跨沪昆铁路安全防护专项施工方案 精品.docx
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跨沪昆铁路安全防护专项施工方案 精品.docx
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跨沪昆铁路安全防护专项施工方案精品
进贤特大桥跨沪昆铁路安全防护专项施工方案
1、工程概况
1.1设计概况
进贤特大桥跨越既有沪昆铁路及G320(40+3*56+40)m连续梁位于沪昆铁路杭长客运专线DK535+266.349~DK535+516.049段277#~282#墩之间,全长249.7m,设计采用一联五孔(40+3×56+40)m预应力混凝土双线连续梁。
下部构造为钻孔灌注桩基础,承台为矩形,墩柱采用圆端型墩柱。
跨沪昆铁路的为280、281号墩,跨度为56m,底部基础均为10根直径1.5m的混凝土灌注桩,长度分别为32.5m和30m。
承台尺寸均为14.6m(长)*9.4m(宽)*3m(高),墩柱采用圆端型墩柱,柱高分别是13.5m、14m。
连续梁采用挂篮施工,全梁共分为0#段、中间段、合拢段,其中中间段按6段划分,具体梁段长度见设计图纸。
主梁采用悬臂浇注法施工,0#段分别在各墩顶处支架现浇,其余梁段采用挂篮悬臂浇注施工。
详见右图1-1桩基平面布置图及附图1-1、跨沪昆铁路平面图1-2、跨沪昆铁路断面图。
图1-1桩基平面布置图
图1-2280#承台位置图1-3281号承台位置
轨面高30.95m
柱顶高39.10m
承力索
柱顶高39.131m
9.25m
1.357m
6.287m
回流线
8.744m
既有线示意图
接触网
280#承台墩
281#承台
图1-4既有线示意图
1.2工程地质
280#承台位于铁路防护林及旁边西瓜地,具体位置见图1-2(铁路位于树林背面)。
281#承台位于铁路旁便道,铁路防护林及水稻田中,具体位置见图1-3。
既有线路网线相对位置示意图,见图1-4。
本段地质情况:
上部为Q4al+pl,属于Ⅱ类硬塑粉质粘土,强度σ0=150Kpa;下部为C2c灰岩,属于Ⅴ类弱风化灰岩,强度σ0=800Kpa;地质情况较好,降低了桩基施工及基坑开挖的风险系数。
1.3线路调查情况
连续梁于DK535+449.2处跨越既有沪昆铁路,线路与铁路夹角40°,通行净空7.96m。
280#墩位于既有沪昆铁路的小里程侧的树林里,距既有线防护栏的最小距离为4m,墩位原地面平均标高28.54m;281#承台位于既有沪昆铁路的大里程侧,距既有线防护栏的最小距离为0.99m,281#墩位原地面平均标高为27.99m(村道标高28.5m,树林及水稻田内标高27.48m)。
连续梁跨越处,两立柱顶标高分别为39.131m和39.100m。
铁路两侧围栏(围栏高2.8m)间距14.74m。
详细情况见附图1-1。
既有沪昆铁路列车运行较密集,详细列车运行情况见表1-1。
现已查明地下的地下管线为铁通通信光缆。
进贤县最新列车运行时刻表表1-1
车次
时刻
时刻
车次
时刻
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车次
时刻
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车次
时刻
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12:
50
注:
红色字体位旅客列车,黑色字体为货物列车,黄色框为电力牵引列车,车次前有★标志的为营业旅客列车
2、安全防护方案
2.1施工安全风险
一、本段施工中可能出现的风险见表2-1:
危险源识别表
危险源识别表表2-1
危险源辨识表
序号
施工部位
危险源
可能造成的后果
1
施工准备阶段
地下管线不明开挖
电力、信号系统故障
2
桩基施工
桩机钻孔过程中安放不牢造成倾覆
人员伤害中断交通
3
孔口、泥浆池维护不当
人员伤害
4
吊钢筋笼过程中钢筋笼倾倒
人员伤害、起重事故、中断交通
5
塌孔
中断交通
6
承台施工
基坑临边防护不当基坑坍塌
人员伤害
7
基坑排水不及时,靠近路基处浸泡坍塌
人员伤害
7
墩柱施工
模板加固不稳,灌注砼崩模造成模板倒塌
人员伤害中断交通
8
连续梁悬灌施工
人员、物料掉落;跨路防护架搭设不符合规定
高处坠落、倒塌、中断交通
9
高压线漏电
人员伤亡
二、安全级别
据南铁办发〔2010〕148号文件关于公布《南昌铁路局营业线施工及安全管理细则补充规定》的通知中临近营业线施工的分类,可知本段施工属于临近营业线A类施工。
因为本段施工跨越标高为39.131m的电网立柱,而连续梁最不利点为小里程方向距离281#墩中心5.11位置,其底面标高为42.141m,梁底最不利点距与电网立柱顶的净高为3.010m。
考虑到连续梁采用挂蓝施工,挂蓝本身高度为1.2m,自由活动高度为0.3m,棚架本身高度考虑0.8m,合计2.3m,则棚架底部距电气化铁路电网立柱顶距离仅为0.710m,而《铁路电力牵引供电施工规范》TB10208-98第101页表5.9.6中查得“25kV带电体距固定接地体间隙,正常情况下不应小于300mm,困难时不应小于240mm”,710mm>300mm,所以棚架净空满足正常行车要求。
挂蓝吊装作业时侵入到了电气化铁路接触网杆或接触网带电部分外侧2米范围内。
满足A类施工的第一条特点。
应纳入路局施工计划,按照《南昌铁路局营业线施工及安全管理细则》(南铁办发〔2008〕222号)有关规定执行。
2.2防护措施
1、跨越铁路主跨施工时在铁路上方(挂篮底部)设置安全防护板,防止零星构件侵入列车限界。
每个挂篮底部设置6.5×4.0m的安全防护板两块,并设置高度为1.2m的全封闭安全防护栏;在刚构箱梁顶板两侧各设置一个高度为1.2m的全封闭安全防护栏。
2、为保证施工期间铁路行车安全,在施工段搭设防护棚架,将铁路两侧及顶部封闭,垂直铁路线路两侧顶部分别设置100cm高的挡板,以防止滑落物沿棚架顶部滑落至行车安全限界内。
防护棚架尺寸长27m*宽24.5m。
长宽分别沿线路和既有沪昆铁路方向,呈菱形布置。
根据现场情况控制好顶面标高,原则是满足连续梁施工条件的情况下尽可能的远离铁路电网。
详见附图2-1、防护棚架设计平面图。
支撑结构采用钢构架:
两边为钢架立柱间距4m,顶部采用I56a工字钢作为主梁(布置间距同立柱),分配梁采用20[槽钢布置间距60cm,上铺设竹胶板,形成棚架。
在防护平台与接触网之间挂防电板,承力索套绝缘套,接触网电线上方的棚架上表面满铺橡胶防水板,设置接地极。
详见附图2-2、防护棚架设计立面图。
在棚架施工前须先配合沪昆线电务部门主要完成以下工作内容:
A、将接触网左右侧回流线接触网改移到接触网上。
B、在棚洞两头的接触网承重索上安装绝缘子。
C、理顺接触网其他相关线路和完成回流线路改移,开通线路。
由于此段施工对既有铁路影响较大,必须按照特殊的施工工艺流程以保证施工对既有线影响降到最低,及保证施工的安全。
工艺流程见下图2-1防护棚架段施工流程图
防护棚架施工
图2-1防护棚架段施工流程图
2.2.1桩基础施工
本段地质上部为粉质粘土,稳定性较好。
地基加固采用混凝土灌注桩。
离铁路最近的混凝土灌注桩有一根,见附图1-2中所示10号桩中心与铁路围栏的距离为2.83m、桩边缘与铁路围栏的最短距离为2.08m。
其余桩位与围栏距离均大于3m。
施工准备阶段必须先探明地下管线,采取挖探槽方式,在与既有线路垂直方向每侧3条,各长20米。
管线探明后对施工有影响的须先改移后方可施工。
混凝土灌注桩采用冲击钻钻孔,严格按照钻孔灌注桩安全操作规程施工。
具体做到以下几点:
1、钻机就位前进行场地平整,桩机就位后固定牢固,确保桩机的稳定。
为防止孔口坍塌影响铁路路基及钻孔安全,护筒按长度不小于2.5m埋设。
泥浆池分别布置在280#承台与320国道之间的红线内,281#承台与282#承台中间的红线内。
2、钻进过程中保证泥浆及时供应并控制好泥浆稠度可有效防止塌孔问题出现。
采用冲击钻实心钻头钻孔,泥浆达到以下性能指标要求:
相对密度1.2~1.3、粘度16~22s、含砂率≤4%、胶体率≥95%、酸碱度(PH值)8~10。
3、钢筋笼在钢筋加工场加工绑扎成型后运至现场,25T吊车吊装入孔。
钢筋笼吊装过程严格控制,吊装时采取拉绳等措施保证钢筋笼安全平稳就位。
水下混凝土在搅拌站集中拌制,砼运输罐车运至现场灌注。
4、10号桩距铁路围栏的最短距离仅为2.08m,对其开挖时采取特别措施,在10号桩开钻前要先完成承台钢板桩施工,及281号墩侧防护棚架钢管桩和条形钢筋混凝土基础施工,10号孔护筒埋设深度不小于4m。
5、一旦发生塌孔,塌孔不严重时,可用粘土回填至塌孔位置以上,采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施继续钻进;若塌孔严重,则填碎石土或片石反复冲砸以加固孔壁、必要时采取全护筒跟进。
2.2.2承台施工
承台与线路位置关系详见附图4-1,281#承台拐角距铁路围栏的距离最短为0.99m,280#承台距铁路围栏的距离最短为4.0m。
280#承台底标高25.365m,281#承台底标高24.645m。
承台施工时开挖基坑深度分别为3.175m和3.345m。
采取以下措施,确保施工安全:
1、基坑开挖前,通过联系当地设备管理部门、南昌铁路局等渠道收集附近管线分部情况;通过现场勘探查明管线具体位置;将开挖影响范围内的管线全部改线以确保管线安全及施工安全。
现已探明既有铁路两侧管线为铁通通信光缆,具体位置见图1-5
2、主跨280#、281#墩承台基础靠近既有线侧开挖采取垂直开挖,基坑开挖前在基坑周围打设钢板桩,钢板桩深入承台基坑底面高程不小于4m,进行加固支挡,以确保铁路路基稳定;开挖时做好排水工作,遇到雨天及时用彩条布遮盖,防止被水浸泡;开挖完成后立即进行下道工序,尽量缩短基坑暴露时间。
钢板桩围护布置形式详见附图4、承台钢板桩围护图。
2.2.3墩身及0#块施工
墩身模板采用定制大块组合钢模,模板膺架采用钢木组合式,立柱稳定性及纵横梁强度结构检算,严格控制变形量。
支撑采用φ48钢管,配合木支撑,形成强固的体系。
脚手架及工作平台,采用钢管脚手架,组合搭设,并与膺架体系分开,防止造成膺架体系振动移位。
钢筋加工在钢筋棚中集中进行,运至现场绑扎。
砼在拌合站按重量比拌制,砼输送车运输,砼输送泵泵送或吊车配料斗入模,插入式振捣器振捣密实。
280#、281#桥墩墩身距离所跨线路近,必须在围挡内施工(即在墩柱施工前要装好防护棚架),墩柱施工时模板吊装严格控制,有专职安全员现场值班,确保吊装不侵入既有铁路的安全限界。
模板安装必须严格遵守安全生产制度和操作规则。
连续梁0#段采用钢管支架现浇法施工,脚手架须经稳定性验算,合格后才能施工。
脚手架搭设应严格控制,确保搭设质量。
施工时设专职安全员值班。
0#块施工已经侵入既有线防护网内,所以0#块施工必须在防护棚架搭设完成之后方可进行。
2.2.4连续梁悬灌施工
此段连续梁施工在沪昆铁路的正上方进行,除0#段外均采用全封闭挂篮悬臂施工,除工艺要求以外,挂篮的防护是一道不可缺少的安全屏障。
挂篮的安全防护包括桥面防护、主构架防护、前上横梁防护、外侧模防护、底模前后横梁防护、全封闭防护。
为防止发生放电事故,在挂篮及防抛网上均设置截面积不小于50mm2的接地铜绞线,接地线顺已成桥面敷设,与桥墩承台预埋钢筋连接,直图2-2挂篮全封闭施工效果图
通桩底,接地电阻不大于10Ω。
挂篮防护是连续梁施工的第一道防护,是利用挂篮和桥面预埋钢筋焊接防护栏杆,并在其外侧铺设两层安全网(内侧为密目安全网,外侧为绳制安全网)组成。
(详见图2-2挂篮全封闭施工效果图)在施工中因工人操作不当所造成的坠落物,基本可由此道屏障过滤。
因此道屏障接近作业面,时间长必然会损坏,所以要对此安全措施进行每日巡检,网内堆积的杂物要及时清理,破损的安全网要及时修复,由防护组组长负责整改落实。
挂篮防护详见挂篮防护图2-3、2-4。
图2-3挂篮防护图
图2-4挂篮防护断面图
第二道防护是跨铁路的临时棚架,临时棚架的主要作用体现在挂篮组装、挂篮移位以及对第一道防护的补充作用。
临时棚架一方面是对既有铁路安全限界的警示,可以有效防止因吊装操作不当造成的侵限;另一方面是防止高空坠落物的侵限。
2.2.5地下管线
地下管线关系重大,需采取以下防护措施:
1、对施工范围内的既有地下管、线、电缆等设施的准确位置在工程施工前向南昌铁路局、电信公司、设施管理单位等提出核查请求,共同查清准确位置;
2、核实、划定防护范围,并做好明显的识别标志;
3、对在施工红线范围内的管线提前做好改线工作;
4、在施工开挖基坑、铲运土时,专职安全员在场监督,保证不破坏地下管线;
5、施工过程中随时与管线单位保持联系;
6、本段施工完毕,协助管线现单位及时恢复管线。
2.3防护棚架设计
2.3.1设计荷载
⑴雪荷载、风荷载;
⑵列车通过时气流产生的压力,按列车时速200km,气流速度10m/s考虑;
⑶人重,按五人共3.75kN同时作用于结构最不利位置;
⑷结构自重;
⑸棚架上部结构拆除时对下部基础产生的摩擦阻力。
2.3.2总体设计方案
棚架基础采用φ600mm钢管桩(壁厚8mm)沿既有线方向间距4m布设,布设长度为18m,立柱采用φ300mm钢管(壁厚6mm),在立柱顶端切槽口焊接I40a工字钢做分配梁,再在分配梁上用I56a工字钢做横梁,横梁每跨24.5m。
再在横梁上布设分配梁,分配梁采用[20c槽钢,布置间距为60cm,分配梁上满铺竹胶板,竹胶板上再满铺防水板,最后在竹胶板四周安装挡水板和密目护栏。
详见附图2、防护棚架设计图。
棚架采用与沪昆铁路斜交40°方向搭设,棚架的宽度以箱梁翼缘板外缘向外平行加宽2.0m,棚架净跨为24.5m。
棚架底距沪昆铁路轨面净高为8.891m(距接触网立柱顶的距离为0.71m),铁路限界要求净空高度为7.96m,所以满足安全行车要求,必须做绝缘措施。
在防护平台与导线之间挂防电板,承力索套绝缘套,接触网电线上方的棚架上表面铺橡胶防水板,设置接地极。
2.3.3防护目的
⑴防止在挂篮立模、拆模、移动等过程中的手锤、扳手、螺栓等小型物件不慎坠落。
⑵防止在箱梁混凝土浇注过程中、箱梁端头凿毛过程中的混凝土块、碎石的坠落。
⑶防止在箱梁纵向预应力、横向预应力张拉过程中的小型物件不慎坠落。
⑷防止在暴雨、台风期间箱梁顶面、挂篮顶面有小型物件不慎坠落。
2.3.4细部结构设计
(1)基础设计
每个墩基础采用1根18米长的φ600mm钢管桩(壁厚8mm)做基础(根据附近钻孔桩的地质,18米桩长满足承载力要求),再在钢管桩顶端用C30钢筋砼做成条形基础,长2700cm、宽80cm、高50cm。
为方便基础与立柱的连接,在立柱底相应位置预埋一块长45cm、宽45cm、厚2cm的钢板,再用四根长40cm的φ20mm螺栓,螺栓埋入砼内30cm,外露10cm,以便立柱钢管底部的钢板能与预埋钢板焊接并通过预埋螺栓连接。
(2)立柱设计
立柱采用1根外径为φ300mm的钢管(壁厚6mm),每根长10.561米。
钢管底部焊接一块长45cm、宽45cm、厚2cm的连接钢板,钢板四角留有φ20mm的螺栓,以便与基座的预埋钢板焊接并通过螺栓连接。
每排(横桥向)立柱上端要切槽,槽内焊接I40a工字钢横向连接做分配梁,工字钢顶面与钢管顶面齐平。
每排立柱相邻之间采用L125×80mm×8mm的角钢以剪刀撑的形式进行横向连接。
(3)梁部设计
横梁采用I56a工字钢,每跨24.5米。
横梁与立柱上端的分配梁工字钢的连接采取焊接形式。
按间距4米布置。
然后在横梁上顺既有线方向布设20[槽钢做分配梁,槽口朝下,槽钢和横梁间采用U型卡加点焊的连接方式,间距60cm布置。
(4)顶部防护设计
为承接连续梁施工过程中的坠落物以及对坠落物能起到缓冲作用,在分配梁上满铺竹胶板,竹胶板和分配梁采用用U型卡固定,竹胶板上再满铺防水板,最后在四周安装防护栏杆,栏杆用φ48mm的钢管焊接在四周的纵、横梁顶部。
栏杆的立杆按1.5m一道布置,在立杆内侧再安装100cm高的挡水板,外面加上密目网,一方面使棚架上的水不从电力线上方往下滴,消除感应电和因滴水使棚架带电,另一方面防止坠物从棚架四周落入既有线内。
(5)缆风绳设计
为了增强防护棚架的整体稳定性,增强其抗风等水平荷载的能力,棚架两侧各设三道缆风绳。
缆风绳一端固定于钢管立柱的顶部,另一端用45号角钢固定于两侧的地面上,角钢入土深度不小于3米,并保证缆
风绳受拉力均匀。
(6)防电绝缘设计
在防护平台与导线之间挂防电板,承力索套绝缘套,接触网电线上方的棚架上表面铺橡胶防水板,设置接地极。
防电板施工措施,在整个钢架沿着每条接触网承重索位置安装有西安德尔电化铁路科技开发有限公司生产的WFT型弧形耐高电压防电板,该防电板宽度为2m,采取弧形设计,每块长度1m,沿线路方向每股设置防电板27块,共计216㎡,该防电板性能距接触网最小间距可达到30cm,能够保证不产生导电现象,因此具有较好的防电效果。
(7)综合接地设计
采用φ16圆钢将每根立柱连接成整体,从φ16圆钢上均匀接四个接地极,接地极采用<45×45mm角钢(或扁铁),打入原地面以下2.5m,在地面上50cm用扁铁连接所有接地极,确保接地电阻<30Ω(安好后要进行电阻测试),消除25000v电力牵引高压对支架感应电。
(7)防水、防污设计
为防止雨天和连续梁施工中的用水从棚架上方滴入接触网内,引起感应电使棚架带电。
在分配梁的上方满铺竹胶板后,再满铺一层防水板,四周再安装40cm高的挡水板,确保棚架顶部不漏水、不滴水。
施工中若有杂物掉进棚架顶部,要定期安排人在上面清扫干净,清扫前要和设备管理部门取得联系,在断电状态下方可清扫。
2.4棚架施工方案
2.4.1基础施工
先用振动锤打设钢管桩,然后进行人工开挖基坑,夯实整平后浇筑钢筋砼,并注意埋好预埋件,钢管桩顶面要求伸入条形基础10~15cm。
2.4.2立柱施工
立柱按设计尺寸在场地加工成型后运至工地吊装,采用25T吊车起吊,人工配合安装。
立柱与基座连接采用钢
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