绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇涵洞施工总结范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
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这一次参加社会实践活动,我明白大学生实践活动是引导我们学生走出校门,走向社会,接触社会,了解社会,投身社会的良好形式。树立服务社会的思想的有效途径。通过参加社会实践活动,有助于我们在校大学生更新观念,吸取新的思想与知识。社会实践拉近了我和社会的距离,也让自己在社会实践中开阔了视野,曾长了才干,虽然是短短几天的社区实践,一晃而过,却让我从中领悟到了很多的东西,而这些东西将让我一生受用。
这是我第一次经历社会实践。对于一个大学生而言,敢于接受挑战是一种基本的素质。虽天气严寒,寒风呼啸,我毅然踏上了社会实践的道路。想通过,亲身体验社会实践让自己更进一步了解社会,在实践中增长见识,锻炼自己的才干,培养自己的韧性,想通过社会实践,找出自己的不足和差距所在。学校是一个小社会,我们不再是象牙塔里不能受风吹雨打的花朵,通过社会实践的磨练,我们深深地认识到社会实践是一笔财富。社会是一所更能锻炼人的综合性大学,只有正确的引导我们深入社会,了解社会,服务于社会,投身到社会实践中去,才能使我们发现自身的不足,为今后走出校门,踏进社会创造良好的条件;才能使我们学有所用,在实践中成才,在服务中成长,并有效的为社会服务,体现大学生的自身价值。今后的工作中,是在过去社会实践活动经验的基础上,不断拓展社会实践活动范围,挖掘实践活动培养人才的潜力,坚持社会实践与了解国情,服务社会相结合,为国家与社会的全面发展出谋划策。坚持社会实践与专业特点相结合,为地方经济的发展贡献力量为社会创造了新的财富。
Abstract: this paper introduces the basic huainan period huaibei dike, to frame the river han standing as an example, the HanZha design plan, main engineering project construction method and quality supervision and project implementation and results of the several aspects that WuGong HanZha structure reinforcement design scheme optimization and construction quality control.
Keywords: huaibei levee; HanZha reinforcement; Project; summary
中图分类号: U457+.3文献标识码:A 文章编号:
1 总体工程概况
淮北大堤堤圈是保护淮北平原的主要防洪屏障,大堤现状堤圈总长640.782km,其中安徽省境内长628.338km。根据国家相关部门计划安排和设计批复意见,2004年开始对淮北大堤进行全面加固。笔者作为淮北大堤加固工程建设管理单位代表之一,参与并见证了淮北大堤安徽省淮南堤段加固工程设计、施工过程中的方案拟定、质量监督检查及工程验收等环节,对大堤和穿堤建筑物加固方案及施工情况有了一定的认识和总结。
淮北大堤淮南段桩号为17+400~84+146,全长约66.75km。本段穿堤涵闸共23座,多数建于上世纪50~70年代,建筑物设计标准偏低,施工质量较差,结构设备老化,特别圬工结构涵闸,存在问题较多,根据质量检测及安全复核结果,包括架河站涵在内的5座涵需要进行加固。本文以架河站涵为例,介绍圬工结构涵闸加固设计方案优化和施工质量控制情况。
2 涵闸设计方案确定
架河站涵位于淮北大堤淮南段52+948桩号处,为架河电力排灌站穿堤出水涵洞,圬工结构,始建于1968年。涵洞为2孔城门洞型拱涵,孔宽3.0m,孔高3.0m,洞顶为0.6m厚圆拱,内壁半径1.5m,80#浆砌石结构;侧墙和中墙厚1.0m,高1.5m,80#浆砌石结构;底板为140#素砼结构,厚1.0m。
根据加固前检查结果,架河站涵洞身局部砂浆脱落,洞身内壁渗水。针对这类圬工涵闸普遍存在的问题,设计采用沿洞内表面衬砌0.12m厚C25细石砼,以增加洞身截面强度,阻隔渗漏,新老砼之间采用锚筋连接。涵洞加固断面图见图1-1。
图1-1 架河站涵洞身加固断面图
由于受检查条件和投资限制,先期加固设计方案较为简单,工期较短。在工程施工阶段,抽干洞内积水检查发现,洞身渗漏严重,局部存在向水现象。后经专项检测发现,分缝处钢压板及螺丝锈蚀严重,止水材料大多溶蚀脱落,形成较深的缝隙,并存在渗水现象,右侧洞身靠近出口端的第一道分缝左下部存在从缝隙中向外轻微涌水现象,涌出的水微黄,含黄色粘土泥浆。涵洞左侧拱顶存在向内凸起的现象,使拱顶偏离洞顶中心30mm,该段洞身位于大堤堤顶以下,洞顶填土荷载和车辆荷载对洞身结构安全存在隐患。
基于上述问题存在,考虑淮北大堤加固标准要求,工程建设方要求设计单位根据最新的检查和检测结果进行架河站涵单项设计。设计单位根据架河站涵断面型式、洞身材料、工程级别以及相关规范规定的新的荷载标准,对涵洞结构强度进行了安全复核,按原涵洞结构型式、受力特点以及材料标准强度核算,涵洞底板强度不完全满足现状荷载的要求。结合工程质量检测报告反映的诸多安全隐患,设计拟对现有圬工涵洞拆除重建。
为保证涵洞改建后,架河电力排灌站的排涝和灌溉功能不受影响,同时不改变站身布置,涵洞宜在原老涵位置重建。
架河站涵现状底板顶面高程为12.9m,根据地质勘探报告显示,老涵底板下土层为粉质壤土,夹砂壤土和薄层极细砂,透水性较强。
考虑涵洞现状底板高程较低,基坑开挖量较大,为了在本枯水期内完成涵洞基坑回填,保证度汛安全,本次涵洞重建,拟保留现状涵洞底板和侧墙,在底板之上和两侧墙之间浇筑钢筋砼箱涵,避免拆除老涵底板带来土方工程量以及基础处理工程量的增加,保证地基不受扰动,减小施工难度和施工工期。按上述方案,新建涵洞底板底高程为13.40m。
新建涵洞仍然设计为双孔,钢筋砼箱涵结构,每孔净尺寸2.75×3.0m(宽×高),涵洞洞身轴线与老涵洞身轴线一至,因老涵洞底板和侧墙均保留,故分缝处洞身外侧不再另设包箍。新建涵洞断面图见图1-2。
图1-2 新建架河站涵洞身断面图
3 主要工程项目的施工方法
架河站涵开工较迟,为了保证在下一个枯水季前工程具备运用条件,除了上述设计方案优化以外,仍需在工程施工过程中通过合理的施工组织以及机械设备投入,加快施工速度。
工程施工的主要内容包括基坑开挖、老涵拆除、新涵浇筑以及回填复堤。
1、土方开挖。架河站涵由于底板高程低、开挖高差大,受开工晚、雨雪天气连绵不断等客观条件的影响,自卸汽车难以运输,常规作业挖运难以满足。因此,施工方投入多台机械设备,将基坑下部土方采用多部挖掘机倒转至堤顶后运走,大大节约了工期。
2、涵洞砼施工。由于是冬季施工,温度常常在零度以下,尤其是夜间,为保证砼浇筑质量,在浇筑时采取搭棚取暖,浇筑后采取草包或塑料薄膜覆盖等防冻措施。为抢抓工期和保证砼浇筑的连续性,施工单位采用三班流水作业,人停机不停,合理安排施工。
4 质量监督
由于工程施工工期短,施工强度高,为了既能保证工程按期完成,又确保各环节的施工质量,工程质量监督部门从施工准备阶段的质量监督到施工过程中的质量监督均严格执行相关程序。
1、施工准备阶段质量监督。根据安徽省淮北大堤加固工程的特点,质量监督部门制定了《淮北大堤加固工程质量监督工作办法》(皖水质监〔2005〕22号)。明确了本工程的质量监督方式,确定了重要隐蔽工程和工程关键部位的监督到位点,同时对各参建单位的质量管理体系和质量行为提出了具体要求。
2、施工过程中质量监督。督促参建单位建立健全质量管理体系,完善质量管理制度,规范质量行为。工程建设过程中,经常性开展现场督查,推进工程建设质量,不定期的对该工程进行了监督抽查,重点检查施工和监理单位的质量体系是否有效运行和技术资料的收集整理情况以及工程实体的质量。
中图分类号:U416文献标识码: A 文章编号:
1 前言
伴随社会经济的不断发展,既有单线铁路运能饱和,急需增建第二线工程,并对既有线路进行提升和改造。既有线施工内容包括既有涵洞接长、顶进桥涵、新建公跨铁桥梁及拆除既有公跨铁桥梁、并行地段路基、桥梁施工等。
石长铁路增建第二线工程站前1标接长涵洞共有390余座,施工需要拆除既有涵洞的端翼墙及基础,如拆除既有涵洞端翼墙时边坡防护措施不当,极易造成边坡溜塌,危及列车行车安全。
2 既有边坡防护形式
边坡防护须根据现场实际来确定,选取经济、有效地防护形式。防护形式选择取决于既有涵洞孔径、高度、覆土厚度、结构形式,以及既有涵洞八字墙与既有路基边坡位置关系、既有路基填料质量、需拆除的部位、基坑开挖深度等因素,通过石长铁路复线建设大量接长涵洞施工,主要总结出以下防护形式。
2.1 人工挖孔桩防护
当既有涵洞孔径大于3.5m或覆土厚度大于3m时,宜采用人工挖孔桩防护。在需拆除的原有涵洞八字翼墙两侧设置直径不小于1.0m、桩底深入基础底部不小于2m的挖孔桩支挡既有路基土体,沿翼墙方向设置。挖孔桩中心与原有涵身外侧距离为1m,以不与既有构造物刚性基础相碰撞并靠近开挖基坑边坡顶缘为宜,如在逐层开挖中发现路基有失稳迹象时,现场采取补桩和工字钢二次加固。(如图1)
2.2木桩防护
当既有涵洞孔径小于2.0m时,且涵顶覆土厚度小于3.0m时,既有路基填料较好,路基边坡采用直径不小于10cm、底部削尖的圆木木桩进行防护,木桩底深入基础底部不小于1m,间距不得大于15cm,如在开挖中发现路基有失稳迹象时,现场采取补桩加固。
2.3工字钢、钢轨桩、钢板桩防护
当既有涵洞孔径大于2.0m但小于3.5m时,结合现场实际情况,路基边坡可采用工字钢、钢轨桩、钢板桩进行防护,桩底深入基础底部不小于2m,间距不得大于15cm,如在开挖中发现路基有失稳迹象时,现场采取补桩加固。(如图2)
木桩、工字钢、钢轨桩等防护形式施工重点在于施工安全配合及监控,本文主要总结一下人工挖孔桩防护边坡安全施工技术。
图1:人工挖孔桩防护形式 图2:钢轨桩防护形式
3.人工挖孔桩边坡防护施工
3.1施工准备
3.1.1按照五方(业主、设计、监理、设备单位、施工单位)评审会议确定的防护方案,施工前由现场施工负责人组织召施工预备会,布置和安排施工作业内容、程序、方法、技术要求、组织分工和重点安全事项。
3.1.2施工作业前,必须对既有涵洞和路基排水设施进行延伸和改造,确保线路排水通畅。对既有涵洞内管、线、电缆进行防护处理。开挖过程中如遇到管、线、电缆等隐蔽设施,必须及时采取保护措施后方可继续作业,确保既有线行车安全。
3.1.3按规定对所有参与施工作业的人员进行全员安全培训,考试合格后,持证上岗。
3.2 人工挖孔桩施工工艺及注意事项
3.2.1挖孔施工
护壁模板采取一节组合式模板拼装而成,拆上节,支下节,循环周转使用,模板间用U形卡连接。护壁采用C30钢筋混凝土,上口厚15cm,下口厚10cm,钢筋采用Φ10钢筋,竖向间距20cm,环向间距15cm;护壁混凝土宜添加早强剂,待混凝土达到规定强度后才能进行下段桩身开挖。
第一节护壁兼做挖孔桩锁口圈,锁口上口厚18cm,下口厚12 cm, 高出地面30cm,以防土石、杂物滚入孔内伤人,桩身每循环开挖深度不超过1.0m,采用定型钢模板浇筑护壁,随挖随支确保施工安全,避免塌孔。在挖孔过程中,经常检查桩孔尺寸和平面位置:桩位误差不得大于50mm,倾斜度不超过1%,孔径与孔深必须符合设计要求。
3.2.2钢筋笼施工
钢筋笼在钢筋加工场分段加工,每段长不超过4m,采用人工放入孔内。钢筋笼入孔口应及时,钢筋笼顶面不得高出钢轨底面,为减少钢筋笼在孔口的停留时间,钢筋笼连接采用孔内绑扎连接,钢筋搭接按绑扎规范要求进行搭接。
3.2.3混凝土施工
成孔后及时进行混凝土浇筑,避免护壁坍塌,影响既有线稳定。混凝土采用搅拌站集中搅拌,混凝土运输车运至浇筑现场,用混凝土泵车浇筑。
浇筑混凝土时使用串筒,桩身混凝土的回填高度每0.5m用振捣器振动捣实一次,下次振捣深度要上次振捣面以下10cm。混凝土浇筑至桩顶以后,立即将表面已离析的混合物和水泥浮浆等清除干净。
3.2.4施工安全注意事项:
挖孔桩的施工应利用列车间歇时间进行开挖作业,现场作业人员来车时必段严格按规定下道避车:①距钢轨头部外侧距离不小于2.5m;②既有线来车不小于800m下道完毕;③人员下道避车时应面向列车认真瞭望,防止列车上的抛落、坠落物或绳索伤人;④人员下道避车的同时,必须将作业机具、材料移出线路,放置、堆码牢固,不得侵入限界。
施工范围内线路前后各100米要确保道床饱满,防止线路胀轨跑道。加强线路检查及养护,在施工期间加强对施工地段前后线路扣件的加固及时对线路进行保养和维修。严格执行线路检查趟检制、状态修的规定,列车通过严禁挖土。挖孔桩停止施工期间,井口应加盖钢筋网片井盖,确保人身安全,列车通过时停止施工。
4拆除端翼墙
4.1拆除端翼墙
涵洞端、翼墙的拆除在挖孔桩全部浇筑完并达到设计强度后用人工配合小型机具自上而下拆除。
端、翼墙拆除过程中,要有专人防护,在路线上设置明显的防护标志,设置防护栅栏和警示牌,夜间要有照明设施。施工前应对存在的安全隐患进行排查,如边坡稳定性,危石等。拆除过程应设驻站联络员及现场防护员,发现列车驶来应该停止一些机械及人工作业,确保行车安全;拆除过程发现有安全问题应立即停止施工,并通知相关负责人及时采取对应措施后再进行施工。注意天气情况,雨天及时对拆除翼墙处边坡进行防水覆盖,坡脚堆放砂袋,确保边坡稳定。
4.2插入竹夹板支挡及安全监控
出入口翼墙拆除后立即对翼墙边土体进行修整,在挖孔桩和边坡土体之间横向铺设竹夹板,然后对其中的空隙用砂袋进行填塞。
拆除期间,必须派专人观察既有线路基有无变化,如有变化及时采取措施并通知项目部,按应急预案程序进行。
施工现场应挖好水沟,防止雨水冲入现场,浸泡基坑。施工现场配备足够的防雨设施,如防水彩条布,雨天对基坑边坡进行覆盖,防止边坡受雨水冲刷而坍塌。配备抽水设施,雨后及时排除基坑内积水。
拆除工程完成后,立即组织涵洞接长施工。涵洞施工完成及过渡段或临时回填防护前,加强对边坡稳定性的监测,发现异常立即采取措施加固处理。
5 结语
既有涵洞接长需拆除既有八字墙及附属边坡防护施工,要根据既有涵洞不同的工况灵活确定其边坡防护形式。防护形式要确实有效,且经济合理。另外在既有涵洞接长施工中,不仅要严格按审定施工方案组织施工,确保防护措施有效,而且要严格执行既有线施工安全管理制度,才能确保影响行车安全。
参考文献
[1]《改建既有线和增建第二线铁路工程施工技术暂行规定》铁建设[2008]14号
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
近年来,在高速公路建设中,高填方路堤下设置的涵洞工程越来越多,然而对涵洞的设计与计算理论至今仍不完善,导致计算结果和实际结果相差很大,致使涵洞病害不断发生,严重影响了高速公路的正常运营和人们对高等级公路的综合评价。据调查,一方面由于在涵洞设计中因错误选用计算理论导致设计土压力偏小,在设计时被安全系数所遮蔽,而长时间后即发生破坏;另一方面则由于设计保守,所取土压力集中系数偏大,导致涵洞设计在拱圈和台身上浪费材料,造成的经济损失十分巨大。同时,涵洞施工过程中由于施工工艺不当等导致涵洞结构体尚未运营而人为破坏的实体工程亦很多。为了能全面、深入地研究高填路堤涵洞破坏机理,有效防止其病害发生,有必要先掌握其破坏特征及影响因素。
一、原因分析
1、较大的地基水平阻力系数
由于涵洞墙身是座落在基础顶面的,一方面,砼本身的抗剪强度较大;另一方面,施工中一般为了保证墙身和基础砼之间有良好的结合,要求在基础顶和墙身之间设置接茬石或接茬钢筋,同时又使接触面人为形成一粗糙面,从而使墙身和基础几乎成为一体,使值增大。根据文献介绍,在砼顶面施工的新砼,值一般为1.00~1.5 N/,由于基顶对墙身的收缩变形产生较大的阻力,根据裂缝计算公式,地基水平阻力系数越大,最大裂缝间距越小。根据裂缝计算公式,墙体越薄裂缝间距越小。调查发现,涵洞墙身的上部墙体厚度为60 cm,绝大多数裂缝没有从下至上贯通,主要原因是墙顶没有任何约束,也就说值为零,所以理论上讲顶部不会产生裂缝。
2、设计与计算裂缝间距的矛盾
C25砼在浇筑后15 d时产生裂缝的最大间距仅为5.67 m,最小间距2.88m,平均裂缝间距为4.28 m,也就是说设置沉降缝的间距L>[L]时,墙体可能产生裂缝,而L>时墙体必然产生裂缝。对所有涵洞的台墙进行裂缝计算后发现,只要墙长超过6 m,高度超过3.5 m,墙体产生裂缝是不可避免的。根据施工图设计,本路段涵洞墙身每6~8 m设置一道沉降缝,也就是说墙体长度每段为6~8m。施工单位严格遵守了这一设置原则,但这个原则跟国内其他部门、行业对类似结构每4~6 m设一道沉降缝的原则有所不同。从本工程设计的情况看,设计中要求的沉降缝设置原则
与理论计算的裂缝间距不吻合。
3、施工气温的影响
对于大体积砼,施工气温也是一项关键控制指标。该涵洞的墙身大多在8~10月份施工,气温高时达到37℃,无形中使浇筑温度高,造成砼内部温度高;而在秋末气温变化幅度大,较大的温差也是产生裂缝的一个原因。
4、较高的水泥用量
目前,各施工单位在砼配合比设计中考虑了较大的施工水平差异及泵送砼等的要求,为确保配合比设计强度完全满足设计强度等级要求,采用较高的水泥用量。本例C25砼设计配合比采用398 kg水泥(波特兰32.5水泥),明显高于正常水泥用量。由于水泥用量大,砼内部因水泥水化热造成的温度升高也较大,绝热温升达57.87℃。所以说,过大的水泥用量也是造成裂缝的原因之一。
防治对策
1、设计人员应根据工程所处位置、可能的施工季节、施工手册推荐的配合比等进行必要的裂缝间距计算,在结构设计中提出合理、可行的墙体沉降缝设置原则。
设计人员应熟悉不同的现场施工方法,在设计说明中提醒施工人员注意关键控制点。施工人员应熟悉设计图纸和规范规定,凡最小尺寸超过1.0 m的砼结构均应视为大体积砼。
2、提高认识。加大研究力度公路行业应该首先引起足够的重视,加强勘察、设计、施工为一体的管理理念。进一步加强对高填路堤涵洞设计理论的研究,尤其是对高填土路堤下涵洞的受力性状及其与土相互作用机理进行深入研究,逐步
完善设计理论与施工体系,尽快制定出有关高填路堤涵洞设计、施工规范及相应的标准图集。严格按照勘察、设计、施工等步骤进行,使高填路堤涵洞设计真正
做到“有章可循,有据可依”。
3、采取有效减荷措施
针对高填路堤涵洞结构荷载大的特点,采取有效措施减小洞顶内外土柱问的沉降差甚至使内土柱的沉降大于外土柱,形成“人工沟槽”从而减小涵顶的垂直土压力。这方面,国内外已进行了大量的研究,如在涵洞顶部和侧墙采用轻质填料、采用“中松侧实”的施工方法以及利用天然沟谷地形条件等方法进行减荷。就减荷材料来说,目前多采用在涵洞顶部一定范围内埋设泡沫聚苯乙烯EPS等轻质材料以达到减荷的目的。
4、重视地基的勘察与处理
为防止由于地基不均匀沉降造成涵洞的结构破坏,涵洞设计中要重视现场地质、地形的勘察工作,做好填挖交接面处的沉降处理及涵洞与路基连接处的地基处理。
(1)当涵洞位置距离原始山脊较近时,应采取避开或采用变台阶的基地形式进行处理,避免在局部产生应力集中而使结构破坏。
(2)对于不良地质情况,要认真勘察,当不良地质区域小而浅时,可采用局部换填处理;当其范围较大时可采用土工格网加筋或地基加固等方法进行处理,但对强夯和桩基要慎重采用,切不可将地基处理得过于刚性,不利于涵洞结构的受力。
在地质情况错综复杂的情况下,应考虑采用整体性较好的箱涵或减小每节涵身长度的设计方法,以增强其调整不均匀沉降的能力。
5、增强质量意识,加强管理
质量是工程的生命,而管理则是维护该生命的手段。整个施工过程中要制定严格的操作规程和切实可行的施工组织设计,每一环节要严把质量关,对于重要结构部位更要专人负责,加强管理与监督,从而减少病害的发生。
(1)所用施工材料要严格按照设计要求选用,严把质量关。
(2)注意隐蔽工程的检查和验收,制定严格的技术交底。
(3)加强结构重要部位的施工及前后施工顺序的合理衔接。如与涵洞连接的进水口应作为重要设施来施工。在涵洞主体完工后,要及早进行出入口的铺砌和顺沟,否则雨季来临后容易使洞口处积水,造成浸泡冲刷地基,甚至淘空基底,引起部分涵身倾斜或不均匀下沉,造成涵洞开裂。
(4)在涵洞的运营过程中,要加强管理和维护。及时清除洞口及洞内的淤积物,以保持洞内排水畅通。经常检查附属设施与涵洞结合的整体性,发现裂缝要及时观察记录,确定裂缝是否稳定或发展,发现问题及早处理,做到防患于未然。
三、结束语
引起涵洞台墙裂缝的因素很多,各类防治方法又涉及技术、经济等诸多方面,也往往受到地域环境限制,解决涵洞台墙裂缝问题任重而道远。设计和施工单位要联合科研院校进行理论与试验研究,以便不断丰富和积累经验,从而有效指导设计和施工,减少涵洞台墙裂缝发生的概率。
参考文献:
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中图分类号:TU71文献标识码: A
随着铁路建设力度的不断加大和铁路提速日新月异,土地资源紧张,越来越多的铁路开始修建复线或进行既有线改造,以提高运能。在既有线施工中面临着越来越大的安全压力。因此,制定切实有效的既有线施工安全施工防护措施必将成为今后既有线施工工作的重中之重。本文从XX铁路XX段既有线施工中所采取的各类措施出发,浅谈临近既有线结构物施工所采取的安全防护措施,以为此类工程施工积累经验。
一、工程概况及特点
新建XX铁路XX段站前工程全长6.37km,还建动车走行线1.757km,联络线1.093km,折合全长约9.22km。全线90%为既有线施工。施工范围内分布着大小26座框架桥涵,3座桥梁。
26座框架桥涵中,3座新建涵、2座顶进涵、3座架空现浇涵、7座两线间双侧接长涵、8座既有线单侧接长涵。
3座桥梁中,1座两线间刚构桥、1座主跨为(32+48+32)m跨既有线连续梁桥、1座简支T梁桥。
各类结构物与既有线的关系情况各异,施工中的防护措施形式也各不一样,但最终目的都是为了保证既有线稳定安全。
二、工程难点
本工程的重难点,是在结构物施工中如何有效的保证既有线的稳定安全。通过本项目结构物的施工,本文将不同形式结构物施工中的防护措施,选取代表性的结构物进行分类,望对以后的类似项目提供一些经验。
三、主要施工防护措施
本项目既有线防护措施根据结构物的形式不同,主要分为以下几类,现按类别对防护措施进行介绍:
1.既有线单侧接长涵防护措施
对于既有线单侧接长涵,采用混凝土防护桩对路基进行防护,防护桩的布置位置,要结合既有涵与线路的交角大小、既有涵孔径、结构形式(盖板涵、框架涵)决定。若既有涵孔径不大,一般左右各布置一根防护桩即可。若涵顶覆土厚度较大,可在两根防护桩顶增设一道混凝土系梁,将两根防护桩连接,以挡护涵顶覆土。防护桩的外边缘应与既有涵端部平齐,以使防护桩更稳定,并减小对接长涵施工的干扰。防护桩一般顶部无法设拉结措施,按顶部无拉结、悬臂形式进行受力检算。
2.两线间两侧接长涵防护措施
两线间的涵洞,由于前后设计、施工时间不同,存在一些先天不足。涵洞的位置、孔径、斜交方式等不同,造成接长涵的形式各种各样。施工场地的限制也给涵洞施工造成一定困难。施工调查也会受到很大影响。而防护桩的布置必须是建立在对既有涵的情况掌握清楚的情况下才能进行。这就要求这类涵洞必须在前期进入到既有涵内测量调查。对于这类涵洞,其防护桩布置绝对不可随意,要结合图纸、现场实际调查清楚既有涵要拆除的部分,然后才能做到有的放矢的去布置防护桩,避免造成经济损失。
3.顶进涵施工既有线防护措施
本项目有一座顶进涵(孔径1-2.5×2m),涵顶覆土高度达8m,既有路基填料性质较差,结合性不好。需采用大开挖的方式,将涵顶土方全部挖出后再行顶进。该涵孔径较小,设计上给出用16mD便梁架空,但由于挖除土方放坡会致使路肩处距离比较大,所以施工方案
架空便梁采用24m便梁。路基防护桩的布置要保护路基土方,减少坍塌,防止架空桩暴露出来。所以该涵的防护桩沿顶进轴线两侧布置,顶进施工到位后再行回填。
另外一座顶进涵(孔径1-6×5m),涵顶与路肩顶相平。施工方案采用边掏土边顶进,及时顶进箱涵的墙身可对路基形成挡护,所以在边坡上未设置防护桩,减少了不必要的投入。
4.跨线连续梁下部结构施工对路基的防护
该桥下部结构施工,需从既有路肩处垂直向下开挖6m深,必须有稳妥可行的防护措施。设计上采用钻孔桩防护,但在既有线上钻孔桩显然不可行。施工方案采用挖孔桩对路基防护,防护桩沿基坑四周布置成U形,再在桩顶设系梁连接。
本项目基本上所有的防护桩在开挖时,都遇到地下水太大的问题,10m的桩,在4m左右就出水,护壁经常坍塌。为此采取了护壁混凝土加早强剂、减小护壁进尺、护壁节与节之间加钢筋连接等措施,防护桩得以施工到位,切实保证了既有线的安全。
5.斜交涵接长施工既有线防护措施
本项目有2座涵洞斜交角度较大(45°),既有盖板涵的首节(梯形节)较弱需拆除。斜交涵,尤其是大角度斜交盖板涵接长施工(设计不架空,首节梯形节拆除对路基影响甚大)是桥涵接长施工中困难最多的,施工中若稍不注意、贸然施工,轻则给项目造成经济损失,严重的将会危及铁路路基稳定,影响行车安全。在该类涵洞接长施工时,防护桩的布置位置对路基稳定起决定性作用,必须严格按照既有涵的走向位置来布置防护桩,调查清楚既有涵底标高,桩长结合路基高度及填料特性计算确定,一般情况下,防护桩底至少应深入到既有涵底以下3m位置。
斜交接长涵施工照片
该涵防护桩布置,用全站仪把既有涵的沉降缝位置测设至边坡上,白灰线洒出拆除范围,在拆除范围四周布置防护桩,涵顶的防护桩底设在既有涵盖板上,将既有涵盖板上植筋与防护桩连接。
6.防护桩设置的共性问题
由于本项目既有涵多为盖板涵,其边墙宽度逐渐变化,所以防护桩必须离开既有涵一定距离布置,否则极易挖到涵洞边墙上。离开一定距离后,桩身与既有涵边墙之间的土方容易坍塌,必须处理好。特别是斜交涵该问题更加明显。处理办法是:既有涵拆除之前,人工挖除桩与墙身之间的土,用混凝土填充,然后再拆既有涵。另外,由于盖板涵一般八字墙底部厚度较大,而接长涵的形式多为框架涵,边墙厚度较薄,在破除既有八字墙时可在不影响接长框架施工位置的情况下减少既有八字墙的破除厚度,也能对既有路基形成较好的保护作用。
接长涵施工尽量选择在旱季施工。若雨季施工务必更加小心,排水沟等截排水措施必须做好,开挖面必须用篷布覆盖。
四、效果评价
随着经济建设的飞速发展,高速公路的兴建已是必然。为了更好地节约资源,对原来的公路的病害防治越来越引起重视。通过对几条高速公路的调查发现,目前高速公路上的涵洞普遍存在着很多问题,如何避免这些病害是值得我们深思的。涵洞是为了渲泄地面水流而设置的横穿路基的小型排水构造物,其作用是迅速排除公路沿线的地表水,保证路基安全。作为公路工程中的重要组成部分之一,无论是在工程数量还是在工程造价上,都占有相当的比重。可以说,不存在没有涵洞的公路。涵洞作为山区公路的主要结构物之一,对交通运输、排洪灌溉起到十分重要作用,涵洞的损坏将对公路的正常、安全运营造成严重威胁。
一、涵洞在公路中的重要性及使用要求
(一)涵洞在公路中的重要性
涵洞在公路工程中占较大比例,是公路工程的重要组成部分,主要表现在工程数量和工程造价上。据有关资料介绍:涵洞工程数量约占桥涵总数的 60%~70%,平原地区,每公里约有1~3座;山岭重丘区,每公里平均约有 4~6座。涵洞工程造价约占到桥涵总额的40%左右。
(二)涵洞在公路中的使用要求
由于涵洞是处于大自然环境(风、霜、雨、雪、冰冻、高温、水流冲击)和行车荷载的作用下,因此要求涵洞必须具备满足排泄洪水能力,保证在50年一遇洪水的情况下,顺利快捷地排泄洪水。还要具有足够的整体强度和稳定性,保证在设计荷载的作用下,构件不产生位移和变形。同时具有较高的可靠性和耐久性,保证在自然环境中,长期完好,不发生破损。
二、涵洞病害产生的原因分析
(一)涵洞设计原因
涵洞的形式,如压力涵和无压力涵的断面型式选择不当;涵洞设计时混凝土强度、钢筋配置不合理;涵节与涵节之间的平直对接形式,中间缝隙用沥青麻袋填塞,其侧向抗剪力相对来说很小,当涵两侧路基土在填筑或夯实不均匀时在行车荷载的作用下,使某些涵节与涵节之间发生侧向位移而产生错台;洞口铺砌面短,特别是出水洞口,一般都没有超过翼墙尾端,而且隔水墙外也没对沟渠底进行有效加固,造成涵洞的底部冲刷由此处发生;翼墙、端墙厚度偏小,墙背面坡比小,墙体自重轻,抗倾覆能力低,在墙外填土压力作用下,特别是当涵洞偏短,路基边坡较陡,路面上有车辆行驶时,致使墙体向外倾斜,直至倒塌;墙体基础埋深浅,对最大冲刷和最大冻深考虑不周,从而造成墙体的破坏。
(二)材料原因
涵洞防水材料通常有防水混凝土、沥青、油毡等,这些防水材料不能满足要求,导致防水能力下降,最终导致渗漏的发生;所采用的砌石或混凝土强度达不到设计要求。
(三)施工原因
不按施工规范和设计文件的要求施工。突出表现在:没有采用渗透性材料回填;回填时未采取洞身两侧对称均衡分层填筑压实,并未达到设计要求的压实度;盲目赶进度而过早通车或单向单侧通车;施工时偷工减料,使水泥砂浆和混凝土标号低于设计要求,基础埋深未达到设计要求的深度等;对护坡、洞口铺砌及隔水墙等附属结构施工不重视,施工质量差;施工时不重视对混凝土的后期养护,造成混凝土的收缩徐变过大最终导致混凝土开裂;对基础开挖后的地基承载力未进行检测,造成地基承载力不能满足设计要求;为节省费用加快工程进度,施工单位对已破损的涵管不予更换,对涵洞安全使用留下隐患。
(四)养护与运营原因
管养单位和人员忽视规范的日常检查工作,不能及时发现病害和隐患,以致产生不良后果。在运营中汽车的超速、超载造成并加剧病害发展、恶化。
(五)环境影响
由于涵洞都处在恶劣的自然环境(雨、雪、风、霜、冰冻、高温、地震、水流冲击)下,难免受到不同程度的影响。尤其在遭遇地震时,由于地形地貌产生剧烈变化(如地裂、断层等),致使涵洞结构难以抵抗巨大的压力而导致破坏;地基失效致使基础急剧下沉或不均匀下沉也是引起涵洞结构破坏的的主要原因。
三、公路涵洞常见病害的对策
(一)结构设计方面
依据水文资料计算,使涵洞具有足够的宣泄能力,保证洪水的排泄,在无可靠水文资料的情况下,进行实地调查洪水痕迹,按经验选择孔径及形式;对于管涵将目前管节间的平口对接改为企口较接,在纵向连结构造的保证下,不产生错口和沉陷;洞口铺砌和隔水墙,用钢筋混凝土板代替目前的浆砌块(片)石,并保证与端墙、翼墙连接牢固,缝隙紧密;端墙、翼墙的厚度尺寸与墙背面坡度应以保证墙体具有足够的抗倾覆力矩,基础抗滑动力为控制数据;墙体基础埋置深度要按最大冲刷深度和当地标准冻深双因素确定;在隔水墙以外且抗冲刷能力弱的条件下,可采取简易、有效、可靠的铺砌或防护类型加以防护,防止水毁的发生;沉降缝位置是最薄弱、最易渗水的位置,在可能的情况下,尽量少设沉降缝。
(二)新材料、新工艺方面
使用耐腐、抗压橡胶(或塑胶)填塞管节接口的缝隙,可保证缝隙的密实,不使用或少使用沥青麻絮填塞工艺;使用涂玻璃纤维布防水层及钢纤维混凝土保护层等新材料、新工艺,其具有良好的延伸性、防水性能强、耐老化、耐腐蚀、耐热、抗冻、不污染环境等优点;隔水墙以外的防护铺砌,可应用土工布或土工格栅(2~3层),埋设在原地表面下10~20cm深处,提高其整体抗冲刷能力。
(三)施工方面
施工时若地质条件与设计文件不符,及时反馈设计人员进行修改,消除先天患;改进施工方法,加强结构重要部位的施工及前后施工顺序的合理衔接;所用施工材料要严格按照设计要求选用,严把质量关,杜绝偷工减料和使用不合格材料;涵洞施工抓住:承载力要均匀、沉降缝要竖直、涵背填土要对称、出人口要及时铺砌疏通、碾压要均衡等环节。
(四)日常养护方面
在涵洞的运营过程中,要加强管理和维护。及时清除洞口及洞内的淤积物,以保持洞内排水畅通。经常检查附属设施与涵洞结合的整体性,发现裂缝要及时观察观测,确定裂缝是否稳定或发展,发现问题及早处理,做到防患于未然。
四、结束语
涵洞作为公路的一个重要组成部分,不管是在外业勘测还是在内业设计上都要引起足够的重视。作为桥涵设计人员应不断学习相关专业知识、技术规范等,勤于总结经验,这样才能使涵洞设计成果更加合理。针对高速公路既有涵洞的一些病害进行分析,找出产生病害的原因,提出加固处理的具体办法,实践证明此修补措施是行之有效的。这对以后可能的加固工作具有重要的现实意义,对我国大量既有涵洞的加固改造有一定的参考价值。
参考文献:
[1]张炜,李家绪等.盖板涵上填土高度分析[J].公路,2001(9):35-37.
[2]李永刚,孙建生.软基涵洞土压力分析[J].土木工程学报,2003,36(6):96-99.
[3]龚晓南.地基处理手册[M].中国建筑工业出版社,2002,8.
1 软弱地基桥梁和涵洞质量问题产生的原因
近年来,由于经济建设工作的实际需要,以及城市交通压力的逐年加剧,我国日益加大了桥梁工程的建设步伐。目前,在桥梁工程施工中,桥梁和涵洞软地基基础施工是得到桥梁专家和社会广泛关注的关键问题之一。其存在的质量问题主要表现为:软地基基础部分经常发生局部开裂、整体不均匀下沉,甚至有时会出现桥体全部倒塌等现象。因此,全面的分析和总结出桥梁和涵洞软地基基础施工产生质量问题的原因是十分必要的,其所具有的意义也是很深远的。
①在桥梁和涵洞软地基基础施工中,由于遭受桥梁工程设计部门水平和专业程度的限制,设计人员往往难以对于持力层处理作出合理的预估,也就客观的造成了设计图纸存在某些方面的弊端与失误,进而导致施工工作难以有序的进行。在桥梁和涵洞软地基基础施工中,如果存在基底处理达不到设计要求标准的现象,以及引发承载方面等问题,都极有可能为给桥涵工程的施工留下较大的质量与安全隐患,这是必须及时得到改进与完善的。
②一般情况下,施工单位在实际工作中,只是将管理和监理重点集中于桥梁的主体部分施工,而对于以下附属工程项目,以及相关工程项目的质量控制重视程度不够,这也就客观的造成了桥梁工程施工单位有时会忽略了附属工程项目的有效质量管控,有时会引发桥涵局部排洪不畅,或水浸泡桥梁、涵洞的严重质量问题。
③在桥梁和涵洞软地基基础施工中,对于工程项目的勘察设计工作有误。在中原地区,软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土等现象也是屡见不鲜,这与桥梁工程施工设计工作缺乏有效的监管是有很大关系的。目前,我国各省市及地区的桥梁工程主管部门由于人员匮乏、力量薄弱等因素影响,对于桥梁工程勘察设计的监管力度远远低于国家相关法律、法规的具体要求和规定。
2 桥梁和涵洞软地基基础施工中应注意的事项
在现代桥梁和涵洞软地基基础施工中,尤其是在部分跨度加大、施工环境较为恶劣的桥梁工程施工中,软地基基础施工是施工中所面临的主要技术问题与难题之一,必须引起施工单位与相关技术人员的高度重视,进而制定相应科学的应对措施与方法,以保障桥梁工程软地基基础施工工作的顺利进行。桥梁和涵洞软地基基础施工中应注意的事项表现在很多方面,具体表现在以下几个细节部分:
①桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础施工一定要特别注意保证地基部分的强度,及地面排水措施的建设,确保开挖土体不受雨水等外界流水的冲刷,并尽量减少雨水渗入坑内。如果软地基没有认真做好相应的防水措施,一旦有雨水流入坑内,就必然会影响到软地基基础施工的整体作用与效果。在桥梁和涵洞软地基基础施工中,有效、合理的排水措施可以在短时间内排除软地基内流入的雨水,确保软地基基础施工所应用的各类建筑材料减少受雨水的腐蚀与破坏程度,进而保证桥体的整体强度和荷载能力,这是桥梁工程竣工验收中质量检验的基本内容之一,必须得到足够的重视和有效的技术保障,否则很可能造成一定的人员伤亡和经济损失。
②软地基基础施工过程中,从软地基中挖掘出的土方应及时拖放倒指定的位置,并保证软地基部分土层回填有充足的软土。同时,桥梁工程中需要使用的钢筋、水泥、混凝土、沙子等基本建筑材料和部分大型的施工机械也不宜长时间放在软地基的坑边,施工单位要应尽量将其放置于距离软地基较远的地方,以保证各项施工工作的顺利进行,不受到客观因素的阻碍和影响。另外,软地基基础施工中挖掘出的土方、建筑材料与机械也会不同成都的对软地基周边的土层造成一定的压力,因此,应尽量减少软地基内部与周围的地面荷载,确保软地基基础施工的顺利进行。软地基基础施工对于天气条件的要求也是比较高的,应尽量避开阴雨天气,以利于软地基基础的迅速凝固,进而防止软地基基础部分出现裂缝、断裂等施工质量问题。
③在桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础施工的关键环节为支护结构的建设与利用,软地基基础部分在施工中必须有一定强度的支护结构对其进行有效的保护,否则此施工环节的工程质量是难以得到保障的,甚至会造成施工工作的终止或暂时停工等问题。目前,国内桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础部分的支护结构主要采用钢筋混凝土的施工工艺和技术形式,这样不但可以有效保证支护结构的强度和耐腐性,而且也避免了建筑材料的浪费,作为支护结构的材料还可以循环利用。在软地基基础施工支护结构建设过程中,一定要高度重视施工的质量,并适当的添加有效地工程监理机制和质量管控体制,因为软地基基础的支护结构不但关系到桥梁工程地基部分的强度和硬度,更关系到桥梁的整体质量和使用年限等问题。如果软地基基础施工中,支护结构施工难以达到相关质量标准,必然会影响到整个桥梁工程建设项目的施工进度与质量,甚至会酿成较大安全事故。
3 软弱地基桥梁、涵洞质量的控制措施
①强夯法加固采用强夯法加固地基,施工前要根据地质状况和工程要求,通过现场试夯,确定强夯施工的各项参数。施夯时依照试夯参数,以其总下沉量和最后二击的平均下沉量作为施工控制标准。强夯加固地基的效果,用强夯前后静力探触或标准掼入试验检验。
②严格地基的检查一个牢固的基底持力层是整个桥梁、涵洞工程稳定的根本,施工中监理部门必须给予高度重视。基坑开挖基坑位置经施工单位测量放线,监理人员复核签认后,可以开挖。基坑开挖过程中,施工单位的技术人员要随时注意土质的变化,当与勘测资料及设计图纸不相符时,立即通知设计代表和监理人员现场确认,提出处理方案后,方可继续施工。
③严把基底处理和地基加固的质量关基底处理及地基加固质量的好坏是桥梁、涵洞,尤其是软弱地基桥梁和涵洞稳定的关键。桥梁、涵洞地基加固最常用的方法是换土法,强夯法、土桩法、砂桩法应用极少。超挖处理基坑无论任何原因而超挖的部分,决不允许草率的回填虚土,处理方案须报监理、设计人员同意后再进行处理。
4 如何强化桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制方法的创新
随着桥梁建筑行业施工技术和技术管理模式的不断发展,在不久的将来,国内对于现代桥梁工程无论是在施工进度,还是在建筑物整体质量等方面都将有着更高、更为严格的标准与要求,这也在客观上增加了桥梁工程行业桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制的难度,也使其成为桥梁工程施工项目管理的重点内容之一。在国内桥梁工程施工中,桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制的创新是势在必行的,其强化措施主要有以下两点:
①在我国现代桥梁工程行业的整体发展与进步中,任何一具体环节施工工艺与施工技术的创新都离不开科学发展观的支持与保障,否则只能面临为时代和历史所淘汰的悲惨境地。在建桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础施工质量控制方法是工程项目管理的主要工作内容之一,在桥梁工程施工质量控制体系中占有十分重要的作用和地位。桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制方法的创新一定要坚持与时俱进的基本原则,还要坚持以科学发展观作为指导思想,这样才能有效保证软地基基础施工质量控制方法的创新本着科学、具体、客观的基本原则,更好的服务于桥梁工程的各项具体施工工作。
②在桥梁和涵洞软地基基础施工中,由于施工环境与质量控制标准的差异,对于地基基础施工质量控制方法的要求也自然有所不同。在桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础施工质量控制方法的创新不是漫无目的的创新,而是要结合桥梁工程项目施工的实际需要,以及桥梁工程施工现场的实际情况,来逐步进行施工质量控制方法的创新,这样才能真正起到其所应具有的意义和作用。桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制方法的创新只有真正符合施工实际需要,才能有效保证桥梁工程建设项目的整体强度与硬度,以及桥梁的使用年限与抗震能力。
参考文献:
[1]翟淑琴,刘鑫隆.浅谈桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制的重点与难点[j].湖北工业大学学报,2005(7).
[2]赵树明,李强.桥梁和涵洞软地基基础施工中需要注意的问题及解决措施[j].山西建筑百科,2004(3).
【 abstract 】 this paper according to the experience of the practice in China is analyzed, and the main highway tunnels disease types, and lead to the main factors of these diseases, and probes into the measures of treatment culverts disease, and one of the foundation underpinning method for a detailed explanation.
【 key words 】 : the highway engineering, culverts disease, a factor, the foundation underpinning method
中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
1引言
涵洞是穿越道路的工程构筑物,相对于其他建筑物来说,涵洞属于设计等级较低的一类。但是,由于我国人口众多,经济相对不发达,以及高速公路全封闭等原因,人、小型车辆、动物以及水穿越公路采用涵洞比桥梁更加经济、方便。但是,长期的运营发现,涵洞又是公路工程中病害发生最多的工程构筑物。从以往的统计数据中可以发现,我国公路工程中约70%的涵洞存在病害,对公路的正常安全通行造成一定的威胁,甚至会给社会经济和人民生命财产造成重大危害。因此,对公路涵洞的病害类型进行分析,找出发生这些病害的原因,并有针对性的提出治理措施,已经成为我国交通部门亟需解决的问题。本文根据工程实践,对我国公路涵洞的危害类型进行了分析,探讨了产生各种涵洞危害的原因,并提出了针对性的解决措施。
2公路涵洞病害的主要类型及其产生原因分析
2.1公路涵洞病害的主要类型
根据涵洞病害的类型以及发生部位,可以将公路涵洞的病害的分为以下三个主要类型:
1)整个涵节贯通性的(横向或纵向)裂纹或裂缝
整个涵节贯通性的裂纹或裂缝的形式主要有三种,按照裂纹或裂缝的位置、大小分为:涵节间的裂缝或裂纹,甚至发生涵节间的错位;涵顶部分的裂缝或裂纹,一般是其侧墙之间发生错位,导致涵洞产生水平或垂直方向的位移;底板部部位的裂缝或裂纹,一般裂缝较大,贯穿整个底板。这些病害都可能造成严重的后果,轻则影响涵洞的正常使用,重则可能造成人民生命和财产的损失。
2)部分涵节的侧墙、顶部以及底板上的裂纹和裂缝
部分涵节的侧墙、顶部以及底板上的裂纹和裂缝与整个涵节贯通性的裂纹或裂缝相比,病害较轻,但是整个涵节贯通性的裂纹或裂缝往往都是由于部分涵节的侧墙、顶部以及底板上的裂纹和裂缝逐渐发展成的,所以在日常维护工作中,必须对细小的裂缝和裂纹进行认真检查,以防其进一步扩大。
3)涵洞的进出口部位病害
涵洞的进出口部位病害种类比较多,但都集中在涵洞的进出口部位,因此其对公路的影响将更为显著。主要包括墙体的倾斜(包括端墙和翼墙)、墙体的裂缝或破碎、墙体表面发生脱落以及洞口铺砌层出现裂缝、下沉等病害。
此外,由于地基和基层的问题,造成填土不均匀下沉还可能出现车辆车头“跳车”现象或者涵洞内积水不易排出现象,这些现象虽然不能直接造成涵洞损坏,但是也大大降低了涵洞的功能性。
2.2公路涵洞病害的产生原因分析
通过对上述涵洞病害的总结,结合现场的地质、地貌、气候以及涵洞的设计、施工、维护等各种因素,可认为导致公路涵洞病害的因素主要有以下几个方面:
1)受地质、地貌、气候条件、施工条件,甚至是设计人员个人偏好等因素的影响,同一条线路上涵洞的结构形式一般相同;
2)涵洞的破坏主要是由土压应力集中引起的纵向结构破坏和由沉降不均匀引起的横向结构破坏,或由这两个原因共同引起的结构斜向破坏;
3)缺少涵洞勘察资料与涵洞设计验算资料,甚至不合理的涵洞设计标准图也对涵洞的设计产生一定程度的负面影响;
4)施工不当也是引发涵洞病害的重要原因之一。由于填土本身有一定的重力作用,在进行涵洞施工过程中,填土可能会造成涵洞的沉陷;
5)有些涵洞病害是由人为的主观因素引起的,如某线路上,为减少由台背沉降差引起的跳车问题,在桥台、涵背填土体上普遍进行了强夯处理,这样的处理虽压实了土体,但也对涵洞结构造成了破损。
此外,计算方面出现的问题也会导致涵洞病害的产生。根据我国《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》规定,涵洞所受应力的计算方法如下:
垂直应力:; 水平应力:。
其中:,式中表示所填土的内摩擦角,H表示填土的总厚度。这里对于垂直土压力和水平土压力的计算虽然简便,但是没有考虑到涵洞开挖对于整体来说是一个应力释放的过程,在应力释放的过程中,整体会释放出来一定的能力,为了保证涵洞的形状和大小,必须有一部分支护强度用于抵抗能量释放,但是在实际计算过程中并没有体现这一部分的能量,造成计算结果较小,在实际施工过程后,造成涵洞病害的发生。
3公路涵洞病害的处理措施
公路涵洞的处理措施应根据公路涵洞所处的地质条件以及气候环境等因素综合考虑。针对我国公路涵洞的主要结构特征,涵洞病害的主要处理措施包括套衬补强及裂缝嵌补技术、锚固法和地基托换等方法。由于地基托换法具有较强的适应性,可以对不同地区的公路涵洞以及不同的涵洞病害进行处理,因此笔者对地基托换法进行详细的探讨。
涵洞病害出现的主要因素是土体的不均匀沉降,而地基托换法的目的是改变地基的性能,增加地基的稳定性,避免或者减少不均匀沉陷现象的发生。根据施工方法的不同,可以将地基托换法分为以下三种:
1)静压注浆法
静压注浆法是指将水硬性浆材利用管道加压等方式注入到松散的杂填土中,水硬浆材与其接触的填土相粘合形成板根状的骨架,从而大大加强了松散填土的密实度,进而提高了土体的强度和水稳性,抑制其沉降过程。
2)旋喷桩法
旋喷桩法是利用灌浆管将水泥浆液注入土层对地基进行加固的处理方法。在此过程中,需要预先将灌浆管钻入土层,钻杆的下方的喷嘴经过特殊处理,使得在加压时水泥浆液或其他流体能够以很高的速度喷射,增大浆液在土中的渗透范围。当水泥浆液从钻杆中喷出时,要注意慢慢将钻杆向上提升并且旋转,以保证水泥浆液的流通范围更广,加固更多的松散土层,不过要注意旋转速度不能过快,以防造成局部土层被水泥浆液封堵,不能进行深部的加固。由于水泥浆液喷射速度非常快,与其直接接触的土层会被液流冲刷破坏,与浆液混合后形成新的圆柱体型特殊加固结构,通常被称为旋喷桩。
3)树根桩托换法
树根桩的施工方式与旋喷桩法不同,先要将套管钻入设计的指定地层,为了更容易的将套管穿过原有的建筑物,可以在向下钻的同时旋转套管,并确保冷却水的供应满足设计要求。套管的直径一般为100-300mm,根据套管的直径大小确定下放的钢筋数。然后顺着套管向下灌注水泥浆、水泥砂浆或细石混凝土,为了浆液灌入的更顺利,要注意振动套管。利用此种方法固定的土体加固结构的形状像“树根”,以此被称为树根桩。
引言
近年来,城市交通压力的逐年加剧,我国日益加大了桥梁工程的建设步伐。目前,在桥梁工程施工中,桥梁和涵洞软地基基础施工是得到桥梁专家和社会广泛关注的关键问题之一。其存在的质量问题主要表现为:软地基基础部分经常发生局部开裂、整体不均匀下沉,甚至有时会出现桥体全部倒塌等现象。因此,全面的分析和总结出桥梁和涵洞软地基基础施工产生质量问题的原因是十分必要的,其所具有的意义也是很深远的。
1 软弱地基桥梁和涵洞质量问题产生的原因
1.1 在桥梁和涵洞软地基基础施工中,由于遭受桥梁工程设计部门水平和专业程度的限制,设计人员往往难以对于持力层处理作出合理的预估,也就客观的造成了设计图纸存在某些方面的弊端与失误,进而导致施工工作难以有序的进行。在桥梁和涵洞软地基基础施工中,如果存在基底处理达不到设计要求标准的现象,以及引发承载方面等问题,都极有可能为给桥涵工程的施工留下较大的质量与安全隐患,这是必须及时得到改进与完善的。
1.2 一般情况下,施工单位在实际工作中,只是将管理和监理重点集中于桥梁的主体部分施工,而对于以下附属工程项目,以及相关工程项目的质量控制重视程度不够,这也就客观的造成了桥梁工程施工单位有时会忽略了附属工程项目的有效质量管控,有时会引发桥涵局部排洪不畅,或水浸泡桥梁、涵洞的严重质量问题。
1.3 在桥梁和涵洞软地基基础施工中,对于工程项目的勘察设计工作有误。在中原地区,软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土等现象也是屡见不鲜,这与桥梁工程施工设计工作缺乏有效的监管是有很大关系的。目前,我国各省市及地区的桥梁工程主管部门由于人员匮乏、力量薄弱等因素影响,对于桥梁工程勘察设计的监管力度远远低于国家相关法律、法规的具体要求和规定。
2 桥梁和涵洞软地基基础施工中应注意的事项
在现代桥梁和涵洞软地基基础施工中,尤其是在部分跨度加大、施工环境较为恶劣的桥梁工程施工中,软地基基础施工是施工中所面临的主要技术问题与难题之一,必须引起施工单位与相关技术人员的高度重视,进而制定相应科学的应对措施与方法,以保障桥梁工程软地基基础施工工作的顺利进行。桥梁和涵洞软地基基础施工中应注意的事项表现在很多方面,具体表现在以下几个细节部分:
2.1 桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础施工一定要特别注意保证地基部分的强度,及地面排水措施的建设,确保开挖土体不受雨水等外界流水的冲刷,并尽量减少雨水渗入坑内。如果软地基没有认真做好相应的防水措施,一旦有雨水流入坑内,就必然会影响到软地基基础施工的整体作用与效果。在桥梁和涵洞软地基基础施工中,有效、合理的排水措施可以在短时间内排除软地基内流入的雨水,确保软地基基础施工所应用的各类建筑材料减少受雨水的腐蚀与破坏程度,进而保证桥体的整体强度和荷载能力,这是桥梁工程竣工验收中质量检验的基本内容之一,必须得到足够的重视和有效的技术保障,否则很可能造成一定的人员伤亡和经济损失。
2.2 软地基基础施工过程中,从软地基中挖掘出的土方应及时拖放倒指定的位置,并保证软地基部分土层回填有充足的软土。同时,桥梁工程中需要使用的钢筋、水泥、混凝土、沙子等基本建筑材料和部分大型的施工机械也不宜长时间放在软地基的坑边,施工单位要应尽量将其放置于距离软地基较远的地方,以保证各项施工工作的顺利进行,不受到客观因素的阻碍和影响。另外,软地基基础施工中挖掘出的土方、建筑材料与机械也会不同成都的对软地基周边的土层造成一定的压力,因此,应尽量减少软地基内部与周围的地面荷载,确保软地基基础施工的顺利进行。软地基基础施工对于天气条件的要求也是比较高的,应尽量避开阴雨天气,以利于软地基基础的迅速凝固,进而防止软地基基础部分出现裂缝、断裂等施工质量问题。
2.3 在桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础施工的关键环节为支护结构的建设与利用,软地基基础部分在施工中必须有一定强度的支护结构对其进行有效的保护,否则此施工环节的工程质量是难以得到保障的,甚至会造成施工工作的终止或暂时停工等问题。目前,国内桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础部分的支护结构主要采用钢筋混凝土的施工工艺和技术形式,这样不但可以有效保证支护结构的强度和耐腐性,而且也避免了建筑材料的浪费,作为支护结构的材料还可以循环利用。在软地基基础施工支护结构建设过程中,一定要高度重视施工的质量,并适当的添加有效地工程监理机制和质量管控体制,因为软地基基础的支护结构不但关系到桥梁工程地基部分的强度和硬度,更关系到桥梁的整体质量和使用年限等问题。如果软地基基础施工中,支护结构施工难以达到相关质量标准,必然会影响到整个桥梁工程建设项目的施工进度与质量,甚至会酿成较大安全事故。
3 软弱地基桥梁、涵洞质量的控制措施
3.1 强夯法加固采用强夯法加固地基,施工前要根据地质状况和工程要求,通过现场试夯,确定强夯施工的各项参数。施夯时依照试夯参数,以其总下沉量和最后二击的平均下沉量作为施工控制标准。强夯加固地基的效果,用强夯前后静力探触或标准掼入试验检验。
3.2 严格地基的检查一个牢固的基底持力层是整个桥梁、涵洞工程稳定的根本,施工中监理部门必须给予高度重视。基坑开挖基坑位置经施工单位测量放线,监理人员复核签认后,可以开挖。基坑开挖过程中,施工单位的技术人员要随时注意土质的变化,当与勘测资料及设计图纸不相符时,立即通知设计代表和监理人员现场确认,提出处理方案后,方可继续施工。
3.3 严把基底处理和地基加固的质量关基底处理及地基加固质量的好坏是桥梁、涵洞,尤其是软弱地基桥梁和涵洞稳定的关键。桥梁、涵洞地基加固最常用的方法是换土法,强夯法、土桩法、砂桩法应用极少。超挖处理基坑无论任何原因而超挖的部分,决不允许草率的回填虚土,处理方案须报监理、设计人员同意后再进行处理。
4 强化桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制方法的创新
4.1 在我国现代桥梁工程行业的整体发展与进步中,任何一具体环节施工工艺与施工技术的创新都离不开科学发展观的支持与保障,否则只能面临为时代和历史所淘汰的悲惨境地。在建桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础施工质量控制方法是工程项目管理的主要工作内容之一,在桥梁工程施工质量控制体系中占有十分重要的作用和地位。桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制方法的创新一定要坚持与时俱进的基本原则,还要坚持以科学发展观作为指导思想,这样才能有效保证软地基基础施工质量控制方法的创新本着科学、具体、客观的基本原则,更好的服务于桥梁工程的各项具体施工工作。
4.2 在桥梁和涵洞软地基基础施工中,由于施工环境与质量控制标准的差异,对于地基基础施工质量控制方法的要求也自然有所不同。在桥梁和涵洞软地基基础施工中,软地基基础施工质量控制方法的创新不是漫无目的的创新,而是要结合桥梁工程项目施工的实际需要,以及桥梁工程施工现场的实际情况,来逐步进行施工质量控制方法的创新,这样才能真正起到其所应具有的意义和作用。桥梁和涵洞软地基基础施工质量控制方法的创新只有真正符合施工实际需要,才能有效保证桥梁工程建设项目的整体强度与硬度,以及桥梁的使用年限与抗震能力。
[Abstract] When the existing railway in highway wear, it usually adopts the construction method of precast reinforced concrete box culvert jacking to form and the railway overpass bridge, which not only ensure the security and stability of the existing line. Based on the permanent coal mining area railway car hub K4+308, reinforced concrete box culvert jacking construction as an example, below the large volume of the existing railway box culvert jacking construction operation method is discussed.
[keyword] box culvert jacking construction; security and stability;
中图分类号:U227.4 文献标识码:A 文章编号:
1概况
根据规划,永城东环路与铁路相交处需新建3.5-18-3.5下穿铁路三孔连续箱桥,该涵洞位于永煤矿区铁路车集线K4+308处,线路两侧地势平坦,两侧均有农田。公路与铁路基本正交,夹角为87.62°。铁路为单线、非电气化铁路、标准轨,钢筋混凝土Ⅱ型枕,50型钢轨,相交处公路、铁路均为直线。
既有线路路基上部0~86m 厚为褐黄色砂粘土,路基承载力为230kpa,线路露肩坡度为1:1.5。既有线路承担了永煤矿区车集矿的煤矿外运任务,每天有两趟行车,列车限速为15 km/ h。设计涵洞采用预制顶进法施工,混凝土强度等级为C35,为预制钢筋混凝土箱涵,结构顶板厚1.1m,边墙厚1.1m,底板厚1.2m,净空为25m宽、5m高。
2施工方案
本工程工作量大,工期紧,需要土方机械和钢筋机械同时施工,并且要确保既有线运行安全稳定,争取以最短的时间完成顶进作业,恢复既有线正常行车及在规定的期限内完成顶进作业为重点。
施工作业流程如下图所示:
1.1工作坑施工
(1)工作坑开挖
工作坑是预制和顶进箱涵的工作场所,工作坑位置的设置不但应考虑到两侧的地形、场地大小及土质情况,而且应利于施工、运输及后被设置。综合考虑后既定将工作坑设在线路北侧,基坑北侧按1:0.75的比例放坡,南侧按1:1.5的比例放坡,两侧各留1m工作面,其中30cm作为排水沟位置。既有线左侧工作坑底面尺寸为7.8m宽,25m长,为方便后续施工车辆进出,应在工作坑边缘和线路路基坡脚预留出适当距离。
(2)锚梁及滑板施工
锚梁的设置主要是为了使基底满足抗滑要求,保证地板有足够的刚度和强度。在其施工过程中,首先要进行地锚梁基坑开挖,垂直开挖,利用土模浇筑混凝土;基坑挖好后,随即进行锚梁及滑板的钢筋绑扎施工,浇注混凝土。混凝土的振捣采用平板振动器,振捣密实;为了防止滑板与预制框架底板相互粘连,减少首次启动顶力,需要在滑板顶面铺设隔离层,采用石蜡油剂,要求涂抹均匀,然后覆盖塑料隔离层。
(3)后背修筑
浆砌片石要严格按照规范要求的标准及设计的结构尺寸施工。片石要求大小均匀、强度满足要求、耐久性好等条件。砌筑砂浆强度为M10。
片石砌筑前要洒水湿润,然后在土基上坐浆砌筑。为保证其坚实性,砌体应分层砌筑,各层砌块应安放稳固,砌块间应砂浆饱满粘结牢固,砌缝宽度不大于4cm。
1.2箱体预制及顶进施工
(1)箱体预制施工
涵洞身结构的施工顺序:洞身底板钢筋绑扎洞身底板混凝土浇筑侧墙钢筋绑扎侧墙模板安装顶板钢筋绑扎侧墙、顶板混凝土浇筑拆除模板洞身外侧砂浆找平防水施工
箱体预制时模板采用整块拼装,局部切割的制作方式,大模板事先做出对拉螺栓孔,方木做竖肋,槽钢横肋,设计间距均为1m。混凝土采用商品混凝土,浇筑时采用汽车吊进行浇筑施工。振捣方法采用常规的混凝土施工方法。洞身结构预制施工时必须注意预埋件的预埋,确保位置准确。注意做好防水处理,保证防水施工质量。
(2)顶进施工
当涵洞身预制混凝土达到设计强度的70%后,开始顶进施工。高线下预制段采取空顶的方式进行。顶进前,需做好现场的清理工作,将路基土挖出,清理到指定位置。挖土采用小挖机挖掘,小型农用车配合运输。挖土、顶进时,机车通过线路时需按规定进行限速行驶。并注意检查架空线路有无安全隐患。
涵洞身顶推采取2台200T千斤顶。施工时在千斤顶两端垫好钢板(后背及涵洞身接触部分);顶推过程中,保持均匀受力。顶进时,用反向千斤顶将主千斤顶的活塞拉回原位,在空档处增放顶铁,以待下次开顶。每次开顶前及交接班时检查油泵等液压系统有无故障、顶铁安装是否合格、后背变形等情况。如因某种原因而使顶进中断时,也需间歇地的顶动涵身,以防止箱身在之后的顶进阻力增大。故障一旦解除,应立即进行继续操作,保证顶进的连续性。顶进时,顶柱和后背严禁站人,以防顶柱引起崩出或后背产生意外及安全。
顶铁的安装,为保证顶柱的受压稳定,在顶柱与横梁间用螺栓栓牢,每隔8m设横梁一道,使传力较均匀及增加顶柱的横向稳定。每行顶柱与千斤顶成一直线,与后背垂直,各行长度要一致。
顶反向千斤顶将恢复到原来的位置,掌握千斤顶活塞崩落加中性铁,直到下一次的开顶。每个开放的顶部和换班之前,检查油泵和液压系统的故障,顶部安装铁是合格的,背部变形。如果出于任何原因顶的中断,也需要间歇顶端韩体,为了防止在箱体的顶部进入的阻力增大。一旦故障被解除,应继续,确保连续性顶。顶,顶柱回非停止,以防止柱的顶部造成事故和安全性的崩溃或背部。
顶铁安装,以确保在顶柱与梁的顶柱的压力稳定用螺栓固定都牢固地8米的的设置栏更均匀的电力传输,增加顶柱的横向稳定性。
1.3施工控制与纠偏
在箱涵的顶进过程中难免会出现一定的误差,这就需要在箱涵施工中严格做好施工控制。对涵洞顶进施工作业中常出现的问题,总结出了以下方法,有针对性的进行纠偏。
(1)箱身方向纠偏方法:
1、通过数据记录及分析,及时开关左右两侧千斤顶来起到纠偏作用。
2、利用左右两侧高压油泵的动力调整来实现箱身的纠偏。
3、调整后背顶柱,使箱身左右两侧有位移变化,达到纠偏目的。
4、可在前端一侧超挖,另一侧少挖土或不挖来实现在移动过程中方向的逐步调整。
5、通过在箱身前端加横向支撑来调整。
(2)纠正箱身“抬头”的方法:
当箱体脚前端超挖略低于底板时,应逐渐调整;当因挖土不够宽而抬高箱身时,可在两侧适当超挖。超挖土方量应由计算来确定,防止顶进到一定距离后又造成“扎头”。
(3)纠正“栽头”的方法:
1、要对顶进作业过程中高程变化的不断观测,在开挖时一定要控制地基面的坡度,尽可能不破坏坡面原状土,严禁超挖后再回填。2、在顶进施工过程中,应及时运出顶进切土时的坍塌土方和未运出去的土方,来减小附加重量对高程的影响。
3结语
文章通过对永煤矿区铁路车集线K4+308处涵洞顶进施工作业的流程剖析及技术探讨,总结出了一套较为成熟的大体积箱涵在铁路下方的顶进方案。这将为其他矿区铁路以及国家铁路涵洞顶进施工提供借鉴和参考。
参考文献:
1 概述
模板台车常见用于隧道工程的二次衬砌施工,作为模筑混凝土的内模。涵洞施工常用木模、组合钢模满堂支架施工。
武汉动车段是全国最大的动车段,该项目设计框架箱涵共4座,共计1576.68横延米。铁路、公路中一座涵洞通常只有十几米至几十米长,而武汉动车段最短的涵洞也有345.55米,如同短隧道。武汉动车段工程内容包含站场路基、涵洞、轨道、房屋、四电等,合同工期18个月。如此巨大的工程量,如此短的工期,科学、合理的施工组织和施工方案至关重要。施工中研制开发了移动模板台车,并将台车成功运用于箱涵的施工,提高了涵洞的实体质量,大大缩短了工期,取得了丰富的经验和显著的成果。箱涵采用台车施工的技术,国内同类工程中未见报道,具有创新性。
2施工方案比选
涵洞施工常用木模、组合钢模满堂支架施工,施工周期较长,需要探索快捷的施工方法。考虑到本项目涵洞长度较长,如同一座座短隧道,可以尝试将隧道施工的台车技术延伸运用到涵洞中,并进行方案比选。
涵洞施工方案比选
根据比选情况表明,在工期紧、工程量大的情况下,模板台车法的立模快捷、周转性强这些优点更具有吸引力。构件虽然重,一次拼装就可以循环使用,可以采用吊车安装。台车全部采用钢构件,费用相对较高,在保质量、保工期的大前提下,费用略高也是可以接受的。经过项目部专题会议研究决定,采用移动模板台车法施工箱涵。利用施工准备期和征地拆迁未完成的时机,研发、加工模板台车。
3 移动模板台车的研制
3.1 台车的功能要求
为了施工方便,研制的台车需要满足以下要求:刚度满足抗变形要求;移动方便;脱模和支模简便;模板表面平整;2.5m和3m孔径的通用可能等。
3.2 模板台车的设计
3.2.1 模板台车的设计思路
根据台车的使用要求,台车设计需解决的问题及思路如下:
(1)如何满足刚度要求?
思路:采用工字钢、槽钢等型钢构成台车骨架,钢板做面板,槽钢做内外模的加径肋,满足刚度要求。
(2)怎样实现移动方便?
思路:台车的整体移动,可设计有轨走行系统,电力驱动。
(3)如何实现脱模、支模?
思路:可以设置千斤顶,通过千斤顶的伸缩实现支模、脱模。
(4)如何保证内外模板平整度?
思路:内、外模尽可能采用大块钢模板拼装,尽量避免采用小块模板,处理好接缝,满足平整度要求。
(5)如果不同孔径涵洞需要共用台车,如何实现通用?
思路:2.5m和3m孔径的通用问题,可在顶部中间设置宽度0.5m的调节模板,加装调节模板施工较大孔径涵洞。
3.2.2 模板台车的定型
经充分考虑各项要求,同时尽可能降低台车费用,定型的模板台车如下:台车由模板、内支撑架、走行系统组成。内支撑架通过液压千斤顶和丝杆千斤顶与模板连接,通过千斤顶的伸缩调节实现模板的内收和外伸。走行系统由车轮和电动系统组成,在24Kg/m小轨道上行走,实现台车的灵活移动。
模板台车全长12.5m,一个施工循环可以施工3节涵身(4m/节)。每隔1.5m设置一道内支撑,主骨架大梁采用H30型钢;内、外模板面板采用6mm钢板加工,模块化加工成便于组合的定型钢模板,单块面积原则上不小于4平方米,现场组装,采用14号槽钢做竖向加径肋。构件间的连接多采用栓接。在模板顶部和底端加径肋处设置钢拉杆,采用Φ28mm圆钢加工成拉杆,进行内、外模的整体固定。
投入使用的模板台车
4 主要施工方法和要点
4.1 主要施工方法
采用模板台车施工箱涵,主要按以下步骤和程序进行:
第一步:涵洞基坑开挖和垫层施工,模筑底板钢筋混凝土,混凝土浇至边墙底部倒角以上30~50cm。混凝土浇筑前,按1m间距布设Φ50mmPVC管作为拉杆预留孔,预留孔位于倒角以上10cm,用于固定外模。
第二步:在底板上原位拼装台车及走行轨,拼装、调整内模至设计位置。
第三步:绑扎顶板钢筋。
第四步:拼装外模板,对称分节吊装外模板,通过顶部和底部的钢拉杆加固内、外模。
第五步:边墙和顶板混凝土浇筑、养护。
第六步:混凝土养护至拆模强度后,松开拉杆,拆除外模,调节台车千斤顶丝杆使内模内收,使内模脱模。
第七步:启动台车驱动系统,沿走行轨道前行至下一施工段。调节台车千斤顶丝杆使内模外伸,使内模就位。
第八步:钢筋绑扎完成后,吊车分节吊装外模。
第九步:边墙和顶板混凝土浇筑、养护。
此后,第六~九步循环,逐段完成涵洞施工。
4.2 施工要点
(1)台车骨架及内模拼装
台车构件运到现场后,在先成型的涵洞底板上进行台车拼装。模板台车拼装时先内侧后外侧,先骨架后面板自下而上进行。
框架涵底板砼浇注完成后,在底板上精确放出模板位置,安装台车的走行轨道并加以固定,安装台车车轮及底部大梁,再安装台车支撑骨架和调节杆,最后安装台车面板。采用吊车起吊,安装过程中,模板接缝处用双面海绵胶条相连接,顶紧挤压海绵胶带,以便控制接缝的宽度,防止混凝土浇筑过程中出现漏浆现象。
(2)外模拼装
外模采用组合钢模板拼装,背部设加径肋,采用14号槽钢。外模在现场拼装,分3个节段(4m,4m,4.5m)拼装成型。在内模台车拼装合格,涵体钢筋骨架绑扎验收完成后,进行外模分节吊装,采用汽车吊进行对称安装。外模底端采用钢拉杆与台车内模进行固定,两侧外模顶部采用拉杆对拉加固。模板接缝处用双面海绵胶条相连接,顶紧挤压海绵胶带,以便控制接缝的宽度。合模前必须将模板内杂物清理干净,涂刷优质的脱模剂,确保涵身的外观质量。
(3)模板台车的拆模和移动
在满足混凝土强度的条件下,遵循先外模后内模的拆除顺序。对于不承重的外模板,应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模板而受损坏,可采用汽车吊配合人工拆模;当涵体混凝土达到设计强度70%时,可以调节模板台车千斤顶丝杆,使台车模板整体脱离混凝土面2~3cm。沿着走行轨整体推移至下一个施工段。
5 关键技术及创新点
台车施工涵洞具有创新性。台车一般在隧道施工中常用。武汉动车段采用模板台车施工铁路涵洞,国内同类工程施工中未见报道,属于创新。
自带走行机构,移动方便。台车安装有车轮和电动系统,在轨道上行走自如,移动起来很方便,机械化程度高。
具有通用性,不同孔径箱涵通用。在台车顶部设置0.5m宽调节模板,通过加装(或拆除)该调节模板,可轻松实现涵洞的模板台车通用(例如2.5m和3m孔径)。
模块化设计,构件主要采用栓接,便于安装和拆解,方便周转到其它工程项目中使用。
6 研究结论
与传统的木模、组合钢模满堂支架法相比,长大箱涵采用移动模板台车施工具有较大的优势。经研究和实践表明,移动模板台车施工箱涵具有以下特点:
(1)采用模板台车能提高箱涵尺寸精度和外观
台车采用型钢和钢板加工而成,刚度大,变形小,整体性好,不易跑模。面板采用4平方米钢模拼装而成,接缝少,减少漏浆和接缝外观缺陷。提高了箱涵的尺寸精度,外观质量也大大提高。
(2)采用模板台车能提高混凝土耐久性
模板台车整体性好,稳定性强。通过计算,仅在外模的顶部和底部设置少量拉杆,内外模无需钻孔布置拉筋,避免在涵洞边墙上留下大量的拉筋孔,提高混凝土的耐久性(若边墙设置大量拉筋孔,易造成孔洞周边钢筋锈蚀,孔洞易造成渗漏水)。同时,也减少了孔洞漏浆,提高了涵洞的外观质量,也节省了大量的拉筋。
(3)模板台车移动方便,机械化程度相对较高,劳动强度小
模板台车在第一个施工段拼装合格到位,模板接缝打磨平整。在后续使用时,台车采用电动沿走行轨道开行至下一施工节段,外模整体吊装前移。机械化程度高,劳动强度小,同时还节省劳动力。
(4)模板台车脱模方便
完成一个施工节段后,需要模板台车进入下一个施工节段时,只需将支撑丝杆按一定顺序微调内收,就可以使模板脱离已浇注混凝土面,而不必将模板逐一拆解。
(5)模板台车移动就位快捷,大幅提升立模速度,加快了施工进度
模板台车采用电动走行系统,快捷移动至下一施工节段,只需与上一节段涵身砼接头处顶紧密贴,通过对支撑丝杆进行调节,就能使模板精确就位。传统木模和组合钢模需要搭设满堂支架,逐块拼装模板,逐块标高调整,逐块支撑固定,需要花费较多劳力和工期。采用模板台车较好地克服了这些缺陷,大幅度缩短了立模的时间,节省了劳动力,加快了施工进度。
现场实践情况表明,从台车脱模到移动至下一节段定位、外模安装完成,耗时不超过12小时,较木模、组合钢模施工缩短立模时间2~3天。对于模板台车周转,台车通常3~4天可以完成一个施工段,而组合钢模、木模则需要6~8天时间。按此计算,DCDK2+050涵洞缩短工期5个月。
(5)周转使用性好
模板台车采用型钢和钢板加工而成,刚度大,抗变形能力强,不仅在同一座箱涵中可以循环使用,还可以在同一项目的不同箱涵中周转使用,并且还可以在本工程项目完工后转运至其它工程项目周转使用。
(6)经济性
以DCDK2+050涵洞为例,涵长517.84横延米,若采用木模施工,模板及支架费用需要23万元;采用台车施工,台车费用30万元,费用略微高一点,考虑到台车的残值,基本相当。若采用台车周转施工2座这样的涵洞,模板费用可节省16万元。周转次数越多,经济性越明显。
7 推广运用前景
武汉动车段距武汉站2.5km,全长2.83Km,最宽处为520m,占地2130亩,是全国最大的动车段。该项目设计框架箱涵共4座,共计1576.68横延米。最短涵洞345.55横延米,最长涵洞517.84横延米,孔径2.5m和3m两种。涵洞全部采用移动模板台车施工,缩短了工期5个月,实现了工期目标;提高了涵洞的外观和实体质量,得到质量监督管理部门的充分肯定。武汉动车段工程被湖北省建设工程质量安全协会评为2011年“楚天杯”优质工程,下一步申报国家优质工程奖。本技术成果取得了良好的社会、经济效益,具有较高的推广价值。
动车段(所)箱涵、水利工程涵洞(隧洞)、铁路车站箱涵、对混凝土外观、尺寸、耐久性要求较高的客运专线箱涵,采用移动模板台车施工,具有明显的优势,很值得推广。
8结束语
武汉动车段是武广高铁重要配套工程,与武广高铁同步建设。铁道部要求武广客专2009年投入正式运营。同属配套工程的广州动车段在2009年不具备投产的可能,如果动车段不投产,武广高铁每天运营的大量动车组就没有维护、保养和检修的场所,无法保证其安全、正点、高效运营。武汉动车段参建单位不负众望,克服困难,创造条件,按期建成并投产,为武广高铁运营创造了前提条件,为武广高铁的安全运营提供了可靠保障。涵洞采用移动模板台车施工,这一技术的探索和成功运用,对于武汉动车段的建设功不可没。
参考文献:
[1]TZ 213-2005《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》
[2]TB 10203-2002《铁路桥涵施工规范》
[3]铁建设【2005】157号《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》