黄韩侯铁路大峪河特大桥实施性施工组织设计

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黄韩侯铁路大峪河特大桥实施性施工组织设计

本标段投标文件,施工合同,合同编号:黄韩侯指合(2010)002号。

投标文件初步施工组织设计。

大浴河特大桥施工设计资料和相关设计文件。

DL/T 1830-2018标准下载铁道部颁发的现行铁路路基、桥涵、轨道、站场、建筑、混凝土及砌体工程施工规范、安全规则及相应的工程质量检验评定标准、国家及有关部委颁发的现行的技术标准、规则、规范、规程。

我局现场调查资料及类似工程的施工机械设备和施工能力。

国家、铁道部现行的法律、法规、设计规范、施工规范、验收标准、规则等。

在制定主要工程项目的施工方法、质量标准时,严格按设计要求,执行现行施工规范、验标和黄韩侯铁路施工技术细则(初稿)及有关环境保护、水土保持规定,确保招标文件中对本标段工程质量和生态环境保护的要求。

按实事求是的原则,遵循客观规律,在制定施工方案和安排工期时,根据本标段所处的暖温带半干旱气候区自然环境条件、招标文件工期安排及我局的施工能力,统筹兼顾,合理安排,科学管理,均衡生产,确保优质高效地完成本标段的全部施工任务。

坚持“安全第一,预防为主”的原则。线路跨越大浴河,桥梁为高墩。高空作业,安全工作尤为重要。为确保施工过程中人身、劳动机械、火灾、交通安全,除了加强安全技术教育,还必须采取切实可行的技术措施和手段。

坚持专业化、标准化作业和综合管理的原则。在施工组织方面,以专业化队伍为基本组织形式、以成套化机械设备施工为作业方式,提高综合施工能力。施工过程中推行标准化作业、推行应用新工艺、新技术、新方法,强化各种管理手段,提高经济效益。

以强有力的后勤供应和劳动医疗卫生保障,确保一线施工队伍的战斗力。

参考的施工、验收技术规范、验收标准清单

铁路建设管理办法(铁道部令第11号);

中华人民共和国铁路技术管理规程(铁道部令第2号);

工程建设项目货物招标投标办法(国家七部委第27号令);

中华人民共和国工程建设标准强制性条文铁道工程部分(建标[2000]235号);

铁路基本建设变更设计办法 铁建[1997]125号;

里程范围:DK48+625.10~DK50+252.90,全桥长度1627.80m,中心里程:DK49+439。

孔跨结构:2线[23孔×32m 简支T梁+1联(80+144+80)m连续刚构+17孔×32m简支T梁]。

工程地质及水文地质特征

大浴河特大桥位处北塬至芝阳新建双线段落内,位于黄土沟壑区,沟谷深切,沟梁交错,主沟宽深,呈“U”形,为一季节性沟,桥址处设计流量为Q1%=668m3/s。2个主墩均位于冲沟底部,有村道与G108国道相通,沟底较开阔平坦,适合做施工场地。引桥墩身位于平缓坡面上,有利于运输。

大浴河特大桥桥位处黄土塬边上部地层主要以上更新统风积层,中更新统风积层,冲积层,河浴内上部地层第四系全新统冲积层,下部为三叠系上统地层,地层结构较为简单。桥位处分步的风积黄土为湿陷性黄土,根据钻孔及同地貌单元上试坑试验资料,塬边场地黄土具自重湿陷性,湿陷等级为IV级,湿陷土层厚度25m。其余河浴场地黄土具非自重湿陷性,湿陷等级为I级,湿陷土层厚度2~4m。地表水主要为大浴河河中流水,常年有水,季节性变化明显,枯水期水量较小,雨季洪水暴涨。根据地表水水质分析报告,地表水水质较好,好圬工无侵蚀性。地下水为沟谷中发育第四系全新统砂砾石层中的孔隙潜水,埋深一般2.8m,主要受大气降水和大浴河水补给。据钻孔水质分析报告,地下水水质较好,对圬工无侵蚀性。

地震动峰值加速度为0.10g,相当于地震基本烈度七度,动反应谱特征周期为0.40s。

限制坡度:上行6‰,下行13‰;

设计洪水频率:1/100,检算1/300;

最小曲线半径:1200m,困难地段800m;

设计行车速度:120km/h;

建筑限界:按客货共线铁路限界(V=160km/h)桥梁建筑限界图(电力牵引区段)办理;

主要结构情况及工程数量

本桥共44个墩台。桥台为双线T形桥台,引桥桥墩采用双线圆端形实体桥墩和空心桥墩,主桥23号、26号墩采用双线圆端形空心桥墩,24号、25号墩采用双线矩形厚壁空心桥墩。基础均采用钻孔灌注桩基础。

由预应力混凝土简支T梁、预应力混凝土连续刚构梁组成。2线[23×32m 简支T梁+(80+144+80)m连续刚构梁+17×32m简支T梁]。其中32m简支T梁由铺架单位施工架设;连续刚构梁由我部悬灌施工。

注:节段重按钢筋混凝土容重2.65 t/m3计算。

1.2.7 工程特点及难点、重点分析

工期紧。主桥2个主墩高度均超过90m,为全线高桥之一。主墩和边墩承台混凝土体积大,引桥孔数多,连续刚构跨度大。

1、承台大体积混凝土温度控制

主桥23~26号桥墩承台混凝土分别为1616m3、1999.8m3、1999.8m3、1616m3,属大体积混凝土施工,大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝,破坏了结构的整体性、耐久性、防水性、危害严重,必须加以控制。大体积混凝土开裂主要是水化热使混凝土温度升高引起的,所以采用适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度,在一定范围内,可避免出现裂缝。

2、半干旱地区超高空心墩及悬灌施工

本地区气候条件对超高墩的安全和工程质量均造成不良的施工影响,对悬臂现浇梁施工过程中梁体标高和内产力的控制及成桥后整桥的线型产生影响。

本桥的控制工期工程为主桥悬灌梁施工,由于设计施工图及征地拆迁原因,必须安排冬期施工。但悬灌梁采用特殊梁体工艺,冬期施工混凝土的生产和供应,及在施工中需保持整段梁体在施工中的温度满足冬期施工要求。

4、悬灌梁施工线型控制

悬灌梁施工的线型控制是关系悬灌梁成败的关键,其结果直接影响将来桥梁的使用。

大浴河特大桥视为全线重点难点工程之一。本桥的重点为:第二区段,23~26号墩的桩基、承台、超高空心墩及(80+144+80)m主跨双线连续刚构。

施工区段划分见2.1.2。

按照创部优、争国优,杜绝特大、重大事故,确保总工期、总概算和环保、水保达标的总要求。

1、单位工程一次验收合格率达到100%。

2、力争正线列车首次开通速度实现120km/h。

1、杜绝大事故和因工死亡事故;

2、因工负伤率:重伤率控制在0.6‰以下,负伤率控制在5‰以下;

3、杜绝重大责任火灾事故;

4、杜绝爆破物品被盗、丢失和违章作业事故;

5、杜绝防洪责任事故;

6、工程质量达到零缺陷。

满足合同工期及业主下达的工期目标要求。

在正常建设条件下不超部批概算。

1.3.6 环保水保目标

工程施工对环境的不利影响减至最低限度,确保沿线景观不受破坏,河流(水库)水质不受污染,对植被进行有效保护,将黄韩侯铁路建成绿色环保型铁路。

第二章 总体施工组织布置与规划

2.1.1 施工组织机构

根据大浴河特大桥工程项目的特点,成立中铁二十二局黄韩侯铁路工程指挥部第一项目部,单独负责本桥的施工任务。第一项目部下设工程部(含调度)、安质部、物资部、计划合同部、财务部、中心试验室和综合办公室。另设一名机电类项目副经理,专职所有机电设备的安装及维修管理工作。

项目部下辖1个耐久性混凝土搅拌站、6个专业作业组和1个综合组,高峰时投入劳动力250人。施工中将统筹考虑,动态管理,随时对人员、机具进行调整,以满足现场施工需要。

2.1.2 施工区段划分

根据本桥工程数量及重难点工程情况,按照主桥与引桥施工分开安排的原则,将本桥工程分为3个施工区段,其中1个主桥施工区段,2个引桥施工区段。

2.2.4 施工队伍安排及任务划分

本着下部工程先施工主跨、后施工引桥,上部满足铺架控制节点工期原则,本桥拟设2个桩基施工组(主墩采用冲击钻机在第一个冬期进行冬期施工,引桥采用旋挖钻机冬期过后开始施工)、2个钢筋制作安装作业组(下部结构和上部刚构连续各一)、2个结构作业组(下部结构和刚构连续模板、混凝土各一)、1个混凝土搅拌站,1个综合作业组(全桥施工用水电、设备维修、混凝土运输及后勤等工作)。

为了减少钢筋加工制作的管理成本和临时用地,考虑钢筋加工工厂化生产能提高质量和进度,加工和制作分区段由2个单独的钢筋加工组来完成,加工场地分别设置在已办了临时用地的混凝土搅拌站场区内。

为了满足混凝土的供应需要,在线路里程DK49+500处设立了一个搅拌站。配置2台1000L强制式搅拌机,电子自动计量上料系统。站内设1个工地试验室负责取送样及报验工作。

2.1.5 施工总平面布置图

2.1.6 施工顺序安排

本桥工程以主跨施工为工期控制点,两个主墩同时并举,平行流水作业,使全桥形成全面开工、分段突击、快速推进,均衡生产、确保重点的局面。

由于本桥主跨施工工期相当紧,且设计院施工图不能及时到位,工期更加紧迫,所以主跨施工不安排冬休,部分桩基、刚构悬灌按冬期施工安排。

主跨连续刚构悬灌安排2对挂篮施工,以确保工期目标的实现。

2.1.7 本桥工期安排

施工准备:2010年11月1日~2010年11月30日,1个月。

桥梁线下工程:2010年12月1日~2012年9月30日,22个月。

本桥施工便道由既有公路引入,由大浴河谷底村道进入桥位,场内主跨沿线路走向基本平行设置,引桥便道由塬上红线内便道至墩台位置,同时修建通往施工营地、拌和站及其它临时施工设施的施工便道。

施工用水采用就近灌溉机井及河流等水源,设泵站并铺设水管引至施工工地解决大浴河特大桥施工用水。生活用水采用村内自来水管网接入,并经卫生检疫部门检疫合格后使用。

本桥在大浴河谷底设一个搅拌站,在线路里程DK49+500处。搅拌站场地宽阔,占地面积4000 m2,生产能力60m3/h。设试验室一个,钢筋加工场一个(含住地)。

因14、18、23、28、29、35、36、39、41号墩位于“V”型沟谷边坡上,边坡自然坡率约为1:1.65,地质为砂质黄土,其刷坡土方量约为12820立方。弃土场拟设在20号墩右侧50m处和33号墩左侧50m处。弃土后,进行适当碾压;完工后,对弃土表面进行复耕或绿化。

第一项目经理部驻地设在朱家河村,作业队设在桥位谷底村庄旁,以自建临时房屋为主,搭建活动板房作为办公、生活用房。

2.2.1 开竣工日期

开工日期:计划2010年12月1日开工;

竣工日期:计划2012年8月31日竣工,其中2012年4月30日前完成除(80+144+80)m刚构连续悬灌外的全部下部工程,(80+144+80)m刚构连续悬灌2012年9月1日完成并达到铺轨条件。

2.2.2 工程计划进度

(80+144+80)m刚构连续作为控制工期的关键线路工程,其23、24、25、26号墩为52m、90m、90m和60m的超高大截面空心墩,单墩基础为20根和40根ф2.0m钻孔桩,设计桩长分别为34m、25m、25m和36m,且有15m至25m桩长范围进入600kPa砂岩,机械钻孔进度缓慢;承台为大体积混凝土,分别为1616m3、1999.8m3、1999.8m3、1616m3;连续刚构0#块高11m,中跨37个节段,两边跨共42个节段。由于上述设计结构形式,造成该桥施工工艺复杂,工序繁多,施工周期相应较长,即使不考虑冬期的影响,工期极为紧张。故本桥主跨桩基和刚构悬浇必须考虑冬期施工。

该桥指导性施组工期为2010年12月1日至2012年9月30日,其中桥面系从2012年8月1日开始施工。

2.2.3 重点控制区段、超高空心墩及(80+144+80)m连续刚构计划工期安排

重点控制区段为第二区段。关键线路为第二区段的23~26号墩钻(挖)孔桩、承台、超高空心墩、(80+144+80)m连续刚构悬灌施工。

一、钻(挖)孔桩工期计划

1、主桥23号墩(φ200cm,20根,桩长34m)

2010年3月1日~2011年4月19日,工期50d。

2、主桥24号墩(φ200cm,40根,桩长25m)

2010年12月1日~2011年2月28日,工期90d。

3、主桥25号墩(φ200cm,40根,桩长25m)

2010年12月1日~2011年2月28日,工期90d。

4、主桥26号墩(φ200cm,20根,桩长36m)

2010年3月1日~2011年4月19日,工期50d。

2011年8月1日~2011年8月31日,工期31d。其中基坑开挖、桩头处理及桩基检测,2011年5月1日~2011年6月1日。

2011年3月1日~2011年3月31日,工期31d。其中基坑开挖、桩头处理及桩基检测,2011年2月20日~2011年2月28日。

2011年3月1日~2011年3月31日,工期31d。其中基坑开挖、桩头处理及桩基检测,2011年2月20日~2011年2月28日。

2011年7月20日~2011年8月20日,工期30d。其中基坑开挖、桩头处理及桩基检测,2011年5月1日~2011年6月1日。

墩高52m,2011年11月1日~2011年12月31日,工期61d,按照4.5m为一节翻模,正常施工平均每5d完成1节。

墩高90m,2011年4月1日~2011年7月31日,工期122d。按照4.5m为一节翻模,正常施工平均每6d完成1节。

墩高90m,2011年4月1日~2011年7月31日,工期122d。按照4.5m为一节翻模,正常施工平均每6d完成1节。

墩高60m,2011年10月9日~2011年12月8日,工期61d,按照5m为一节翻模,正常施工平均每5d完成1节。

四、连续刚构悬灌工期计划

4个挂篮加工、对拉,2011年7月1日~2011年7月31日,工期31d。

24、25号墩2个0号段托架同时进行施工,2011年8月1日~2011年9月14日,工期45d。

24、25号墩2个0号段同时进行现浇,2011年9月15日~2011年9月30日,工期15d。

24、25号墩各2个挂篮,共4个挂篮同时进行拼装,拼装及地面模拟荷载试验,2011年10月1日~2011年10月31日,工期31d。

上桥拼装及模拟荷载试验,2011年11月1日~2011年11月22日,工期22d。

从24、25号墩分别进行对称悬灌,2011年11月1日~2012年4月30日,工期182d。

跨中合拢段进行现浇,2012年5月1日~2012年5月31日,工期31d。

7、边跨19、20号段施工

两边跨进行对称悬灌,2012年6月1日~2012年7月31日,工期62d。

两边跨21号段现浇同时进行,2012年8月1日~2012年8月31日,工期31d。

1)144m主跨分段,除0号段外有36段悬灌,中跨合拢段为现浇段。80m两边跨分段,单侧除0号段外有20段悬灌, 21号段分别位于23、26号墩上为现浇段。

2)悬灌施工按照平均每个节段需8.5d计算,考虑冬期施工。

3)设计图要求为混凝土强度达到90%且龄期不小于7d才能张拉。为保证工期,每个节段张拉前混凝土龄期安排3d,为此需建设单位批准。

五、本桥重点控制区段工期计划

第三章 施工方案及方法

3.1.1 钻孔桩施工

基础采用钻孔桩基础,桩基直径采用125cm、150cm、200cm三种结构形式。

钻孔桩基础大部分采用机械化施工,根据实际地质情况主要采用旋挖钻机和冲击钻机钻孔的施工方案,混凝土采用自拌混凝土,有地下水处采用导管法灌注水下混凝土,无地下水处采用串筒法干灌。钻孔时在两墩台间设置泥浆池,循环使用。

本桥共布置20台钻机施工钻孔桩基础,其中4台旋挖钻机、16台冲击反循环钻机。两侧引桥采用4台旋挖钻机干挖(个别风化岩层出露处,换合金齿短螺旋钻头破岩,挖斗出渣),23号墩~26号墩各布置4台冲击反循环钻机。另根据实际完成情况,进行适当调置。

墩台位按设计要求刷方后,钻机进场安装。

主墩设置泥浆池,循环使用。废弃的泥浆,存于场内的泥浆池内,用泥浆罐车倒运至指定的弃渣场。为防污染环境,采用优质黄粘土造浆,不掺化工料剂。

钢筋笼在现场钢筋加工厂内集中制作,一次绑扎成型,利用平板车运至现场并用汽车吊整体吊装(较长时分段制作,主筋冷轧直螺纹套筒分段连接)入孔就位。

五、灌注桩体水下混凝土

水下混凝土采用导管法连续灌注。混凝土采用混凝土罐车运输、混凝土泵车或输送泵灌注。

桩基灌注完毕后,由第三方对各墩台钻孔桩采用无破损超声波法逐根进行完整性检测,并评定桩的质量。

3.1.2 主墩及边墩桩基施工方案

设计为20根、40根φ200cm钻孔群桩,设计桩长25m~36m,横向桩间距4.2m,纵向桩间距4.2m。由大浴河特大桥桥址所处地质情况可知,15m至25m桩长范围进入600Kpa砂岩,钻孔进度缓慢。为满足工期要求,在经过对各种因素、各种方案的综合考虑和比选,采用冲击反循环钻机进行施工,为下一步承台、空心墩及刚构连续等工序施工创造有利的条件。

在施工中严格控制冲击反循环钻机起钻、落钻的行程高度,也可有效减少斜孔事故的发生,确保成孔质量。

3.1.3 引桥墩台桩基施工方案

引桥墩台桩基设计为6根、8根、9根、12根φ125cm钻孔群桩和12根、16根φ150cm钻孔群桩,设计桩长40~53m,横向桩间距3.4m、3.5m、4.0m和4.5m,纵向桩间距3.4m和4.0m。由地质情况可知,桩长所处范围均为砂质黄土,采用旋挖钻机进行施工作业。个别桥墩桩基8m至16m桩长范围进入600Kpa砂岩,故采用旋挖钻机结合冲击反循环钻机进行施工。

3.1.4 墩台承台开挖施工方案

本桥(80+144+80)m连续刚构主墩均位于沟谷底部,沟深100m左右,沟谷底部较开阔平坦。引桥墩身位于沟谷两侧平缓坡面上,自然堆积坡率约1:1.65,该段地层地表主要为上更新统风积层,中更新统风积层、冲积层,河浴内上部地层为第四系全新统冲积层,下部为三叠系上统地层,地层结构较为简单

承台基础开挖、防护设计及施工方案的原则是:在确保施工安全的前提下,按照施工最简便、施工时间最短的设计方案,在尽可能少的时间内完成该墩承台基础边坡的开挖和防护。待钻(挖)孔桩施工完毕后,再开挖承台基坑,按承台结构平面设计尺寸每边各加宽1m,以作为基坑四周工作面宽度,视地质情况按1:1.25坡率开挖,形成一个倒“八”字喇叭形开挖槽。待墩身施工到一定高度后,及时回填基坑,并要高出原地面以上0.3m,采用3:7灰土分层夯实。

在开挖面投入两台PC300挖掘机开挖土方,两台TY220推土机向沟底翻运土方,待沟底土方堆积到一定程度,在保证坡体开挖安全的条件下,用两台ZL50C装载机配4台QD362自卸汽车将土方装运到弃土场。

四、开挖方法及保证安全的技术措施

1、土方开挖采用挖掘机自上而下,逐层顺坡开(翻)挖至坡底,汽车运土至指定弃土场。测量组正确标出边桩线,开挖时应随时对开挖的坡顶、坡脚线及坡面进行复核,施工人员应根据复核结果立即进行修整。机械开挖至基底设计标高上30cm即改用人工清底。

2、土方开挖应按图纸要求自上而下的进行,不得乱挖或超挖,禁止掏洞取土。

3、坡面应平顺光滑,无明显的局部高低差,严格超挖,个别出现的坑穴、凹槽应由人工先清除松动土并将修整平一定宽度,做到坡面稳定,表面平顺。

4、施工时,先排除一切可能影响边坡稳定的地面水,并保证施工期及竣工后排水畅通。

5、开挖时,经常注意边坡的稳定情况。每天开工、收工前均对坡面、坡顶附近进行检查,发现有裂缝开口坍方迹象或危土立即处理。凡不能处理且对施工安全有威胁时,要暂停施工。

6、每一阶平台均设沉降位移观测点,一般气象条件下,测量组每三天应对边坡进行一次观测,如遇暴雨等特殊气象,相应增加观测,并对观测结果进行分析。

3.1.5 承台钢筋、模板和混凝土施工

承台底钢筋网在基坑内绑扎完成,其余钢筋采用钢筋加工厂内加工,坑内绑扎成型的方法。按要求预埋接地钢筋。

混凝土采用泵送入模的方法,承台混凝土进行分层浇筑,每层厚度30cm。

3.1.6 大体积混凝土施工

设计中对大体积混凝土施工提出具体热控设计和相应的夏季施工措施。根据环境温度进行水化热计算,并在施工前进行相应的试验取得水化热资料,制定具体的施工方案。

23~26号墩承台为大体积混凝土。对于大体积承台混凝土,为了控制混凝土的水化热,计划采用控制混凝土浇筑速度,并在混凝土中采取埋设冷却管、掺入粉煤灰和磨细矿粉阻止混凝土水化时温峰的出现等措施。另外制定专门的施工方案和施工工艺。

二、施工难点及控制要点

1、承台结构尺寸大,灌筑方量大

大体积混凝土施工一次浇筑量大,施工时间短,这从原材料的供应、搅拌站混凝土的生产和供应、施工人员和管理人员的配备、施工现场的布置、各类机械设备的组织、施工工艺及现场的控制到后勤保障与一般混凝土的浇筑有很大的不同。为保证承台大体积混凝土质量,连续有序的浇筑完成,需要精心组织,认真实施,结合现场,及时调整。

2、墩身实心段及桥梁0号段长宽比大,约束度大,防裂难度高。

3、昼夜温差在10℃以上,不易控制大体积混凝土内表温差。

4、墩身实心段及桥梁0号段采用泵送混凝土施工,胶材用量高,水化热温升大,易产生温度裂缝。

5、大体积混凝土由于水化热作用,混凝土灌筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段,在这三个阶段中混凝土的体积亦随之伸缩,若各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力,如果该应力超过混凝土的抗裂能力,混凝土就会开裂。所以采用适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度,在一定范围内,就可避免出现裂缝。

6、大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝,破坏了结构的整体性、耐久性,危害严重,必须加以控制。

1)混凝土温度控制的原则

①控制混凝土灌筑温度;

②尽量降低混凝土的升温、延缓最高温度出现时间;

DL/T 277-2012标准下载④降低混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表面和气温之间的差值。温度控制的方法和制度需根据气温(季节)、混凝土内部温度、结构尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件确定。

2)根据本桥实际情况,制定如下温控标准

①混凝土灌筑温度≤30℃;

HG/T 5540-2019 管式A型(NaA)分子筛透水膜.pdf②混凝土最大内外温差≤20℃;

③养护过程中,混凝土表面养护水温度与混凝土表面温度之差≤15℃;

④温峰过后混凝土缓慢降温,通过保温控制混凝土最大降温速率≤2℃/d。

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