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新建天津至濰坊高速鐵路——施工工序和工藝

1。施工工序

工程遵循“整體設計、系統建設、優質高效、一次建成”的原則,全線按同期開工、同期建成設計,同時考慮勘察設計週期等因素,並結合本線工程分佈情況、線路所經區域的施工條件和鐵路時速的施工水平和工期要求,本工程採用分段同步施工,一次建成的方式。

本工程總的施工時序為:施工準備期→路基工程施工、橋樑工程施工、隧道工程施工、站場及其配套設施施工→箱梁及 T 樑架設、軌道板鋪設與鋪軌工程施工→綜合除錯及試執行。

2。 施工工藝

本專案主要工程內容有隧道、橋涵、路基、站場以及臨時工程等工程。

(1)隧道工程

津沽海河隧道長度 6650m,綜合考慮隧道水文地質條件及周邊環境條件的具體情況,結合隧道埋深要求及工期要求,綜合採用明挖法和盾構法施工。其中進口明挖段 240m(含 1#盾構井),出口明挖段 396m(含 2#盾構井),盾構段長度 6014m。隧道設定兩座盾構井,採用一臺泥水平衡盾構機施工,2#井作為始發井,1#井作為接收井。

進口明挖段長度 240m(含盾構井),出口明挖段長度 396m(含盾構井),結合隧道所處位置的水文地質條件、基坑深度、環境條件和工期要求,經技術、經濟比較,本隧道進出口段採用放坡+地連牆+內支撐的形式。

盾構段長度 6014m,結合隧道所處位置的水文地質條件、穿越風險點和工期要求,經技術、經濟比較,採用一臺泥水平衡盾構機掘進施工。

1)盾構段施工方法

①施工準備。施工前對施工地段的工程地質、水文地質、建(構)築物、地下障礙物進行調查;根據調查結果,結合設計檔案,做好施工組織、專項施工方案及應急方案等內容。

②施工測量。施工前,根據周邊環境、地面控制網、盾構進入隧道方式、貫通長度和貫通精度,以及盾構配置的導向系統的精度、特點和人工測量儀器精度等,制定施工測量方案。

③盾構始發。基坑開挖前完成端頭井加固,並進行質量檢測;盾構機組裝、除錯完成,並透過驗收後進行始發。

④盾構掘進。掘進過程中進行出土、管片拼裝,注漿、材料運輸等工序。

⑤盾構接收。在盾構達到前對地層進行端頭加固;盾構接收後在豎井內完成拆解。

2)盾構井施工方法

豎井段採用明挖順作法施工,明挖法主要施工工序如下:

①施工圍擋,平整場地,施作地連牆、旋噴樁、抗拔樁、冠梁。

②在基坑範圍內設井點降水,基坑外設定備用減壓井。

③在基坑內分層開挖土方,及時架設橫撐。坑內設臨時排水溝和集水井,及時排除積水。

④基坑開挖至設計高程,對坑底進行人工找平。對坑壁滲漏水處進行封堵處理。

⑤施作墊層、底板防水層並同時施作部分邊牆防水層。

⑥底板全部施工完成後,按施工順序圖逐層向上順作主體結構、防水層、保護層、抗浮樑,拆除可以拆除的支撐並進行倒撐。

⑦待四電及附屬結構施作完畢後,再施作未完成的結構。

⑧待頂板混凝土達到設計強度的 100%後,覆土回填至設計地面標高,封閉降水井,清理施工場地,拆除圍擋,恢復道路。

3)明挖段施工方法

①施作施工圍擋,整平地面,進行交通疏解;坡頂設定截水天溝。

②施作圍護地連牆,相關段落進行基底加固;開挖至冠梁底以下 0。5m,清理樁頭,施作冠梁;冠梁外側施作磚砌擋水牆。

③開挖土體到第一道支撐位置下 0。5m 位置,施作第一道橫撐。

④開挖土體到第二道支撐下 0。5m 位置,施作第二道橫撐。

⑤依次類推開挖支撐,施作最後一道支撐,開挖到坑底,施作墊層、防水結構;

施作仰拱和部分側牆防水層及結構。

⑥待仰拱達到設計強度,拆除第二道支撐,施作第一道撐以下部分邊牆防水層、邊牆結構,待側牆砼達到設計強度,施作倒撐。

⑦拆除道撐,施作拱部主體結構及拱部防水層。

⑧待主體結構混凝土達到設計強度後,存在倒撐段需拆除倒撐。封堵降水井,分層夯填土,拆除第一道支撐,恢復原狀地面。

⑨施作洞內附屬結構。

(2)路基工程

本段線路軟土地基多,軟土覆蓋層厚,大量土石方施工需採用機械施工,並需對軟土地基進行加固處理。對少量移挖作填、土質滿足要求、運距短地段可採用人力施工。路基基床以下須採用重型壓路機等施工措施以保證路基密實度的要求,特殊地段需強夯才能滿足工程質量的需要。因此,對於所選定土源點透過室內試驗,達到填料的才能使用。同時根據現場的施工機械確定最佳攤鋪厚度及碾壓次數。

①清表與填前壓實

清表後將工作面基本平整壓實。

②路基填築

基床以下路堤採用 A、B、C 組填料或改良土填築,當採用 C 組填料中的細粒土、粉砂和易風化軟塊石土時,要採取隔水或加強邊坡防護措施。基床底層採用 A、B 組填料或改良土填築。基床表層、過渡段採用級配碎石填築。

a.地基表層為鬆散土層時,厚度不大於 0。3m,將原地表碾壓密實;厚度大於 0。3m 時,將鬆土翻挖,分層回填壓實或採取其他地基加固措施,碾壓後的密度滿足地基係數 K30≥0。8MPa/m、相對密度 Dr≥0。7 的規定。

b.原地面橫坡為 1∶5~1:1。25 時,原地面要挖臺階,臺階寬度不小於 2m。

c.測出基底處理後的原地面標高,依照設計資料精確測放路基邊線及線路中心線,打樁標示;直線地段每 20m 一個樁,曲線地段每 10m 一個樁,並在樁上作出虛鋪厚度的標記。

d.路基填築採用橫斷面全寬一次分層填築、縱向水平分層壓實方法。當原地面高低不平時,先從低處分層填築,並由兩邊向中心填築。

e.不同類別的填料分別填築,每一水平層的全寬採用同一組別的填料填築,每種填料累計總厚度不小於 50cm。對於不同種類的填料,遵循有利於層間土層的滲透反濾的原則施工。

f.使用推土機初平,再用平地機精平。攤鋪整平過程中尤其注意防止填料離析,使每一攤鋪層填料中的粗細料攤鋪均勻、層面平整。

g.灑水或晾曬

h.填至基床底面、基床表層底面標高後,及時恢復中線,進行水平標高測量,檢查路基寬度。按照設計結構尺寸進行路面整修後,達到路面平整,橫向排水坡符合設計要求。

新建天津至濰坊高速鐵路——施工工序和工藝

③A、B、C 組填料施工工藝流程見下圖。

新建天津至濰坊高速鐵路——施工工序和工藝

④改良土施工工藝流程見下圖。

a.化學改良土路拌法施工,應避免造成環境汙染,當風力大於 5 級時應停止灑灰和攪拌作業。

b.運輸及攤鋪

新建天津至濰坊高速鐵路——施工工序和工藝

將運到路基上的土按工藝試驗確定的標準厚度攤鋪均勻,再將改良劑按規定的摻

量將石灰或水泥均勻地撒佈在土層上。

c.拌和及灑水晾曬

採用路拌機將改良土幹拌一遍,用快速法測定初拌後混合料的含水率。

將含水率合適的混合料,再用路拌機拌和二遍,使混合料充分拌和均勻。

在灑水拌和過程中,應及時檢查混合料的均勻程度和含水率。拌和均勻的標誌是:

混合料色澤一致,沒有灰團、灰條,且水分合適均勻。

d.整型

混合料拌和均勻後,先用平地機初步整平和整型。平地機由兩側向路中心進行刮

平,必要時再返回刮一遍,用壓路機快速碾壓 1~2 遍,暴露潛在的不平整,再用平地

機進行整型,並碾壓一遍。

整型過程中及時消除坑窪現象。對區域性坑窪處,用齒耙將其表面 5cm 以上耙松,

並用新拌的混合料進行找平整型,最後用平地機再整型一次。

e.碾壓

整型後,當表面尚處溼潤狀態時應立即進行碾壓。如表面水分蒸發較多,明顯幹

燥失水,應在其表面噴灑適量水分,再進行碾壓。

碾壓過程中,表面應始終保持溼潤,嚴禁有“彈簧”、鬆散、起皮等現象產生。

f.修整養護

區域性表面不平整,要補平並壓實,使外形質量達到設計要求。

⑥排水工程

設計排水工程主要工程量有:排水溝、邊溝、側溝、天溝、排水管、急流槽等工

程。

施工前對照現場核對全線排水系統的設計,檢查路基邊溝、側溝、天溝、排水管、

急流槽等地表排水設施與天然溝渠和相鄰的橋樑等排水設施及路基面排水、坡面排水、

電纜溝槽兩側排水的銜接情況,確保設計的排水工程組成完整的排水系統。結合地質、

地形情況,按照“永臨結合”的原則規劃臨時排水設施,具備條件的地段按設計做好

排水工程以及施工生產生活區附近的臨時排水設施,然後再做主體工程。不具備施作

排水工程的地段,先做好臨時排水設施,條件許可時及時完成永久排水工程。施工方

法:

a.施工前對原地面複測,以核實圖紙上設計排水位置是否符合實際。

b.路塹開挖過程中按設計圖紙及時施作邊溝、天溝等永久及臨時排水設施。

c.天溝的水要排到兩端低處的涵洞或排水溝中。

d.砌體採用掛線擠漿法砌築。塊石及鑲面片石由人工用花錘修面修邊,塊石一丁

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一順分層砌築,要求砂漿飽滿,無瞎縫、通縫,勾縫採用平縫壓槽工藝。天溝排水溝

側溝引水溝的基礎墊層採用 6%石灰土處理,漿砌片石砌築時砂漿採用強制式拌和機拌

和,施工做到砌體砂漿飽滿,石料尺寸選配合理,強度滿足要求,石料顏色一致,勾

縫採用平縫壓槽。

e.排水系統的漿砌砌體每隔 10~15m 設一道沉降縫,沉降縫縫寬 1~2cm,縫內全

斷面填塞瀝青麻筋。挖方段的天溝,以及路基填築的臨時排水工程,儘量在雨季到來

之前完成。

⑦軟土及鬆軟土地基

當路堤地基為軟弱地基時,應進行穩定和工後沉降的分析估算,如不滿足要求時,

地基應採取加固措施,一般採用排水固結法、粉噴樁或 CFG 樁處理。軟土路堤的穩定

安全係數考慮列車荷載作用時不應小於 1。15。

a.對淺層軟土,呈流塑狀,埋深及厚度小於 2。0m 時,一般採用碾壓片石加固,

當地表有薄層硬殼時,可挖除硬殼進行碾壓片石。應用重型壓實機械進行碾壓,壓實

標準應滿足路堤本體標準要求,對具有棄土條件的地段,可挖除換填。

b.厚度大於 2m 的軟土及鬆軟土地基:橋(涵)路連線段採用攪拌樁、CFG 樁等

複合地基加固,加固深度應穿透軟土或鬆軟土層至硬層。其它地段則應結合路堤高度、

工期、場地條件主要採用採用塑膠排水帶進行加固,當穩定和工後沉降難以滿足要求

時,則應採用碎石樁、攪拌樁、CFG 樁等方法進行加固。對地質條件適宜的大面積場

地可採用真空預壓進行加固處理。

c.路基為人工填土不能滿足密實要求時,應進行翻挖夯填、強夯或注漿處理。

d.軟土採用複合地基處理時,樁頂應設厚 0。5m 的砂礫石墊層,並加一層土工格

柵(經編),強度不小於 50KN/m。

e.攪拌樁加固深度,幹噴時不宜大於 10m,溼噴時不應大於 20m。

軟土路堤在填築過程中,必須控制填土速率。控制標準為:路堤中心地面沉降速

率≤1。0cm/每晝夜,坡腳水平位移速率≤0。5cm/每晝夜。

軟土和鬆軟土路堤應根據沉降觀測情況進行綜合分析,以推算地基的最終沉降量,

並應及時調整設計,使地基處理達到預定的控制要求,同時應作為驗交時控制工後沉

降量的依據。

地震區的軟土路基,應結合軟土地基處理統一考慮。路堤基底墊層材料宜採用碎

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石(卵石)或粗砂夾碎(卵)石,不得采用細砂或中砂。

(3)站場工程

1)房建工程

基礎採用鋼筋混凝土獨立基礎;候車廳、辦公樓、宿舍和檢修樓等房屋採用鋼筋

混凝土框架結構,基礎採用鋼筋混凝土獨立基礎;其它房屋採用磚混結構,基礎採用

鋼筋混凝土條形基礎。

房屋基礎施工:清理→砼墊層→鋼筋綁紮→清理→支模板→清理→混凝土攪拌→

混凝土澆築→混凝土振搗→混凝土找平→混凝土養護→模板拆除。基礎承臺及聯絡梁

墊層隨挖隨澆,採用攪拌機攪拌,插入式動棒振搗。

2)站場道路、堆場、停車場及其它硬化地表區域道路、堆場、停車場及其它硬化

地表區域在場平的基礎上依據各區塊工程和承載力要求進行面層的鋪裝,施工均採用

常規施工工藝。

3)管線工程:電力、通訊、供水、排水等管線採用開挖直埋施工,土石方開挖主

要採用 1。0m 3 反剷挖掘機開挖,堆於溝槽一側,供回填土方之用。管線工程位於站場內,

土石方計入站場工程內。管道透過道路時採取敷設鋼管後外包砼,最後鋪路面。管道

採用分段施工,隨開隨填,每段施工週期一般不超過 7d,管底鋪設 20cm 厚的砂礫墊

層,管頂埋深約 1~1。5m,鋪設管線結束後隨即回填,回填至地面高程,並壓實。

4)綠化工程:為改善專案區環境,對路基邊坡採取撒播草籽綠化,站場內綠化區

實施園林式景觀綠化。綠化施工採用常規綠化施工工藝。

(4)橋樑工程

1)橋樑主體施工方法

正線橋樑一般為預應力混凝土簡支箱梁,採用架橋機架設。對於小河溝及水塘內

的橋涵墩臺及基礎,一般採取編織袋圍堰、築島填土施工方案。對於地質條件較差或

開挖防護高度>3。0m 的基坑採用鋼板樁防護,地下水位較高時且為透水層時考慮配置

輕型井點降水措施。

橋樑樁基礎的樁徑一般用 φ1。0m、φ1。25m、φ1。5m、φ2。0m 鑽孔樁。特殊橋樑根據

需要採用較大直徑鑽孔樁。

一般墩臺基礎採用常規方法施工。對深水基礎,採用鋼套箱或(吊)箱施工。對

墩高大於 50m 的橋墩採用移動滑摸或翻模法施工。

2)橋樑防治水土流失施工工藝

橋樑工程施工造成水土流失的主要環節是橋樑下部的基礎施工部分,橋樑基礎的施工平臺。跨越水體的橋樑基礎施工應在枯水期進行,採用雙臂鋼圍堰的施工工藝。

旱橋施工工藝:

①施工準備

施工前,進行場地平整、樁位測量。

②護筒製作與安裝

護筒採用鋼板製作。

③固孔

鑽孔採用泥漿護壁。鑽進過程中隨時檢查泥漿相對密度、粘度、膠體率、失水率和酸鹼度使之滿足技術規範要求。

④鑽進

鑽孔作業連續進行,隨時測定泥漿比重,並保持孔內泥漿面高度,防止塌孔。

⑤清孔及檢孔

清孔時保持孔內水頭高度,以免塌孔。

⑥混凝土灌注

混凝土在攪拌站集中拌合,混凝土運輸車運輸,泵送灌注。混凝土的初存量要滿足首批混凝土入孔要求。封底後導管埋入混凝土中的深度始終控制在 2~4m 之間,隨灌注隨提升,防止斷樁。混凝土灌注高度大於樁頂設計高度 0。8~1。0m,以保證樁體質量。

⑦驗樁

鑽孔樁完成後,承臺施工前,根據規範和設計要求,對樁身混凝土質量採取無破損檢驗或者荷載試驗。

⑧橋樑施工平臺

在施工期,橋樑的墩臺施工,架設箱梁提升、運轉等施工作業面,一般佈置在擬建橋體下方,內部設有施工臨時便道。

水下橋墩施工工藝:

施工時先將主河槽內各墩位的工作面展開,採用鑽孔灌樁形式。對常流水河流,鑽孔時設鋼板樁圍堰或雙臂鋼圍堰,鑽孔後的廢棄土方用泥漿泵抽於岸邊,涼幹後運至指定位置棄置,其餘位於河岸的墩臺樁位,待主河槽施工完畢後進行。

①施工準備

施工前,進行場地平整、樁位測量,同時設定泥漿池、沉澱池。

②護筒製作與安裝

護筒採用鋼板製作。

③固孔

鑽孔採用泥漿護壁。鑽進過程中隨時檢查泥漿相對密度、粘度、膠體率、失水率和酸鹼度使之滿足技術規範要求。

④鑽進

鑽孔作業連續進行,隨時測定泥漿比重,並保持孔內泥漿面高度,防止塌孔。相鄰鑽孔樁鑽進時待鄰孔水下混凝土灌注完畢 24 小時後進行。

⑤清孔及檢孔

清孔時保持孔內水頭高度,以免塌孔。

⑥混凝土灌注

混凝土在攪拌站集中拌合,混凝土運輸車運輸,泵送灌注。水下混凝土一次連續灌注完成。混凝土的初存量要滿足首批混凝土入孔要求。封底後導管埋入混凝土中的深度始終控制在 2~4m 之間,隨灌注隨提升,防止斷樁。混凝土灌注高度大於樁頂設計高度 0。8~1。0m,以保證樁體質量。

為避免泥漿對周圍環境的汙染,在鑽孔樁施工過程中,對沉澱池中沉渣及灌注混凝土溢位的廢棄泥漿隨時清除,用汽車棄運至指定地點,禁止就地棄渣,嚴防泥漿溢位,汙染周圍環境,工藝如下:

新建天津至濰坊高速鐵路——施工工序和工藝

鑽孔樁出漿處理工序

新建天津至濰坊高速鐵路——施工工序和工藝

鑽孔樁施工工藝框圖

(5)鋪軌工程

1)無砟道床施工

無砟軌道施工精度要求高,專業性強,是本線控制工期的關鍵工程,需要高度重視,提前籌劃和安排。本次透過分析國內、外的有關無碴軌道設計和施工資料,結合本專案特點,採用軌道板由沿線預製廠供應、長鋼軌由長軌條存放基地集中供應的施工方案。其施工的主要工序為:底座板施工、汽車運軌道板至工地、軌道板粗鋪、軌道板精調、自密實混凝土施工、鋪軌機鋪設長軌條。軌道板的供應是控制工程進度的主要因素之一,軌道板需要量大,需設定預製場以滿足鋪設的需求無砟軌道板採用工廠化生產,並提前預製儲存,汽車運輸、專用機械鋪設。無砟軌道施工精度要求非常高,對溫度、路橋隧基底沉降、時限等方面都有特殊要求,應嚴格執行相關規範規定,確保施工質量。無砟道床施工可結合架樑區段分段施工,縮短工期。

2)鋪軌

正線採用拉法鋪設無縫線路的施工方法。先將 60kg/m、100m 無孔軌火車運輸至焊軌基地焊成 500m 長軌條,利用長軌運輸車運至鋪軌基地存放備用。從鋪軌基地採用鋪軌專用車將 500 米長鋼軌運至工地,用無碴軌道專用長軌條鋪設機械鋪設。站線及聯絡線等採用有碴軌道,採用機械鋪軌。

(6)臨時工程

1)取土場

取土前先用履帶式推土機或輪胎式裝載機將含豐富腐殖質的表層耕作土及地表附著物清除集中堆置處理;履帶式挖掘機或輪胎式裝載機挖土,用大型工程自卸車透過新修的施工便道運至路基進行填築。取土方式應以寬淺式為主,取土結束後對取土坑臨空面進行削坡,並採取植物防護措施,取土面進行土地整治後綠化。

施工工序:剝離表土→平地取土→邊坡修整→平整土地→覆土→綠化。

2)棄土場:施工先進行表土剝離,就近堆置於棄土場內。棄土(渣)排放由自卸汽車運至棄土場,利用施工便道或現有道路逐步推進堆放。棄土完畢後及時進行土地整治,對具備復耕條件的覆土復耕,不具備復耕條件的及時恢復植被。

施工工序:表土剝離→棄渣→平整→分層碾壓→覆土→整修邊坡→綠化或復耕。

3)施工生產生活區:施工前先用推土機剝離表層耕作土,集中堆置於本區空閒地內,並採取臨時防護措施;周邊佈設臨時排水沉沙措施,場地內設雨水汙水收集池,經沉澱後,汙水清運至汙水廠,雨水用於場地除塵灑水或匯入場地排水溝後引至附近溝渠,場內空閒地栽植綠化植被;施工結束後拆除硬化面,拆除建築垃圾清運至就近棄土場或垃圾消納場填埋,並進行土地整治,恢復植被或復耕。

4)施工便道:施工時採用挖掘機、推土機挖土,裝載機、挖掘機裝土,自卸汽車運土、壓路機碾壓,並在便道一側佈設臨時排水溝和沉砂池,路面採取泥結碎石硬化鋪築;施工中需及時灑水養護,防止起塵;施工結束後,拆除泥結碎石用於全線維修通道,並進行土地整治,恢復植被或復耕,無需拆除的移交當地政府使用,並簽訂移交手續,明確水土流失防治責任。

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