铁路封闭施工方案范文
铁路封闭施工方案篇1
关键词:铁路 交叉跨越 方案研究
1 概述
1.1 线路地理位置及径路
海青铁路位于山东省胶东半岛与内陆地区咽喉地带,途径潍坊市下辖的昌邑市、高密市,青岛市下辖的平度市、胶州市四个县级市。线路北起德龙烟铁路大莱龙段的海天站,南接胶济线的芝兰庄站。呈南北向,线路全长约90.3km。北端通过德龙烟铁路和黄大线沟通了京津塘地区;南端通过胶济线连通了青岛地区;通过胶黄线和青日连线沟通了黄岛港和南部沿海地区,形成一条贯通南北的沿海大通道,促进沿线地方经济发展。
1.2 主要技术标准
1.2.1 海青铁路
铁路等级:I级;正线数目:单线;最小曲线半径:一般3500m,困难2800m;限制坡度:6‰;牵引种类:电力牵引;机车类型:货运 HXD1,客运 SS9;牵引质量:5000t;到发线有效长度:1050m;闭塞方式:自动站间闭塞。
1.2.2 胶济客专
铁路等级:客专;正线数目:双线;最小曲线半径:一般2800m,困难2200m;限制坡度:12‰,局部20‰;牵引种类:电力牵引;机车类型:动车组;牵引质量:1000t;到发线有效长度:700m;闭塞方式:自动闭塞。
1.3 铁路交叉规定
随着大规模铁路建设的深入推进,铁路工程线路交叉跨越现象不断增多。为解决好客货共线铁路与高速铁路之间的跨越关系,确保高速铁路列车安全运行,铁道部于2010年下发了《关于铁路工程设计线路交叉跨越有关规定的通知》(铁建设[2010]146号),要求对在建项目和已经批复初步设计项目进行认真核查和整改。
铁建设[2010]146号的规定交叉时按照“较高速铁路上跨较低速铁路、客运铁路上跨货运铁路(含客货共线铁路)”的原则,同时与已建高速铁路交叉时,应选择已建铁路桥梁地段的较高桥墩、较大桥跨处下穿方案。
2 交叉方案研究
铁道部、山东省于2010年6月8日联合下发了《关于新建海天至青岛铁路初步设计的批复》,批复的线路方案为海青线在DK80+806处与胶济客专(K75+811)交叉,交叉方式为海青线采用32m简支T梁上跨胶济客专。
胶济客专为双线电气化铁路,设计速度200km/h,目前局部地段最高时速250km/h,线间距为5m。海青线与胶济客专K75+811.3交叉,法线夹角为28°,交叉处胶济客专为路基,填土高度约2m。2010年按照铁道部铁建设[2010]146号和鉴综电[2010]455号文件规定,对胶济客专交叉变更方案做了进一步的研究。
2.1 海青线下穿胶济客专方案
铁建设[2010]146号的规定交叉时应选择已建铁路桥梁地段的较高桥墩、较大桥跨处下穿。本次对胶济客专既有桥梁情况进行了梳理:
海青线与胶济客专交叉点距离胶济线接轨站直线距离仅有8km。本段胶济客专与济青高速走向基本一致,最近处距离仅有400m,K64+700处为同三高速,K68+600处为S219,K81+800向西进入高密城区规划,K85+200向西进入高密是城区,区域内有多条超高压电力线路,其中在建660kV超高压电力线路呈南北向,2条500kV超高压电力线路,基本呈南北向,在王庸路#2中桥附近折向东。综合考虑胶济客专轨面标高、济青高速的路面标高、交通网、区域的城市规划等因素,选择胶济客专K65+000~K85+000段进行重点研究。
经梳理胶济客专K65+000~K85+000段胶济客专既有桥梁共11座,详细资料详见表1。
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既有胶济客专除跨大河外的桥梁的孔跨数较少,基本都是1或者2孔,且净空不高,如果利用既有桥梁下穿,受桥梁结构高度的影响下挖深度要比采用框架桥下挖深度大,同时需要改移公路并为公路新顶进涵洞,不如在胶济客专的路基地段为海青线新顶进框架桥,可以减少下挖的深度和改移公路的长度。
因此变更设计方案补充研究了在胶济客专路基地段新顶进框架桥的方式,原位下穿方案、东移改线下穿方案和西移改线下穿方案。
2.1.1 原位下穿方案
平面位置和原设计方案一致,下穿胶济客专处为填土路基,采用1-7m框架桥顶进,需要下挖约8.5m。高密东站填土高度需要抬高0.8m,路堑长约1.9km,最大挖深10.6m,挖深大于5m地段和公路上跨地段设计采取明洞,挖深小于5m地段设计采取U型槽,上方设置雨棚。在最低处设置排水泵站2座。
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另外,本段采取下穿后截断了多处道路,本方案下挖地段考虑4条村村通道路采用上跨本线方式,其余道路封闭。天然气管道位于U型槽地段,埋置深度不足,需要继续改移并设置防护函。
2.1.2 东移改线下穿方案
向东改线,选择胶济客专填土高度较高地段进行穿越,交叉处采用1-12m框架桥顶进,交叉处路基填土高度约9.5m,需要下挖约1m,采用顶进法施工。其他挖方地段按照路堑进行防护处理。高密东站需要向海天方向前移4.7km,高密东站至芝兰庄站间需要增加1个车站。
另外,本段采取下穿后截断了多处道路,本方案考虑3条村村通道路采用上跨本线方式,其余道路封闭。胶济客专与济青高速间有一条东西方向的天然气管道天然气管道位于挖方地段,埋置深度不足,需要继续改移并设置防护函。
2.1.3 西移改线下穿方案
向西改线,选择胶济客专填土高度较高地段进行穿越,交叉处采用1-7m框架桥顶进,交叉处胶济客专路基填土高度约6.5m,需要下挖约4m,采用顶进法施工。其他地段设置U型槽,上方设置雨棚。在最低处设置排水泵站2座。
该方案在DIIK82+150处与在建的660kV超高压电力线路交叉,目前该段电力线路已经基本施工完毕,为山东省重点工程,净空不能满足电气化铁路要求,需要协调抬高电力线路。
另外,本段采取下穿后截断了多处道路,本方案下挖地段考虑4条村村通道路采用上跨本线方式,其余道路封闭。
2.1.4 方案分析(见表2)
通过综合分析,海青线下穿胶济客专方案虽然运营期间胶济客专比较安全,但施工期间对胶济客专安全影响较大,尤其西移改线下穿方案和原位下穿方案中交叉处的地下水位较高,下挖深度较深,施工期间全部需要大量降水,将会引起既有胶济客专路基沉降,同时暴雨或者洪水时下穿地段有被淹没的危险。
2.2 海青线上跨胶济客专方案
因下穿方案无论施工还是运营期间都存在较多问题和安全隐患,经与铁道部沟通后,补充研究采用连续梁上跨转体施工方案。
2.2.1 上跨安全隐患分析
①列车桥上脱轨
本桥设置了双侧护轮轨,当列车脱轨后,护轮轨起到限制落在基本轨内侧的车轮继续横移,使列车在敏感区间不翻车的作用。在保证桥梁施工质量和不发生大的自然灾害使桥梁发生破坏的前提下,通过桥梁上设置双侧通长护轮轨,列车发生脱轨后冲出桥梁的可能性可以降至最低。根据实践检验,桥梁上采用老式Ⅲ型桥枕铺设护轮轨,在列车脱轨后可以将列车沿线路引导前行,而不会掉道或冲出桥梁。因此,影响桥下安全的范围内采用老式的桥枕铺设护轮轨。
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②桥梁发生断裂或者落梁
公路上跨桥和铁路上跨桥有着很大的不同,汽车超载现象严重,致使公路上跨桥一般很难达到设计的使用年限就损坏需要维修,而铁路中火车一般不会出现超载现象,因此铁路上跨桥只要保证桥梁施工质量的前提下,在桥梁设计使用周期内基本不会发生断裂。另外,在运营期间加强对跨线桥梁的检查和监测,也可以起到较好的预防作用。桥梁两端的支座处采取防落梁措施,只要不发生大的自然灾害基本不会出现落梁。
③桥面道碴掉落
采用连续梁上跨,桥面为一整体,中间没有梁缝,道碴与泄水孔间有挡碴墙相隔,不会出现道碴掉落。
④桥梁外侧人行道板掉落
采用连续梁上跨,人行道与梁体一起整体现浇,不会发生掉落。
⑤货物列车货物掉落、旅客列车乘客扔物体
列车运行时可能存在货物掉落和车窗未封闭列车上的旅客扔物体的可能。为防止物体掉落对桥下客运专线的影响,在影响范围内的桥梁两侧设置防抛物设施,按照半封闭设计。
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2.2.2 连续梁的跨度选择
采用连续梁转体施工方案,综合考虑桥梁结构尺寸和施工空间,连续梁跨度可以采用(32+48+32)m和(40+64+
40)m两种尺寸。
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根据技术经济比较(40+64+40)m连续梁转体施工方案较(32+48+32)m连续梁转体施工方案投资省约115.41
万元。
2.2.3 施工方法
在海天端中墩处平行于既有铁路线,在支架上立模现浇连续梁中墩墩顶梁段,挂篮浇筑悬臂段施工,待施工到最大悬臂状态后,结合既有线运营、施工要点及天气等因素,择机实施转体施工。将梁体逆时针旋转62度,转体到位后,与转体前已在原位施工完成的青岛端半跨再进行合拢段施工。在转体施工过程中,必须做好安全防护工作,确保施工安全和既有线运营安全。胶济客专铁路右侧海天方桥墩承台施工时,采用钢轨桩及挖孔桩对路基边坡进行防护。其余标准跨度简支梁按照工厂预制,架桥机架设。
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3 方案推荐意见
若按照铁建设[2010]146号文件要求采用海青线下穿胶济客专方案,虽然运营期间胶济客专比较安全,但施工期间对胶济客专运营安全影响较大,尤其西移改线下穿方案和原位下穿方案中交叉处的地下水位较高,下挖深度较深,施工期间全部需要大量降水,将会引起既有胶济客专路基沉降。同时建成运营后遇到暴雨时海青线下穿地段有被淹没的危险。海青线下穿胶济客专方案虽然符合铁道部最新文件精神,但是无论施工还是运营期间都存在较多问题和安全隐患。
通过对海青线上跨胶济客专的安全隐患分析可知,海青线采用连续梁上跨胶济并转体施工方案施工期间对胶济客专影响较小,转体在天窗点内即可完成;采取各项安全措施后,运营期间对胶济客专的运营安全也降低至最低。
综述所述,由于下穿方案存在诸多问题,难以实施,而采用连续梁上跨并转体施工方案采取了安全可靠的防护措施,将各项隐患降至最低,能够保证胶济客专的安全运行。因此设计认为海青线采用连续梁上跨并转体施工方案为最优方案,予以推荐。
4 研究结论及建议
海青线采用连续梁上跨胶济客专并转体施工方案最终获得铁道部批复,已经与2012年10月顺利实施转体合拢。目前我国铁路建设里程不断攀升,各种等级的铁路交叉在所难免,新建铁路在可选择跨越形式的情况下,尤其是在按照铁建设[2010]146号文件要求实施困难时,不能搞一刀切,必须严格按照高等级上跨低等级的原则办理,需要从既有线的重要性、区域内地质条件、地形条件和工程的可实时性等多方面进行比选确定,以便使方案更加科学经济合理,更好的服务于国民经济发展。
参考文献:
[1]中华人民共和国铁道部.GB50090-2006铁路线路设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2006.
[2]中华人民共和国铁道部.关于铁路工程设计线路交叉跨越有关规定的通知[Z].北京:中华人民共和国铁道部,2010.
[3]易思蓉.铁路选线设计[M].成都:西南交通大学出版社.2005.
[4]中华人民共和国铁道部.TB10002.1-2005铁路桥涵设计基本规范[S].北京:中国铁道出版社,2005.
铁路封闭施工方案篇2
【关键词】接触网 改造 方案 优化
电气化是铁路建设的发展方向。加快铁路建设一方面要大力兴建新干线,另一方面要对原有的铁路系统进行电气化改造。相比新建铁路,既有线的改造施工难度更大,在规划、设计、方案确定上存在更多的特殊性和不确定性。行车不间断给施工管理带来了诸多不便,如何既能保证施工的质量、进度和安全,又不影响铁路正常运输,是现场施工组织面临的重要课题,优化方案和科学管理成为唯一的技术保障。
1 既有接触网改造工程的特点和难点分析
1.1 工程特点
接触网改造是电气化铁路整体改造工程中的重点和关键。与线路改造不同,线路施工可以分区段进行,采用增大曲线半径、抬升路基或隧道双线绕行等方式实施改造,完成区段施工后拨接拢口即可实现通车。接触网改造则不同,由于我国铁路站场改造采用行车不间断和以线路施工为主、保障线路、电务安全过渡的原则,站内线路和接触网交叉既有线和新建线,决定了施工作业只能在检修天窗点进行,作业完毕立即投入使用。在此情况下,既要保证受电弓安全顺利通过,又要保证正常施工,接触网改造必然会更多地受时间、场地、专业、安全和后勤保障的制约,加大了施工组织的复杂性和施工作业的难度。
1.2 技术难点
既有铁路接触网改造工程主要需解决以下技术难题:
1.2.1时间限制
按照铁路运输要求,接触网改造边施工边运营,施工封闭点最多不超过120分钟,而且根据线路不同,车流量大的线路每天给点更短,“天窗”作业,点后开通,造成施工不连续。
1.2.2空间限制
给点时间短、现场作业点多,交叉施工,大量人员机械短时间内聚集和撤离,施工场地空间狭小为人员、物料、机具的调配和运输带来困难,也降低了人员机械的使用效率,增加改造成本。
1.2.3专业限制
站场改造不仅仅是接触网改造,工务、电务、机务、线路、电力等专业和接触网专业同时同地施工,交叉作业,相互干扰相互挤占,影响工程质量和进度。
1.2.4安全和后勤保障限制
多数站改线路架线车暂时无法进入,人工架线张力不足,接触线磨损加重。“天窗”施工时间和空间的局限、专业交叉干扰、先进施工工艺站改中难以应用,为了不影响铁路运输,站改中常常需要采取临时的过渡措施,使天窗点的改造工程暂时达不到验收标准,存在一定的安全隐患,施工操作不当会引发放电、跳闸或弓网事故。接触网施工现场需要调配大量的人力物力,过渡工程也常需要使用特殊的或自加工的材料,对后勤保障也提出了严峻的考验。
设计要求和施工条件不同,施工方案也不同。在目前国内外还没有成形的经验可以借鉴和规范性文件用以指导的前提下,理顺现场各种矛盾,制定详细可行的作业计划和施工方案,做足预案,并能在实际操作中根据现场情况不断优化控制,使其符合合理有序、动态可调、方便实用、管理科学的原则,是既有铁路接触网改造施工成败的关键。
2 方案及对策
针对以上突出问题,实践中我们采取了以下措施优化方案,取得了较好的效果:
2.1 全天候作业
根据现场条件,在既有线与分段线之间采用临时落锚,连接分段绝缘器的方法,创造临时无电区,实现全天候作业。
线路施工若提前完成,封闭点尚存,在不影响行车的前提下,利用间隙时间合理调度架线车进入,实现正常程序施工。在以上条件都不具备的情况下,采用带电作业和改变供电方式的方法过渡施工,并积极协调有关部门早给点,多给点。
2.2 熟悉现场,提前准备
技术人员要熟悉图纸、线路情况和施工计划,围绕线路施工计划确定接触网拆除和过渡的具体时间,提前进行材料、机具的准备,细化工作内容,使现场配合得力,施工有序。
2.3 充分考虑专业特点,及时沟通,确定各专业的分时工作量
成立处、段、队三级工程指挥部,从全局出发,全面协调,合理调配资源,严格执行分时作业计划,最大程度避免专业间的交叉干扰。
2.4 采用必要的过渡措施
对于人工架线和附近线路架线车架线接触钱张力不足硬弯增加的问题,可采取临时增加悬挂点的方法加以解决。各种临时设施的施工标准不能低于正常要求,并有冷滑实验等检测手段。施工中尤其注意检查过渡线岔的位置、软横跨无电区距带电体的安全距离、接触线的位置是否符合要求、过渡关节能否影响正常取流等,以保证接触悬挂没有完全到位的情况下用电的绝对安全。现场加强安全监管,点前核查现场,进行施工准备,点中设联络员和安全员,加强防护,开工和结束令,点后检查现场,确认机车安全通过后方可撤离现场。后勤部门要熟悉施工计划,提前统计每天需要调配的人员机具和物料,根据作业时间科学组织运输,对过渡工程需要的特殊材料要提前安排设计加工,保障及时供应。
对于施工方案的优化和科学管理,应重点从以下几个方面着手:①充分发挥基层单位工程技术人员的技术经验优势,施工方案要做细做足并留有余地,保持其灵活性,在此基础上对图纸进行会审,对比施工条件、范围和工作量,对原方案中与现实情况不符,或对施工运行不利的条款要尽早提出尽快解决。②施工组织管理机构组织召开各施工单位协调会,找出接触网专业与其他专业互为影响的项目,协调理顺各专业互为影响的逻辑关系。③现场交桩。接触网技术人员应对线路改扩建情况充分了解,以交桩资料为依据,确定基坑位置,审定过渡方案。④动态管理施工方案。在对现场充分调研的基础上,与各施工单位配合,有机组合现场各类动态信息,列出所有干扰项目及成因,编制施工进度网络图,利用网络图反映出来的现场变化情况,选择关键路线,制定最优方案,科学管理复杂的工作内容,跟踪事件发展,实施过程控制和方案优化。
3 结束语
既有电气化铁路接触网改造事关铁路运输的安全与效能,施工难度大,现场条件复杂多变,本文总结工作实践,对接触网改造施工组织中遇到的突出问题进行探讨,希望能对类似工程提供参考,对行业标准和规范的建立有所裨益。
参考文献
[1] 于小四.电气化铁道接触网实用技术指南[M].中国铁道出版社,2009.
[2] 电气化铁道施工手册[M].中国铁道出版社,1987.
[3] 接触网安全工作规程接触网运行检修规程[M].中国铁道出版社,2007.
作者单位
铁路封闭施工方案篇3
关键词:桥梁施工;分离式桥;沪昆铁路;施工防护;桩基施工 文献标识码:A
中图分类号:U445 文章编号:1009-2374(2016)10-0118-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.058
1 工程概况
贵州省六盘水至六枝高速公路六枝西互通杨梅坡分离式全桥共1联3m×30m,桥面净宽23m,上部构造采用预应力砼(后张)小箱梁,先简支后连续结构,预制架设法施工,下部构造0#台采用肋板台配桩基础,桥墩采用双圆柱墩配桩基础,3#台采用U台配明挖扩大基础。
杨梅坡分离式桥上跨沪昆铁路,该立交桥的第2孔上跨沪昆铁路上下行线,桥梁中心线与铁路股道中心线的交角为90°,交叉点对应的沪昆铁路下行线里程为K2159+073.8(那玉至新窑间),跨越铁路桥跨的跨度为30m。桥下净空要求不低于8.50m,铁路轨顶至设计梁底距离10.70m(最不利位置),扣除8.50m铁路净空外,尚余2.20m作施工时搭设铁路安全通道用,墩柱及桩基边缘离轨道中心距离为10.20m。靠近铁路部分桥墩均为桩柱桥墩,第2跨上跨沪昆铁路,墩柱及桩基边缘离轨道中心
距离为10.20m,且设计桩长均大于30m(0#台设计桩长35m,桩径为1.3m,共6根;1#、2#墩设计桩长32m,桩径为1.6m,分别为3根),桩基平面、断面布置图如图1所示:
2 跨越处总体施工方案
2.1 施工准备
2.1.1 杨梅坡分离式桥上跨沪昆铁路总体施工布置在0#台、3#台后路基上分别设置桥梁工区,区内设钢筋笼加工间、木工车间及机械设备停放场、库房等,避免材料跨越既有线运输。施工便道及排水系统严格按照工程要求设置施工。每个施工区使用彩钢瓦封闭高度2.4m,防止人员设备侵入铁路线界。
2.1.2 铁路安全防护、通信、信号电缆调查与迁改。在施工前进行桥梁下部结构施工放样,并将施工影响区域标出,施工前邀请工务段、供电段、电务段、通信段、车务段等,进行现场踏勘标明施工与铁路安全相冲突干扰地段,对地下电缆等设备采用人工挖探坑探明,并对探明的电缆等设备24小时不间断专人防护。如有需要迁改的线管、电缆由具有铁路设计资质单位设计,铁路相关部门实施。中铁五局一公司已对施工现场周边铁路实施进行了调查,并于2014年7月份请铁路电务、通信、供电部门现场进行了核对。
2.1.3 下部结构施工隔离。为确保下部结构施工过程中不影响铁路运行安全,桩基施工前先进行测量放样后,与工务段一起将地表孤石、松土等杂物全部清理完毕,然后采用钢管架搭设隔离栅,隔离栅高度为2m,采用混凝土将钢管浇筑在原地表上,并在铁路外侧方向架立支撑钢管,形成排架,然后在排架上固定木板隔离机械人员,严禁人员机械进入铁路运营范围。隔离栅搭设完成后必须经铁路部门验收合格后方能开始施工。
2.2 桥梁下部施工方案
2.2.1 桩基施工。
第一,由于墩柱及桩基边缘离轨道中心距离为10.20m,且设计桩长均大于30m(0#台设计桩长35m,桩径为1.3m,共4根;1#、2#墩设计桩长32m,桩径为1.6m,分别为3根),根据设计要求及工程地质反映的情况,为确保铁路行车安全,桩基施工采用水磨钻在孔内小型机械钻芯成孔措施,完全避免因石方爆破对围岩及铁路路基震动。
第二,钢筋笼安装:钢筋笼主筋提前在钢筋加工棚分节下料,桩基开挖完成后,采用平车运输至施工现场,主筋节段长度不得超过9m长,采用螺纹连接安装,便于现场安装施工;由于地面横坡较陡,吊车无法进入施工现场,现场采用在孔口搭设6m高双排架钢管支架,并设置斜撑和缆风绳,确保支架的稳定性和抗倾覆性,防止产生倾翻时影响铁路运行。钢筋骨架在孔口逐根安装焊接绑扎成型后逐节段下放至孔内,安装过程中现场专职安全员全过程监督,有异常现象立即停工。
第三,混凝土浇筑:混凝土在集中拌合站加工好后,采用混凝土运输车运至现场,利用输送泵进行浇筑。
2.2.2 桩系梁、墩柱、盖梁施工防护方案。
第一,由于桩系梁非常靠近既有线路基,为防止施工过程对既有线的影响,设计上采取适当提高桩系梁标高,避免深基坑开挖。桩系梁底比原地面低30~50cm。因此,桩系梁施工时不存在深基坑问题,对既有线路基影响较小。为确保施工期间不影响既有线行车安全,桩系梁施工前,在既有线与工作面之间采用钢管排架加木板全封闭隔离。桩系梁钢筋采用钢筋加工厂内加工,现场绑扎成型的方法安装钢筋。采用大块组合钢模板,泵车输送砼入模的方法施工,桩系梁砼分层浇筑,每层厚度30Cm,控制砼浇筑入模速度,防止浇筑过快。
第二,墩柱施工增设支挡防护措施,施工前采用Φ42钢管搭设安全防护排架,立面采用木板全封闭隔离防护,避免杂物侵入铁路限界,影响行车安全。施工操作平台采用扣件式钢管脚手架沿墩柱四周搭设封闭矩形结构。杨梅坡分离式桥墩身为钢筋混凝土圆柱墩,柱径1.4m,最高墩身为6.5m。拟采用混凝土输送泵一次性浇筑成型。墩身模板采用委外加工的钢模,拆模后,墩身表面加塑料薄膜保温保湿法养生。
模板和钢筋安装采用5t手拉葫芦进行,将手拉葫芦固定在钢管支架上,人工配合进行。在模板及钢筋安装时,均设置上下固定绳,防止吊装发生偏移侵限,同时外侧防护网可以防止施工过程中发生的机械侵限及物体坠落对既有线造成的影响,保证了墩身施工的安全。
第三,铁路两侧盖梁采用钢棒法施工。卷扬机配合吊装型钢模板采用定型钢模,一次浇筑成型。在模板及钢筋吊装时,均设置上下固定绳,防止吊装发生偏移侵限,同时外侧防护网可以防止施工过程中发生的机械侵限及物体坠落对既有线造成的影响,保证施工安全。
2.3 桥头路基施工
0#、3#桥台后路基开挖距离沪昆铁路仅有30m,根据2010年6月9日成都铁路局下发的《成都铁路局营业线施工安全管理补充办法》临近既有线施工规定,距离铁路行车线中心200m范围内路基开挖计划采用破碎头冷开挖凿除施工,避免石质边坡放炮开挖对铁路行车安全造成影响。
2.4 箱梁安装
2.4.1 架桥机过孔。无论过孔还是架梁,架桥机必须在水平状态下作业。为在要求的时段内迅速完成过孔,首先将架桥机过孔至铁路管制范围外,再次对架桥机的栓接部位、吊索具、行走系统和制动系统进行全面安全检查,排除隐患。
2.4.2 箱梁安装。每架设一片箱梁的施工时间约为1.5小时,按铁路管理部门给定的时间段施工,每孔箱梁均为3片,即跨越铁路桥跨箱梁安装需进行4次安装作架桥机业(加架桥机过孔一次);每片箱梁跨孔安装前的工序(即接受喂梁和前期的工序)在铁路管理部门给定的时间段外完成,待容许的跨孔安装时间一到,迅速过孔安装并固定。
2.4.3 箱梁安装后防倾覆临时固定。第一片边箱梁就位后在放松约束前,采用手拉葫芦利用预埋在盖梁上的Φ32拉环与箱梁端部预埋钢筋连接拉紧两侧固定的同时,再在其翼缘板下和盖梁间用圆木做斜撑加以稳固。完成后放松约束撤离架桥机;其他箱梁就位后与相邻箱梁进行横隔板钢筋连接即可解决临时固定问题。
2.5 安全防护棚架施工方案
2.5.1 本防护棚架为既有线的防护措施,只对上部结构掉落的小型物件进行防护,不承受上部结构重力,与铁路正交,结构形式:左边是钢管脚手架,高度为10.5m,靠铁路前四排间距40cm,后三排间距50cm,垂直铁路方向间距1m,上部间距1m。两线间及铁路右侧采用Φ450钢立柱,脚手架与钢立柱、钢立柱与钢立柱间净距均为6.69m,顶部为两根Ⅰ30工字钢,长度分别为9.1m,和8.5m,间距1m。工字钢上满铺木板,木板上满铺白铁皮,铁皮上再满铺防水篷布。
2.5.2 本桥以铁路限界控制设计,桥下净空:轨顶至工字钢底≥9.0m;防护棚架宽3.5m,在两端搭设1.5m防护栏杆。
2.5.3 脚手架靠铁路侧用竹板封闭,防止运行列车绳索牵绊脚手架。
3 施工体会
(1)本文桥梁桩基之所以采用水磨钻在孔内小型机械钻芯成孔措施,而未采用旋挖钻快速施工方案,虽然两种方案均可以避免因石方爆破对围岩及铁路路基震动,但是由于桩基中心距离铁路轨道中心仅为10.2m,若采用旋挖钻施工将会存在因钻机桅杆倾覆倒杆危及火车运行的重大安全隐患;(2)桩基钢筋骨架施工之所以采用孔口逐根安装绑扎后逐节段(每节段高度为4.5m,共八个节段拼接完成)下放至孔内,而未采用吊车一次性吊放18m长钢筋骨架(共两个节段拼接完成),虽然吊车拼接功效快,但同样会存在因吊车桅杆倾倒危及火车运行的重大安全隐患;(3)墩身施工同样未采用吊车方案,而是采用施工操作平台全封闭矩形结构牢固地附着于墩身砼上;(4)安全防护棚架靠中间及右侧之所以采用Φ450钢立柱方案,是由于平面静距离不能满足行车安全要求,而左侧采用架手架加以支撑,极大地增强了支撑体系的横向稳定性;(5)箱梁安装方案在以往的基础上采取在盖梁顶预埋Φ32圆钢拉环加以固定,防止梁体倾覆掉落危及火车运行。
铁路封闭施工方案篇4
关键词:110kV供电;线路技改;线路施工
中图分类号:TD611 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)04-0135-02
1 概况
110kV故西I回路是铁路邵武、西拢两座牵引变双回路供电的其中一回,在2008年冰灾时出现倒杆断线2处,共倒杆5基,经受冰灾后降低了抗自然灾害能力。本工程所改造的线路为110kV故西Ⅰ回路全线,按原有路径进行改造,并对高山地段进行加强设计,共使用铁塔109基,其中新架铁塔99基,其中新架单回直线铁塔66基,单回转角铁塔33基,利用旧塔10基,改造线路长度35.133公里。
2 设计施工采取的主要措施
设计的选择:原110kV故西I回路已运行近20年,且经历2008年的冰灾破坏,抗自然灾害能力低,本次按全线铁塔线路设计,为提高线路抗冰灾能力,对两处海拔起过500米地段全部采用的加强型铁塔,加强型铁塔委托设计单位专项设计,确保本次设计能满足抗冰要求。
人员组织方面:由施工单位组织精干团队成立项目部,实行项目经理负责制,安排4个土建施工班组、2个线路施工班班组作业,每个施工班组均有带班技术管理人员,由于人员考虑充分,施工组织完善,使全线的施工能够在预定的停电时间内完成施工任务。
施工方案编制方面:经过编制、会审、修改、再会审等,共组织审查四次最后才定稿,提现了方案编制人员及局本部有关部门的认真负责态度,为确保整个施工能按时恢复供电打下基础。
本次施工方案最主要应该是如何保证对铁路的安全供电,在此改造期间,正常方式下,邵武、西陇牵引变只有110kV故西II回路单电源供电,而改造工期长达6个月,且要经过雷雨季节,谁也不敢保证在施工期间110kV故西II回不出故障,这也是施工方案中考虑最多的问题。
利用我当过调度员对网络熟悉特点,立即组织技术人员落实几个重要交叉跨越点,对于铁路邵武牵引变相对好办,利用110kV邵牵I支与110kV故越II路有交叉点进行空中T接,使得邵武牵引变有双电源供电。
对铁路西拢牵引变相对较难办,由于110kV故西I回路#083杆以后线路停电后,无法提供第二路电源,只能将110kV故西I回路分为两个施工阶段,每一阶段为#083杆以后线路,采取天气较好时段进行施工,并增加施工力量、缩短停电时间来保证。同时,做足事故预案,遇异常情况,如果110kV故西Ⅱ回路#092杆以后线路,除及时对故障处理外,只能要求西陇牵引变供电采用其它电源保障(铁路越区供电法)。如果110kV故西Ⅱ回路#092杆以前线路出现故障时,此时解开110kV故西Ⅱ回路#092杆跑线,将110kV故西Ⅱ回路#092杆大号侧线路临时T接至110kV故坪Ⅱ路#086杆大号侧线路,由110kV故坪Ⅱ路供电到光泽铁路西陇牵引变作为保障电源(事先立好临时T接杆并紧好线,等待做空中T接)。
本工程交叉跨越多,其中跨10kV线路35条次,0.4kV线路共25条次,跨35kV线路3条次、跨110kV线路3条次,给施工带来较大的难度。在方案编制时,技术人员到达每个跨越点,在施工作业前,又专门派工作负责人、技术人员对施工地段所交叉跨越的每条线路的名称、杆号、应采取的安全措施重新确认后,再向调度申请停电的安全措施,确保施工地段内的交叉线路必须全部停电验电挂接地,保证了施工的人身安全。
本次交叉跨越另一重点,是跨越2处电气化铁路,为确保施工期间铁路畅通,架设两处跨越架,并利用铁路“天窗点”进行封网,实行铁路线封闭施工作业,确保线路施工期间的铁路运行畅通。
在施工安全管理上,也做得不错,每个作业点每天均有安全监督人员进行施工作业检查,虽然习惯性违章时有出现,但未出现严重性违章,是值得肯定。
3 结语
本工程施工周期跨度长,作业点多面广,交叉跨越多,对铁路需要做特殊保供电等措施,在安全管理及整体施工方面做的好为:主要是设计到位,施工方案考虑周全,施工过程严格执规,现场的安全管理能可控、在控、能控,做到施工全过程管控到位,不出安全事故。
参考文献
[1] 王志波.电力线路技术改造工程的立项及方案优选[J].内江科技,2008,26(4):113-114.
[2] 徐丙华,侯晓明,纪航.220kV电力线路改造工程安全质量控制技术研究[J].供用电,2010,26(5):297-298.
铁路封闭施工方案篇5
关键词:穿越铁路;动载条件;矿山法;安全施工技术;地铁区间隧道
中图分类号: TU74 文献标识码: A
1引言
随着城市地铁的高速发展,地铁暗挖隧道不可避免的富水复杂地层、楼房构筑物、既有运营铁路等,因矿山法施工穿越既有铁路施工时极易引起轨面沉降、桥涵基础沉降、墩柱测斜、客货火车侧翻、地面塌陷、造成人员伤亡等事故,因此要穿越既有铁路必须了解铁路的位置、结构以及隧道工程地质、水文情况等各种指标,掌握穿越地段地铁隧道区间的特殊施工工艺及正确的安全控制措施,采取可靠的技术措施、施工方案及成熟的监控量测方法,才能保证安全顺利的穿越既有铁路。[1]
2工程概况
2.1 地理位置及周边概况
松江路站~东纬路站区间隧道在里程左DK10+220处穿越国铁甘南线,该处埋深约18m,铁路路基呈倒梯形,宽度约25m,堆载高度约2.8m,该铁路线为客货混用复线,使用功能强大。区间右线正上方为该铁路线过路桥涵,该桥涵基础采用钢筋砼独立基础形式,桥涵下部是山东路交通主干道,日车流量达8000余辆。
2.2工程地质概况
本区间隧道穿越铁路段围岩为中风化泥灰岩,块状结构,含淤泥质夹层,溶蚀、溶洞发育,地质变化快,易发生坍塌事故。综合判定岩体破碎,岩体基本质量等级为IV级。[2]
3穿越铁路段事故类型和危害程度分析
隧道开挖是一个动态的过程,开挖过程中伴随着地层应力状态的改变,并造成地层的损失,隧道开挖对既有铁路、桥涵、隧道洞内的损害表现为:轨面沉降、桥涵基础沉降、墩柱测斜、地表沉降、地面塌陷、洞顶沉降、洞内收敛等。发生以上事故后其后果可能造成客货火车侧翻事故、车辆事故、地面塌陷事故、造成人员伤亡、严重财产损失等。
4铁路段与隧道的位置关系
松~东区间下穿国铁甘南线平面位置图
5 施工方案
5.1施工原则
区间隧道穿越铁路段为中风化泥灰岩、裂隙发育、完整性较差,且有断裂带,爆破开挖后极易掉块坍塌,经分析,此段施工时要考虑以下原则:
(1)确保隧道施工安全,顺利穿越铁路;
(2)施工要尽量降低扰动,减少对铁路的影响;
(3)确保铁路、道路上的车辆运营正常;
(4)确保铁路下方桥梁路基及墩柱基础变形在控制范围内。
5.2矿山法隧道施工方案
5.2.1方案优化
在考虑穿越铁路段施工工期紧、资金紧张、加固铁路、桥涵时间长等原因下,经项目部现场实际考察、根据以往类似工程施工经验,将原设计进行方案优化如下:
(1)原设计要求系统砂浆锚杆Φ25,@1000×1000梅花型布置,l=3.5m;双层钢筋网HPB235,φ6网格150mm×150mm;格栅钢架,纵距500mm;C25喷射混凝土厚30cm。
(2)原设计要求在区间隧道进入下穿铁路段时,掘进至铁路线路中心里程提前40m至下穿铁路线路中心里程后40m为洞内实施超前支护施工段,同时也是洞身初衬设计参数加强施工段,总长80m采用双排超前锚管Φ42,t=3.25mm,l=3.5m进行超前加固 。
(3)原铁路局要求采用工字钢纵横梁结构加固线路,采取地铁上方桥梁路基及桥下基础注浆加固等措施,确保铁路的运行安全。[3]
方案优化后施工方案:[4]
(1)拱部1200范围内设置超前小导管预支护,每两榀格栅打设一次,环向间距300mm;双层钢筋网HPB235、φ6,网格150mm×150mm;格栅钢架,纵距500mm;C25喷射混凝土。
(2)下穿铁路段除加强洞身初衬设计参数外,拱部超前注浆、掌子面注浆、隧底径向注浆,用以控制洞身初衬结构变形。
(3)向铁路部门申请在该隧道下穿段线路上实施行车减速方案,既有铁路运输能力较强,在可能的条件下减速行驶,最大速度不超过40km/h。
(4)对轨面沉降、变形、桥涵基础沉降、墩柱测斜、地面沉降及隧道内拱顶沉降、洞内收敛等实施24h监控量测跟踪施工,信息反馈指导施工。
(5)联系交通主管部门在隧道下穿铁路桥涵下道路时,实施交通管制确保道路上车辆运行正常。
5.2.2开挖施工
穿越暗河段属IV级围岩,隧道采用台阶法施工,遇中风化泥灰岩地层,用人工辅以风镐难以开挖时,则采用微振松动爆破方式进行开挖,爆破开挖采用多次松动控制爆破施工方法,炮眼设计参数为:
(1)缩短开挖进尺,循环进尺控制在0.5m;上下台阶分开掘进,及时封闭成环;
(2)第一次爆破(爆破一区):掌子面首先采取楔形掏槽+掘进眼爆破施工方法;
(3)第二次爆破(爆破二区):采用剥落围岩的方法起爆底眼、辅助眼、周边眼及脚眼;
(4)最小抵抗线w =(7~20)d根据类似工程控爆经验,系数取10,则:w = 10×40 = 400mm。
(5) )炮孔间距α=(0.6~1.4)w,系数取1.0,则α= 400mm。
(6)炮孔排距b = 1.2α = 480mm,取值500mm。
(7)炮孔深度按炮孔利用率按0.85计,取L = L0/0.85。L0—循环进尺0.5m,计算取值L = 0.58m;
(8)铁路埋深及安全震动要求,根据萨氏公式Q=R3(V/K)3/a R=18m,V=1.5㎝/s,经计算Q=3.37㎏,即每段爆破炸药用量不超过3.37㎏。
(9)经计算分析,上、下台阶断面单循环钻爆参数统计表
5.2.3超前支护
下穿铁路段洞内注浆加固处理时,注浆类型分为密排超前小导管注浆、掌子面注浆和隧底径向注浆,浆液均采用水泥-水玻璃双液浆,配比同地表注浆,压力控制在0.3~1.0MPa。
(1)超前小导管注浆参数:注浆管采用φ42mm热扎无缝钢管,壁厚3.25mm,长3m,沿拱部150°范围布设,环向间距15cm,每两榀打设一次。
(2)掌子面注浆参数:在隧道上台阶按环向1m、排距0.8m布设注浆孔,深度6m搭接2m进行注浆加固,同时设有止浆墙,止浆墙采用C25网喷混凝土,厚度0.25m,φ6@15cm×15cm钢筋网。
(3)隧底径向注浆参数:注浆管采用φ42mm热扎无缝钢管,壁厚3.25mm,长6m,在仰拱范围布设,环纵间距1m×1m。
6穿越铁路监控量测控制
穿越铁路路基沉降、钢轨沉降观察点布置范围为区间下穿处及其前后各20m的铁路,穿越铁路期间 数据变化趋势有下沉现象,经过方案优化、采取相关措施,测点趋于稳定,每天变化速率逐渐平稳并达到正常变化范围,从2012年7月1日开始进入穿越段到2012年9月25日安全顺利穿越,铁路路基累计最大沉降值为-11.6mm、钢轨沉降累计最大沉降值为-12.4mm,未超过规范规定红色预警值20mm,各项监测点趋于稳定。
图6-1示:穿越铁路期间钢轨监测数据曲线图
由图:数据变化趋势有下沉现象,测点趋于稳定,每天变化速率逐渐平稳并达到正常变化范围
7穿越既有铁路安全防范措施
7.1风险特点
在隧道开挖过程中特别是仰拱封闭前,既有铁路变形速度较大的阶段,既有铁路变形过大影响铁路的行车速度和安全,甚至影响既有铁路本身的安全。
铁路变形过大的主要原因(包括但不限于):
(1)控制沉降的措施不力。
(2)开挖过程中轨道周边出现坍塌。
(3)背后回填注浆不及时、不密实。
(4)既有铁路保护措施不力或落实不力。
7.2安全防范措施
(1)制定合理可靠的施工方案和施工安全技术措施,报上级部门及铁路产权单位审批,并应由铁路部门提出具体的允许变形值及沉降值等控制指标,以便于施工中监测控制。
(2) 严格执行暗挖工程十八字方针,即“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。
(3) 施工前向铁路部门申请在下穿段隧道施工期间实施行车减速方案。
(4) 加强地面和洞内的监控量测,信息化施工,采取24小时监控量测跟踪施工,以监测数据快速反馈指导施工参数
(5) 施工期间指派专职人员昼夜配合铁路监护检查和施工地段防护。
(6) 必要时应对铁路路基采取扣轨等防护措施,保证既有铁路路基稳定,确保万无一失。
(7) 暗挖隧道开挖时出现涌水、涌砂、坍塌、冒顶及地面出现沉降现象时,立即停止施工,采取措施进行加固处理。
8结论
隧道下穿铁路施工有很大的风险及施工难度,如处理不当,会对铁路轨道、桥涵基础、墩柱、铁路运营和隧道安全造成一定的危害。松东区间隧道成功下穿铁路的施工案例中铁路轨道基础、桥梁路基及桥下基础未增加加固处理措施,从而减少了工程概算, 既节约工程成本又安全、可靠的通过,对类似工程有一定的借鉴。
参考文献
[1]李雷明.隧道小净距穿越地下引水洞施工技术与实践.铁道建筑技术..北京:中国铁道建筑总公司
[2] 松江路站至东纬路站岩溶补勘报告2011-KC074-4大连市勘察测绘研究院有限公司2011.10
[3]沈阳铁路局该预算审查所概算(2011)1号文件
铁路封闭施工方案篇6
【关键词】铁路;大型站场;改造;组织方案;要点
1、大型站场改造的施工组织设计
随着国民经济的快速发展,我国的铁路发生了较大的变化,运输量日益增加,这就需要对原有的铁路站场进行改造,从而使铁路的运输能力得以增加,确保铁路的优质服务及运行的安全。铁路站场处于核心位置,所以在对站场进行改造过程中,需要进行科学的组织设计,减少在施工过程中对铁路运输所带来的影响,确保铁路正常的运营。
1.1编制切实可行的施工方案
在编制大型站场改造施工设计方案时,需要技术人员到现场进行亲自调查,对施工图纸进行审核,统计实际的工作量,对站场内设备的使用情况进行掌握,这样可以有效的避免在施工中各部分之间发生冲突的情况。同时,技术人员还要与电力部门、车务部门和工务部门等保护联系和沟通,从而可以对改造施工工程进行全方位的了解,所以在编制时可以对各种因素进行充分的考虑,从而确保编制的施工方案的准确性、科学性和合理性。
铁路大型站场处于核心位置,所以通过对站场改造施工,可以有效的提升铁路的运输能力,但由于在施工中需要涉及到多个施工专业,所以改造施工过程中在不同程度上会给铁路的正常运营带来一定的影响,所以需要在进行施工方案编制时,需要科学、合理的对施工进行组织设计,确保施工方案的详尽,尽可能减少改造施工对铁路正常运营的影响。
铁路大型站场改造施工过程中,需要保证各施工点的材料和设备的质量,做好相应的安全防护措施,对项目点的工作进行具体的安排,而且需要对施工作业进行细化,具体落实到每一个人,使每个人明确自己的责任。作为项目部的经理和主管。则需要对大型站场改造施工的工程、工作量、施工线路等进行明确和了解,而且还要充分的利用现代化手段,对改造施工中的流水作业和平行作业进行科学的组织。而对于改造施工工程的管理人员,则要进行严格的分工,将责任制逐级的进行明确,使每一个管理人员都人明确自己需要承担的责任,从而能够在规定的时间和规定的标准下优质高效的完成施工任务,确保铁路大型站场改造施工工程的质量,使其能够在安全、有序的环境的保质、保量的进行。
1.2铁路大型站场的改造施工过程中需要各专业进行良好的配合
工作铁路大型站场的改造施工工程涉及到路基、桥涵、房建、给排水、网络、信号以及电力等各项专业施工,此外还会涉及到路障拆迁、过渡段施工以及线路施工封锁安排等工作,属于大型综合施工项目,它不仅直接关系到大型站场改造施工的质量,而且还会影响到施工工期,因此在施工期间协调好各个专业的施工配合,对铁路大型站场的改造施工有着非常重要的意义。
在改造施工中,由于施工给各部门带来的影响是不可避免的,所以为了尽量减少施工所带来的损失,需要对各施工单位和各站、段进行有效的协调,从而使其在施工过程中能够相互配合,为施工企业创造出有利的施工条件,满足施工企业的各项合理要求,从而加快施工的进度。运输部门还应该正确理解施工与运输的关系,缩短大型站场改造期间线路封锁以及封闭的时间,使得改造施工尽可能快的在封锁以及封闭时间内完成。所以在铁路大型站场改造施工工程中,可以在确保大型线行车安全的基础,使施工给铁路正常运营所带来的影响降至最低。另外,在施工过程中,相关单位也要做好各项落实工作,并指派专人进行负责,从而确保铁路各项设备和设施都能顺利的投入运营。
2、铁路大型站场改造施工的注意事项
作为大型铁路站场改造施工,不仅具有工程量大,技术复杂等特点,而且在施工中还会对铁路的正常运营带来较大的影响,所以需要在施工前做好前期的调查工作,利用适宜的施工技术和手段来确保施工方案的科学性和合理性。同时还要对施工中各项目的顺序和时间进行合理的安排,尽量做好各项目工作量的协调,从而使其加快工程进度,减少由于施工而导致的线路封闭时间。
2.1需要制定站场施工的过渡方案
由于铁路大型站场改造施工时涉及的施工项目较多,所以不可避免的会对铁路的正常运营造成一定的影响,这就需要制定站场施工的过渡方案,从而减少由于站场改造施工给铁路正常运营带来的影响。因此在施工时,需要在拆除原有设备及设施前,先对新设备和设施进行启用,或是在施工时先对一些不会对铁路正常运营带来影响工程进行施工,而对影响铁路正常运营的一些改造施工项目,则会增加一些临时性工程,从而方便改造施工的进行,减少施工过程中对铁路线路所带来的干扰。
2.2改造施工需要按照施工计划进行
站场改造施工进行合理的施工组织工作,可以有效的保证能够按照施工计划进行顺利实施,所以在进行施工组织工作时,首先需要根据大型站场的实际情况,组织工、电施工单位在大型站场改造期间的电力工程施工,根据铁路大型站场施工的要求进行联锁试验,然后对室内外进行信号、道岔联调试验,在开通前请求电务段对室内模拟试验和室外信号、道岔进行联锁试验。等到室外设备安装完毕并且室内的模拟试验结束后,再利用室内设备先从信号设备根据设计显示条件逐项试验,再根据进路进行定、反位的核对试验,最后是根据轨道电路的要求进行电压和相位角的调整试验。
2.3需要成立施工质量检查小组
为了确保铁路大型站场施工能够在保证质量的前提下,按照施工组织计划顺利进行,则需要成立施工质量检查小组。施工质量检查小组需要对日常的施工进行组织和管理,对施工的安全性进行检查,同时还要对施工现场中的每一个细节进行详查,从而及时发生风险隐患,并及时采取有效措施进行排除,避免隐患发展为事故。同时还需要在改造施工中,做好组织和协调工作,对新旧设备的启停进行合理安排,尽可能的减少施工过程中对铁路正常运营所带来的影响。
3、结束语
近年来,我国的铁路发展速度习快,而在铁路运输过程中,越来越多的先进设备和技术应用到铁路运输中来,这就使铁路站场设备具有更高的科技含量,同时铁路速度的提升,也对站场设备有了更高的要求。所以在当前铁路大型站场改造施工过程中,施工与铁路正常运营之间的矛盾不断升级。在这种情况下,需要对铁路大型站场改造施工进行优化设计,尽可能的减少改造期间对铁路线路的封锁时间,降低施工所给铁路正常运营所带来的影响。
参考文献
[1]李力.高速铁路旅客列车开行方案研究[D].西南交通大学,2010.
[2]袁养礼.大型铁路站改造中的施工组织与管理[J].铁道建筑,2011.
铁路封闭施工方案篇7
关键词:单线隧道;双连拱隧道;大跨隧道;台阶法;双侧壁导坑法
中图分类号 文献标识码 文章编号
中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(C)-0000-00
0 引言
近年来随着高速铁路的快速发展,双线大跨隧道设计越来越多,对于隧道施工技术提出了更高的要求,特别是车站与隧道相连时,设计一般为喇叭口及大跨断面,断面变化大,再加上隧道口围岩相对较差,无疑增加了施工难度。因此,高铁隧道喇叭口及大跨段施工方案的探讨和实践应用非常重要,对于提高施工质量及施工安全、加快施工进度,降低施工成本均有一定意义。本文针对毛羽山隧道进口段特殊断面方案制定及应用效果进行探讨。
1 工程概况
兰渝铁路毛羽山隧道全长8504m。进口段受宕昌车站进洞的影响,设计为喇叭口隧道。平面布置见图1。
根据隧道进口已施工段揭示,该段地层岩性属于高地应力软岩地段,地层以三叠系薄层炭质板岩为主,岩层直立,走向与洞轴线呈小夹角,对围岩稳定性影响较大,边墙自稳能力差,且易发生软岩大变形或坍塌情况,尤其是线间距较小的两单地段、双连拱、大跨地段,由于结构复杂,施工难度极大。
按照毛羽山隧道喇叭口及大跨段调整后的布置形式,由于两单间净间距越来越小,施工影响越来越大,为保证施工和结构安全,对DK278+566~+900段隧道进行了专项设计,可依次划分为两单线段(DK278+566~+660、DyK278+524~+660)、连拱段(DK278+660~+720)及大跨段(DK278+720~+900)。
2 施工方案
2.1 两单线地段
结合现场情况,单线隧道采用三台阶法施工,左线隧道DK278+566~+660段先行施工,先行段采用双层衬砌结构,外层衬砌为主要受力结构,内层衬砌视为预留补强,根据现场变形、收敛等情况考虑施作的必要性及施作时机。右线隧道DyK278+524~+660段开挖滞后左线第一层二衬,滞后左线掌子面约75m。
对于高地应力软岩大变形段,采用三台阶(微台阶)仰拱快速封闭法进行开挖,三台阶同步推进,初支仰拱及时封闭成环。三台阶法开挖见图2。
施工要点:
(1)五个作业点(上台阶1个,中台阶2个,下台阶2个)同时推进;利用中台阶出渣的同时,上台阶开始立架施工,待出渣完成,中下台阶开始立架时,上台阶喷浆,然后中下台阶同时喷浆;
(2)仰拱紧跟下台阶,有工作长度就及时施作,确保初支及时封闭控制变形,同时二衬紧跟;
(3)仰拱距掌子面距离不得大于35m,二衬距掌子面距离不得大于70m。
2.2 双连拱段
双连拱DK278+660~+720段采用中导洞法施工。施工时先施工中导洞,中导洞贯通后,从里向外倒退施作中隔墙,中隔墙施作完成后及时将其两侧空洞用沙袋回填反压密实。待回填完成后开挖施作先行侧隧道,再开挖另一侧,完成后及时二次衬砌。施工顺序见图3。
2.2.1 单线向中导洞过渡
待单线小间距隧道左线隧道开挖至DK278+655(距离连拱端头5m距离)、右线开挖至DyK278+650时,掌子面均停止掘进,并分别跟进仰拱和二衬。待左侧仰拱施工至掌子面DK278+655,开始采用中导洞断面向两线间弧形过渡,过渡平面见图4。
施工要点:
(1)在左线DK278+655隧道左边墙处,中导洞右边线以隧道左线中线夹角为36°往右线方向掘进,掘进至DyK278+662,然后开始沿着线路中线前行;
(2)左边线从距隧道左边墙2.3m处以隧道左线中线夹角为36°往左线方向掘进6m后,按曲率半径为15m的圆弧线往前过渡,过渡段长8.5m。中导洞的隧底标高为正洞隧底铺底面下144cm。
2.2.2 中导洞施工
中导洞采用上下台阶法开挖,开挖完成后,由里向外依次浇注中隔墙(从DK278+720向DK278+660)。
2.2.3 左右洞开挖、支护及二衬
中隔墙浇注完成后,为防止在正洞开挖过程中导致中隔墙倾覆,开始回填中导洞,然后左右洞分别开挖支护,完成后浇注两侧二衬混凝土。施工步骤如图3所示。
2.3 大跨地段
DK278+720~+900段属超大断面隧道,共分三种断面形式:
(1)DK278+720~+765段加宽6m断面,开挖宽度21.86m,开挖高度17m;
(2)DK278+765~+810段加宽4.4m,开挖宽度20.06m,开挖高度15.9m;
(3)DK278+810~+900段加宽2.9m,开挖宽度18.36m,开挖高度14.83m;该段最大跨度18.16~21.66m,高17m。
该段隧道跨度大、围岩软弱、构造复杂、高地应力水平属高~极高状态,施工组织复杂、施工安全风险大,施工时采用双侧壁导坑法开挖施工。
2.3.1 大跨段施工顺序
从连拱端头开始纵向20m范围找顶,形成3.6m长的全断面工作面,再采用双侧壁导坑法向重庆方向开挖大跨,完成后反向扩挖20m的找顶段。大跨段施工时左、右侧壁导坑超前采用两台阶法,中柱滞后采用三台阶法开挖。施工顺序详见图5。
2.3.2 大跨段找顶施工
连拱和最大跨段拱顶高差为4.35m,同时两拱顶不在同一纵轴线上。为降低找顶难度,先从连拱纵向爬坡20m找到连拱对应的大跨边界,再横向弧形爬坡找到大跨顶,形成工作面。连拱和大跨交界处见图6。
施工方案如下:
(1)在连拱段仰拱全部完成,二衬两侧均施工55m后,按照图7中a图断面形式进行纵向找顶施工。临时导洞断面净空位:7m×5.72m,超前支护采用φ42的小导管,间距40cm,长度3m;支护采用I20b,1榀/0.6m,喷射混凝土厚27cm;锁脚采用φ22的砂浆锚杆,1榀/8根,长4m;
(2)找顶到位,爬坡长度20m,高度3.6m,纵坡18%;
(3)找顶到位后,按照图7中c图断面形式向前平坡开挖3.6m的超前洞室。洞室的支护结构和找顶洞室一样;
(4)按照图7中a图断面和支护结构完成图7中d图运输通道的开挖支护;
(5)从超前导洞的位置垂直线路方向沿大跨外轮廓环向弧形找顶。弧形坑道开挖宽度3.6m,高度5.8m,每次进尺2榀;支护采用I22b门型钢架,1榀/0.6m,纵向连接采用[10,间距1米,喷射混凝土30cm厚,锁脚采用φ22砂浆锚杆,每榀12根;
(6)按照设计施作系统注浆锚管;完成后开始在门架内侧安装6榀大跨段上台阶的H200支护钢架,间距1榀/0.6m,并按照设计施作锁脚锚杆和喷射混凝土;
(7)从超前导洞的位置垂直线路方向开挖中台阶,顺接门式钢,加横撑;并及时施作中台阶初期支护;
(8)从超前导洞的位置垂直线路方向开挖下台阶,顺接门式钢,加横撑;并及时施作下台阶初期支护;
(9)分部开挖仰拱,顺接门架,封闭结构钢架,并及时浇注仰拱和填充混凝土;
(10)找顶完成,根据监测数据待结构稳定后,拆除门架,让大跨初期支护受力,为下一步正常开挖提供工作面。
2.3.3 大跨段开挖、支护
大跨段隧道采用双侧壁导坑法开挖施工。施工工序见图8。
施工步骤如下:
(1)在超前支护保护下,开挖左侧上、下台阶,即①、②部,每次开挖长度为0.6~0.8m(根据钢架间距确定),并及时施作初期支护及临时底撑,确保封闭成环。施工时①部超前②部3m,方向自DK278+740向至DK278+900;
(2)在滞后左侧侧壁②部5m后,在超前支护保护下,开挖右侧上、下台阶,即③、④部,每次开挖长度为0.6~0.8m(结合钢架间距确定),并及时施作初期支护及临时底撑,确保封闭成环。施工时③部超前④部3m,方向自DK278+740向DK278+900;
(3)待④部超前3m后,在超前支护保护下,开挖中导洞左上台阶,即⑤部,每次开挖长度为0.6~0.8m(结合钢架间距确定),并及时施作初期支护;
(4)待⑤部超前3m后,在超前支护保护下,开挖中导洞右上台阶,即⑥部,每次开挖长度为0.6~0.8m(结合钢架间距确定),并及时施作初期支护;
(5)待⑥部超前3m后,开挖中导洞中台阶,即⑦部,每次开挖长度为0.6~0.8m(结合钢架间距确定),并及时施作初期支护及临时横撑;
(6)待⑦部超前3m后,开挖中导洞下台阶,即⑧部,每次开挖长度为0.6~0.8m(结合钢架间距确定),并及时施作初期支护;
(7)待⑧部超前3m后,开挖左侧导洞仰拱,即⑨部,每次开挖长度为0.6~0.8m(结合钢架间距确定),并及时施作仰拱初期支护及接长临时竖撑,确保封闭成环;
(8)待⑨部超前3m后,开挖右侧导洞仰拱,即⑩部,每次开挖长度为0.6~0.8m(结合钢架间距确定),并及时施作仰拱初期支护及接长临时竖撑,确保封闭成环;
(9)待⑩部超前3m后,开挖中部仰拱,即
部,每次开挖长度为0.6~0.8m(结合钢架间距确定),并及时施作仰拱初期支护,确保封闭成环;
(10)待 部仰拱初期支护施作完成后,及时施作仰拱及仰拱回填;
(11)待隧道成洞长度8~10m时,拆除临时支护喷混凝土及钢架。一次拆除长度控制在10m以内。拆除临时支撑,及时施作第一层衬砌;
(12)待第一层衬砌达到设计强度的100%时及时施作第二层衬砌;
(13)隧道施工应坚持“支护超前、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的原则;
(14)拱脚及墙脚处钢架打设锁脚锚杆,确保钢架基础稳定;
(15)根据施工时的实际情况,必要时对掌子面喷射C25混凝土进行封闭。
2.3.4 大跨段衬砌施工
由于大跨段断面变化比较频繁(三种断面进行过渡,分别为标准断面加宽6m、4.4m、2.9m),因此,采用刚度和强度大、方便拆装的专用台车进行衬砌(台车长10m)。为确保施工安全,待仰拱封闭长度可以满足台车拼装后及时拼装台车,进行二衬施工。
大跨段二次衬砌采用主副门架法,主门架结构保持不变,副门架根据断面变化调整尺寸,从而减少门架拆装工作量,提高工作效率,有利于衬砌结构安全。施工顺序为从大断面向小断面施工,即由DK278+740向DK278+900施工。
施工时当第一加宽段施工完毕后,拆除模板,解除主副门架锁定,移动主门架至第二加宽段,拼装副门架,完成主副门架连接,最后安装模板(主副门架采用同一种材质,连接灵活、牢固)。
3 结束语
经过几个月的施工,两单线及双联拱段已经顺利施工完成。在施工过程中未发现初支开裂、大变形或换拱等安全质量事故。大跨段的左、右侧壁导坑已施工至正常断面处,其它工序正按照上述施工方案有条不紊的进行着。实践证明毛羽山隧道喇叭口及大跨段的施工方案是基本符合毛羽山隧道施工现场。
参考文献
[1] 李相钦.复杂地质燕尾段隧道施工技术[J].隧道建设,2007,27(4):74-78.
[2] 周有江.燕尾式隧设计与施工探讨[J].隧道建设,2009,29(3):367-370.
铁路封闭施工方案范文
本文2023-12-05 17:56:29发表“文库百科”栏目。
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