。14、防塌方措施A、坚决执

16、行五不挖土，即列车通过时不挖土、交接班时不挖土、机械设备发生故障时不挖土、较长时间不顶进作业时不挖土、线路压车时不挖土；B、坚持吃土顶进，使钢刃角始终插入土体之内；C、在路基前后两侧桥体四角处备好装满道砟的袋子，每处堆放50方；D、抢险物资、抢险设备等放置在有可能发生事故的最近现场。E、及进撑握列车运行情况，撑握好挖土顶进列车运行间隔时间，特别是动车组运行情况；F、建立好和工务段等各站段的紧密联系，命令及时传达，建立可靠的联络方式，在指挥部设程控电话，线上线下指挥人员均配备对讲机。G、提前调试好顶进设备，所有顶进机械设备及机电设备，不超负荷或带病运转，用电设备严格执行“三控两保”制度。H、施工

17、前设置通畅的安全通道，以便抢修车辆顺利出入，现场设专人引导车辆。（三）、施工组织协调及配合严格按照北京铁路局京铁师2008435号、北京铁路局京铁师2010249号、北京铁路局京铁师201034号、及北京铁路局工务处京工函200910号文件组织施工，按照工务处营业线施工方案审查意见、北京铁路局总工室施工组织设计审查意见以及与各站段签订的施工配合协议组织施工，切实落实各项安全措施。施工慢行（45km/h）开始，每天下午17：00以前向工务段调度及中铁六局天津铁建公司调度汇报工程进度情况，同时，每天下午17：00在现场由工务段组织召开施工碰头会，各相关单位必必到位，并做好会纪要。在顶进期间与线路加

18、固单位秦皇岛工务段做好密切配合，顶进挖土时，提前与工务段顶进配合组负责人进行联络，并做好顶进计划。经工务段顶进配合组负责人同意后方可进行开镐顶进。工务段顶进配合组负责人员及我方指挥人员均配备对讲机及移动电话。（四）、应急预案1、抢险施工领导小组成立以项目经理为组长的应急抢险小组，在顶进施工期间现场定岗定责。人员分工联系方式详见表2：抢险小组人员职 务姓 名联系电话责 任组 长鄢全成13040098160总指挥及联络副组长姜磊13472933830应急预案监督、落实组 员文艺红13040098158应急预案具体实施组 员张志斌13467083456安全检查2、抢险物资、人员、设备准备抢险物资、人

19、员表序号名 称单位数量序号名 称单位数量1石 碴m32009各种行车牌套22木 枕 根10010编织袋个50003气割工具套211装满土纺织袋m32004电焊机台15草 莲m3506铁 锹把507扒 镐把108木 板m320注：1、抢险队员共计60名； 2、抢险物资根据使用情况随时补充。抢险设备表序号设备名称单位数量规格型号主要工作性能指标现在何处备注1挖掘机辆1200现场225t吊车台1现场3对讲机台10GP88S现场4发电机台1200KW现场5装载机台1ZL50型现场6面包车辆1现场3、抢险措施（1）、塌方抢险桥体顶进过程中若出现坍塌，须由工务段判断是否影响行车并立即通知车站，有工务段根据

20、现场实际情况做出决定，以影响行车时间最短为原则，先抢后干，先慢后拦。若按最低限速行驶仍存在危险，应立即拦车，现场及时组织人力对线路进行抢修，在确认具备列车通行条件时方可放车，确保铁路行车安全。1)、顶进前方塌方A、和工务段监护人员及时检查线路的几何尺寸，是否良好，由工务段决定慢行速度或是否拦车；B、若塌方过大，加快顶进速度，减小影响范围，同时配合工务段进行线路整修；C、随时评估线路运行情况，原则上是先慢后拦，严重影响列车通行时宁可拦车不可放车，同时配合工务段进行线路整修。2)、刃角两侧塌方A、当刃角两侧出现上半部土不坍塌，下部土出现坍塌，类似于空洞时，要抓紧时间将桥体向前顶进，顶过坍塌部位时，

21、戳穿上部土。B、若塌方范围不大于两根工字钢距离，工字钢尚能提供足够承载力时，须由工务段视情况立即通知车站限速，立即用枕木等对工字钢进行加固处理，待列车通过后填筑砟石；C、若塌方范围过大，工字钢无法提供足够承载力时，组织人员将事先准备好的石砟袋投入塌方位置，填筑密实，确保足够承载力满足列车通过。(2)、顶进扎头、抬头、偏向1）、扎头、抬头顶进过程中若出现扎头时，即连续三镐扎头率（相邻两镐的高差/单镐顶程）有增无减,或相邻两镐高差大于15mm。则立即停止顶进，指挥挖土人员让底板前端、侧刃角增加吃土量，在箱体后端堆土进行配重，此时每顶进20cm测量一次。若扎头趋势仍不能控制，则将底板前端土层挖开，浇

22、筑一层速凝混凝土，混凝土面做成沿顶进方向的仰坡，混凝土达到强度后再进行顶进。若顶进过程中出现抬头时，即连续三镐抬头率（相邻两镐的高差/单镐顶程）有增无减,或相邻两镐高差大于15mm。则立即停止顶进，指挥挖土人员让底板前端、侧刃角减少吃土量，在箱体前端堆土进行配重，此时每顶进20cm测量一次。2）、偏向 在顶进中出现偏向时，即连续三镐偏向率有增无减,或相邻两镐偏差大于15mm。则立即停止顶进，通过计算确定两边不均匀开镐数量，进行纠偏，若效果不明显，则进行两边不均匀吃土来配合纠偏。此时每顶进20cm测量一次。六、劳动力计划框架桥顶进时，一天两班连续作业。管理人员安排详见下表。项目部管理人员安排职

23、务姓 名联系电话备 注指 挥 长李爱林13820988160施 工 组 长鄢全成13602019316顾玉峰13602106251施 工 副 组 长姜 磊15930899865王继成15081971624后 勤 负 责 人闫贵捷13230550560安质 检负 责人张志斌15133978756技 术 负 责 人屈义明13752522038物资设备负责人李冬雪15033900982掘 土 顶 进 组文艺红 陈宝明15232709258白班季华庭 张宝平15232709058夜班技 术 测 量 组李 靖 顾兴业15932512254白班程勤勇 龙国俊 15127550042夜班物 资 设 备 组王

24、 森15203258528线 路 配 合 组陈宝明18633317158安 全 质 量 组齐继恒13722733288防 护 联 络 组于艳南18631572898应 急 抢 险 组文艺红15232709258七、计算书（一）、施工最大顶力计算对持力层土质分析，该框架桥持力层土质为细砂土，按照土力学规定 ：P=KN1f1+（N1+N2）f2+2Ef3+RA式中：P最大顶力（KN）； N1桥涵顶部荷载，线路及线路加固重量每股道按2.5t算，每股线路计算长度为50.623m，四股线路为：50.62325KN4=5063（KN）； f1桥面顶部的摩擦系数，采用小滑车，取0.15；N2桥涵箱身自重10

25、4500（KN）；f2箱身底板与基底土的摩擦系数，取0.75；E箱体两侧土压力（KN）；E=1/2H2B=1/20.2518.57.7235=4799KN式中：静止土压力系数 =0.25；土的容重（KN/m3）=18.5；H计算土层高度 H=7.7m；B计算宽度 B=35mf3侧面摩阻系数 取0.7R桥体正面阻力1000KpaA桥体正面阻力部分面积（45.50.7） m2（70cm吃土）K系数，一般取1.2所以：P=KN1f1+（N1+N2）f2+2Ef3+RA =1.250630.15(5063104500)0.75247990.7100031.85=145800.4KN14580t（二）顶

26、进设备计算（1）、箱体重约10450t，最大顶力为14580t，初始顶力为6270t,计算如下：P0=kN2=10450t0.6=6270t式中：P0为初始顶力； N2为箱体自重，10450t; K为滑板摩擦系数取0.6。 （2）、顶进中偏转力矩的计算偏转力矩为：M=EZE=1/2H2x=1/20.2518.57.72x=137.1xKN式中：E：侧向土压力，（kN）静止土压力系数 =0.25；土的容重（KN/m3）=18.5；H计算土层高度 H=7.7m；x侧面土压力计算宽度，m;Z：两侧土压力合力的中心距离，为45.5mctg64=22.2m则箱体侧面土压力宽度为xm时箱体偏转力矩为：M=

27、EZ=22.2m137.1x=3043.6xkN.m最大偏转力矩Mmax=3043.635mkN.m=106526kN.m(3)、顶进过程中的顶力 根据后背检算时计算的顶进过程中最大顶力为145800KN。顶部荷载与顶程关系表顶程/m6.010.214.218.222.226.230.234.238.242.246.250.252.3顶部荷载/kN00N1/8N1/84N1/83N1/84N1/85N1/86N1/87N1/8N1N1N1箱体最大顶力为Pmax=145800kN，由于考虑油路系统摩阻力，使用500t/台顶镐50台按70%的有效顶力计算，则能提供的实际最大顶力为：500t70%5

28、0=17500t,储备系数为：175000kN/145800kN=1.2箱体最大纠偏顶力为：P3=MmaxL3=13316kN L3为纠偏顶力中作用点到箱体中心线距离L3 =8m 则纠偏顶镐数量为：13316kN/3500kN=3.8台考虑顶力储备实际布置4台，则储备系数为：35004/10733=1.3台 如下图所示：在箱体左侧布置23台镐，在箱体右侧布置27台镐，4台纠偏顶镐。顶进入土深度与开镐数量表顶程侧面土压力计算宽度/m顶力/kN偏转力矩/kN.m纠偏顶力/kN开镐数量(台)单镐顶力/kN备注左侧右侧00000010.2000212114.2000212118.22.11382216

29、3926442121329122.26.11391421856618712122323626.210.11400643074130972122325730.214.11409854291543242122327934.218.11419065508955512123322538.222.11428286726467772123324642.226.11437497943880042123326746.230.11446709161292302124321550.234.1145592103787104572124323552.335.01458001065261073321243240A、超高压泵站：BZ50-96两台设备最大压力为50MPa，每分钟最大流量96L,电机功率：18.54Kw，控制系统为三位四通换向阀，每分钟最大流量为96L。B、顶镐：QYA200F型54台（4台备用镐）行程为650mm， 工作最大压力为50MPa。C、油管：高压钢管，能承受最大压力60MPa；胶皮高压软管，能承受最大压力50MPa；D、油管接头：钢接头。在顶进过程中，顶镐所需最大压力为：200t9.8/A=19.6MPa 式中：A为顶镐受力面积，3.140.40.4/4=0.1256m2故设备均能满足要求。如下图所示：油路控制图中铁六局天津铁建公司路桥项目部 2010年09月28日