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关键词:铁路沿线、灌注桩
中图分类号:F540.3 文献标识码:A
一、工程概况及设计要求
工程由12根灌注桩和6个双桩承台组成,其中桩1六根:桩径1000mm,有效桩长28m,实际施工桩长25.8m。桩2六根:桩径1000mm,有效桩长25m,实际施工桩长22.8m。桩身混凝土强度等级均为C30。
二、本项工程的重点和难点
1、快速定量装车站基础与现有铁路线及其周边环境的位置关系:
根据设计单位的正式图纸设计,我项目部经过现场测量,绘制了快速定量装车站桩位、承台与铁路线、原装车站位置关系平面图和钻机作业范围与铁路线位置关系平面图。(见附图)如图所示,
1至4号桩位于两条铁路线中心,承台边距北侧铁路路轨距离为1.25米、距南侧铁路路轨距离为1.55米,考虑打桩钻机本身所需占用的空间和影响范围。施工区域边到北侧铁路路轨距离为0.25米、到南侧铁路路轨距离为0.55米。5至8号桩,承台边距其南侧铁路路轨距离为2.9米,施工区域边到南侧铁路路轨距离为1.9米。9至12号桩承台边距其北侧铁路路轨最短距离3.2米、最长5.6米,施工区域边距其北侧铁路路轨距离最短处2.2米,最远处4.6米。由以上数据可以看出,1至8号桩位及其承台距铁路线过近,是施工中的重点和危险点。
2、基础施工中铁路运行产生的影响
根据现场情况和设计图纸要求,基础施工必然会对铁路运输产生影响,由于设计的基础桩体与承台位于三条铁路线之间且距离铁路线很近,施工中钢筋笼吊放定位、混凝土灌注均需使用吊车吊运于桩体上方进行施工。届时如果有列车通过将会影响吊车司机的正常视线和施工设备的正常运转。所以我项目部经过认真规划和铁路运输部门的协商,决定使用一台50吨吊车配合吊装钢筋笼,混凝土浇筑全部使用48米臂长的商品混凝土泵车完成。
3、快速定量装车站基础施工前,根据放线定位结果。施工范围内的地下电线、电缆、通信信号线众多,因建设单位属于老矿区,地下管线资料不齐全、工期又十分紧张、项目部综合考虑各方面具体情况之后,本着安全第一的原则,人工对将开挖基础范围内一米深的地下管线进行勘探,分别在南北和东西方向各人工开挖一条窄沟,如遇管线马上通知建设单位到现场协商解决并制定相应的处理措施。保证正式施工过程不受影响,不对铁路设施造成意外损害、保证安全施工。
三、施工过程和步骤
1 施工技术准备
根据图纸内容进行审图,由建设单位组织施工方及设计单位对图纸中可能出现的问题进行会审,并及时解决问题。
2、现场施工准备
2.1.根据桩位平面布置图测量基准点,由专职测量人员进行放线工作,放线结束后会同建设单位及设计人员共同验线,认为无误并签字认可。
2.2.根据建设单位提供的现场电源、水源连接调试好相关施工设备。
2.3.为施工机械进场及混凝土灌注准备临时道路。
2.4.根据甲方指定泥浆坑地点开挖≥10m3的地面临时储浆池。
2.5.按照施工平面图标明的位置平整钢筋制作场地。
2.6.钻机根据施工计划确定的施工桩位顺序就位。
3、单桩施工时间
钻机正常钻进,单桩钻孔时间为2小时,清孔、换浆、钢筋笼吊装3小时,混凝土灌注2小时。成桩总时间为24小时。地质资料显示,本地区地下负9米和负13米处还存在硬质岩层,总厚度在2米左右。本基础工程桩设计桩长28米,需通过此深度的硬质岩层。施工中如遇2米左右的硬岩层钻孔速度将相应减缓2至3小时。
4、施工步骤
根据场地工程地质条件和桩基设计情况,以及场地地下水情况,本工程拟采用冲击钻机泥浆护壁成孔、导管水下混凝土灌注施工工艺。
4.1施工放线
根据桩位平面布置图测量基准点,首先由专职测量人员进行放线工作,放线结束后会同建设单位及设计人员共同验线,认为无误并签字认可后方可进行下一步的施工工作。
4. 2 埋设护筒
根据桩位预埋护筒,护筒内径比设计桩径大100mm左右,长度0.8~1.0m。护筒中心与桩位中心埋设误差不得大于50mm,护筒埋设应保持垂直;埋设护筒的孔口要大于护筒直径100mm以上,周围需用黏性土从下往上填满捣实。经测量人员用仪器复核后方可开钻。
4.3 钻机就位
钻机就位时,要做到机座平稳,转盘中心与桩位偏差不得大于
20mm。还必须做到“三点一线”,即天车中心,回转器中心与钻头中心线在同一铅垂线上。
4.4 对设计资料进行技术交底,对施工进行安全交底。
4.5 钻进成孔
4.5.1 钻进成孔
(1)钻机就位确保准确,钻杆要求垂直,在施工中不发生倾斜、移动,经检测无误后方可开钻。
(2)开始钻进时先轻压慢转,当钻头正常工作后,逐渐加大转速调整钻压。
(3)钻进过程中应细心观察进尺及出渣情况,根据出渣种类及多少适当控制进尺速度。
(4)钻进时如孔内出现坍孔等异常情况时,应立即将钻具提离孔底并保持泥浆液面高度;必要时向孔内输送性能符合要求的泥浆,提高净水压力,以抑制继续塌孔。
(5)及时清理孔口排渣,避免泥浆漫流,做到文明施工。
4.5.2 及时换浆和排渣
为提高钻进效率和保证孔壁稳定,必须及时换浆和排渣,确保泥浆性能指标满足钻进成孔需要。
4.5.3 清孔
钻孔达到设计深度后,此时空转不进尺,以比重较低(1.05~1.10)的新泥浆替换孔内比重较大的泥浆。
4.6 终孔验收
当钻至持力层设计深度并满足有效桩长要求后即可停钻。桩孔终孔后,由钻机机长、质检员提请复检合格后报建设单位,对其桩径、孔深、垂直度及孔底沉渣等各项指标依据规范规定及设计要求进行验收签署意见。达到标准后进行下道工序。
4.7钢筋笼的吊放
(1)钢筋笼吊放时值班工长、质检人员、安全员及机台机长必须在场,并由值班工长统一协调指挥。
(2)钢筋笼较长时用吊车整体起吊入孔,应保证平直起吊。
(3)笼子吊离地面后,利用重心偏移原理,通过起吊钢丝绳在吊车钩上的滑动并稍加人力控制,实现平直起吊转化为垂直起吊,以便入孔。
(4)各起吊点应加强,防止因笼较重而变形。起吊过程中要注意安全、密切配合。
(5)吊放钢筋笼入孔时,应对准孔位轻放慢放入孔,遇阻碍要查明原因,进行处理,不得强行下放。
(6)入孔后,通过插杆定位。
4.8 混凝土浇灌
(1)工程采用现场搅拌混凝土,混凝土强度等级均为C30,按水下混凝土灌注的规范要求,混凝土坍落度控制在180~220mm,砂率在40%~45%。
(2)灌前导浆管安装必须加密封圈,连接坚固,不漏浆。
(3)灌前必须放好球胆及盖板。
(4)初灌量保证在1.0m3以上,并保证初灌埋管深度不小于0.80m。
(5)初灌时,导管底口距孔底距离控制在0.30~0.50m之内。
(6) 灌注过程中,导管埋深2~6m,严禁导管提出混凝土面。
(7)灌注连续不断,徐徐灌入,并在混凝土初凝时间内灌完一桩。
(8)灌前控制好孔底情况,灌注过程中控制好埋管深度,灌注将要结束时,控制好最后一次混凝土灌量,超灌浮浆层厚度≥1.0m。
(9)按《混凝土结构工程施工与验收规范》有关规定及时制作试块,每施工工作日制作一组试块,标准养护28天,送试验室进行抗压试验。
(10)水下混凝土灌注须填写《钻孔灌注桩施工记录表》。
5、施工总结
关键词:框架桥排水管线迁改方案比选
中图分类号: U173 文献标识码: A
引言:近年来,随着我国大中城市的交通迅速发展,高速铁路的建设与城市道路交通交叉的情况也日益增多。由于很多高速铁路的选线需要跨越已建成的市政道路,铁路施工过程中难免对既有的市政排水管线造成影响,前期的管线迁改与保护已成为铁路建设施工中控制工期、影响工程风险的重要因素之一,因此现状排水管线的改迁设计在铁路建设中的重要性日益凸显。文章结合合肥铁路枢纽南环线徽州大道框架桥施工过程中排水管线迁改方案进行技术经济比选,确定合理的迁改方案,为今后铁路建设中排水管线迁改提供参考。
1工程概况
合肥铁路枢纽南环线工程是沪汉蓉快速通道的组成部分,始于合宁铁路肥东站,终至合武铁路长安集站,将合宁、合武铁路在枢纽内以高标准线路贯通[1]。工程将改建肥东站、长安集站,新建合肥南站。其中合肥铁路枢纽南环线控制性工程为合肥南站场,该场采用分场设计方案(沪汉蓉场7台14线,合福场5台12线)共12台26线,坐落于合肥滨湖新区至合肥市区的主干道徽州大道上,站场两侧均为路基。该场跨越徽州大道的框架桥施工方案是将原徽州大道整体下挖后浇筑框架桥,这就须将原徽州大道上的排水管线全部拆除后才能浇筑。由于框架桥施工工期较长,在施工过程中须对徽州大道上既有排水管线采取过渡。
2排水管线迁改方案
2.1框架桥设计概况
根据南环线跨越徽州大道框架桥设计要求,采用大开挖施工,框架桥总高度14.8米,其中地上高度10米,地下深度4.8米,总宽度74米,纵向长度130米,共5孔。框架桥施工时首先对徽州大道进行放坡开挖,开挖至设计深度后进行地基处理,达到设计要求参数后进行钢筋混凝土底板浇筑。根据地下物探及现场调查资料可确认,目前徽州大道从东至西存在既有排水管线依次为d400污水管、d800雨水管、d1200雨水管、d400污水管框架桥与徽州大道排水管线交叉情况见图1。
图1 框架桥与徽州大道排水管线交叉情况
根据现场测量,管线概况见表1。
表1徽州大道现状排水管线概况
序号 范围 排水管类型 管径 平均埋深(米) 坡度(‰) 管材
1 东侧 污水管 d400 3.6 3 HDPE双壁波纹管
2 雨水管 d800 2.2 1 钢筋混凝土管
3 西侧 污水管 d400 4.2 3 HDPE双壁波纹管
4 雨水管 d1200 3.2 0.8 钢筋混凝土管
2.2迁改方案比选
文章通过两种不同的方案对徽州大道框架桥排水管迁改进行技术经济分析。方案一为重力管过渡方案(见图2),是在框架桥外侧路基段根据现状排水管道标高、管径、坡度敷设过渡排水管,采取合理的封堵措施连接框架桥上下游排水管,连接后废除框架桥内部排水管线即可开展框架桥施工。方案二压力管过渡方案(见图3),是在框架桥外侧分别建设雨污水过渡水池,同时根据现状排水管道过流能力,参照排水泵站设计规范确定水池容积、水泵扬程、流量,设置压力管抽排后接入框架桥下游排水管后即可。两种方案皆是在框架桥施工完成后再将排水管回迁至框架桥内[2]。
图2重力管过渡方案 图3压力管过渡方案
方案一根据现状管道情况维持徽州大道原设计规模,不再重复验算。方案二需根据原设计规模,查阅合肥市城建档案馆徽州大道排水设计资料(见表2)。
表2徽州大道排水管线设计参数
序号 范围 排水管类型 管径(mm) 流速(m/s) 充满度 坡度(‰) 流量(m3/h)
1 东侧 污水管 d400 0.91 0.5 3 205.31
2 雨水管 d800 0.77 1.0 1 1037.88
3 西侧 污水管 d400 0.91 0.5 3 205.31
4 雨水管 d1200 0.91 1.0 0.8 3686.26
根据表2相关设计参数,参照相关设计规范中关于雨污水泵站的设计计算要求,可确定水泵流量和扬程,蓄水池容积,压力管管径等技术参数[3-4](见表3)。因本方案为过渡方案,在复核雨污水量,保证维持原设计规模的前提下计算参数均按照规范低值选取。
表3方案二技术参数
Table 3Scheme 2 technical parameters
序号 范围 类型 水泵扬程(m) 水泵台数 水泵流量(m3/h) 单台功率(KW) 蓄水池净容积(m3) 蓄水池尺寸(L×B×H) 压力管管径(mm)
1 东侧 污水过渡 7 两用一备 205.31 15 11 3×2×8.6 D200
2 雨水过渡 6 两台 1037.88 55 12 4×3×7 D600
3 西侧 污水过渡 7 两用一备 205.31 15 11 3×2×8.6 D200
4 雨水过渡 6.5 两台 3686.26 255 30 6×3×8.5 D800
因框架桥两侧均为比现状道路高出3米的土坡,因此方案一敷设过渡管道时管沟开挖深度约为6.6米,拟采用雨污水同槽施工两级开挖的设计方案,第一级采用放坡开挖,开挖深度为4米,底部开挖宽度为3米,边坡系数m=1.0;第二级采用直槽开挖加6米拉森钢板桩支护,开挖宽度为3米,开挖深度为3米,钢板桩入土深度为2.5米[4]。方案二通过提升后敷设重力管,沟槽开挖深度2米,开挖宽度为3米,雨污水同槽直槽开挖施工。根据以上两种方案统计工程量(见表4)。
表4主要工程量对比
方案 重力管管长(m) 压力管管长(m) 挖土方(m3) 填土方(m3) 钢板桩(t) 水泵(台) 蓄水池
方案一 d400 560 D200 0 22500 22050 1000 无 无
d800 240 D600 0
d1200 240 D800 0
方案二 d400 440 D200 50 2800 2350 0 3 2
d800 200 D600 12 2 1
d1200 200 D800 12 2 1
对以上两种方案的直接工程费进行分析,两种方案主要经济指标对比见表5。
表5主要经济指标对比
方案 管径 管长 综合单价
(万元/m) 构筑物(个) 构筑物
(万元) 设备
(台) 设备费
(万元) 直接工程费(万元) 工程费合计
(万元)
方案一 d400 560 0.165 0 0 0 0 92.4 205.44
d800 240 0.228 0 0 0 0 54.72
d1200 240 0.243 0 0 0 0 58.32
方案二 d400 440 0.068 2 8.8 6 0.65 51.42 153.22
d800 200 0.096 1 11.2 2 3.2 36.8
d1200 200 0.125 1 14.6 2 12.7 65
从表4和表5可以看出,方案一采用重力流过渡方案,管道埋深较大,且管沟施工时需采用合理的支护措施,直接工程费约为205.44万元;方案二前端采用压力管提升,使得压力提升后端重力管埋深大大降低,土方开挖、回填及管沟支护的工程量较之方案一大大减少,直接工程费约为153.22万元。
方案二雨污水均采用压力管过渡,方案实施的过程中应考虑过渡期间水泵运行过程中的电费、设备维护、专人值守等费用。根据框架桥施工工期安排,框架桥施工期为2010年10月至2011年2月,施工工期为5个月,污水泵耗电量为216000度;根据合肥市多年气象资料,查阅合肥市年平均降雨量及降雨天数,施工期处于降水低值的时间段,降雨天数约22天,根据压力管过渡选择的雨水泵,耗电量为327360度;雨污水过渡期总耗电量为543360度。合肥市工业电价为0.91元/度,电费约为45万元。方案二总费用约为198.22万元。
3结语
管线迁改与保护已成为铁路建设施工中控制工期、影响工程风险的重要因素之一,因此现状排水管线迁改的方案可行性、迁改工期、迁改费用、迁改的顺利实施在各个方面直接制约主体工程建设的进度,应充分考虑管线迁改的迫切性和重要性,结合各类管线特点,前期做好地下管线迁改的资料收集、分析工作[5]。同时在后期迁改的过程中应加强现场安全、施工管理,确保迁改的顺利实施。
参考文献
[1]储柱全,合肥南环线铁路中地下管线迁改工程总承包的组织实施[J].铁道建筑,2012,1(3):127-129.
在目前铁路工程路基施工中,路基的重要性已经得到了全面重视,为了保证路基质量能够达到要求,需要在路基施工中应用桩基施工方法。从目前公路和桥梁的施工来看,桩基施工是比较成熟的基础施工方法,对提高路基质量有着很大帮助,属于目前公路和桥梁建设的重要施工方法。基于这些优点,考虑到铁路工程路基施工的重要性,我们应在铁路工程路基施工中应用桩基施工方法,保证工程质量达到要求。因此,我们要对桩基施工方法有全面深入的了解。
铁路工程路基施工中桩基施工的准备阶段
在铁路工程路基施工中应用桩基施工,要做好充足的准备,其准备阶段主要分为以下内容:
1. 对铁路工程路基工程概况有全面的了解
由于铁路工程路基施工在整体工程中占有主要地位,关系到铁路的整体质量,而路基地形和地质条件关系到采用何种桩基施工方法。所以,在铁路工程路基工程开工建设之前,需要根据图纸对施工现场进行勘查,对整体工程概况有全面的了解。
2. 对桩基施工所需的机具和设备有足够的准备
在桩基施工中,必需的设备包括螺旋钻孔机、输送泵、挖掘机和运输车辆。除此之外,还需要钻孔灌注等配套设备。为了保证工程的有效进行,需要在施工前认真检查核对设备数量和设备能力,确保桩基施工能够得到有效开展,满足施工需要。
3. 对桩基施工中所需的人才和技术有足够的准备
考虑到桩基施工在铁路中的重要性,为了确保桩基施工能够得到有效的开展,确保桩基施工质量,在铁路路基桩基施工开始之前,需要对所需人才和技术进行再次确认,需要保障人力资源和技术能够满足施工要求,达到施工标准。
铁路工程路基施工中桩基施工的具体过程
通过了解发现,在铁路工程路基桩基施工中,主要工艺过程可以概括为以下几个方面:
1. 试桩
试桩主要是为了保证桩基灌注桩的质量达到要求,需要在正式桩基施工之前进行桩基钻孔和灌注试验,确保灌注桩的强度和载荷满足规定要求,试验成功之后才能进行正式施工。
2. 施工放线
试验完毕后,按照图纸对桩基钻孔位置进行施工放线,必须严格按图纸尺寸施工,确保桩孔的位置和桩孔尺寸满足需要,既不能偏离规定位置,也不能使桩孔过大或者过小。
3. 桩机就位
确定桩孔位置之后,需要将桩机安装到位,在安装桩机的过程中,必须保证桩机的垂直度满足要求,只有这样才能满足桩孔的垂直度要求。另外,桩机就位还要保证稳定牢固,避免振动发生移位。
4. 桩基钻孔
桩基钻孔开始时,应保证先慢后快的原则,在钻破地层的过程中应保持匀速慢速,在钻进地层之后可以适当加快速度,遇到岩石层时应减慢速度,避免损坏钻头。
5. 混凝土灌桩
钻孔完毕后,将钻头和钻杆拔出,对桩孔灌入混凝土,灌入的过程应保证匀速,避免忽快忽慢导致混凝土不均匀。此外,在混凝土配比过程中应保证混凝土标号达标。
6. 拔出灌注管并清土
灌注完成后将灌注管拔出桩孔,并对桩孔表面及周围的残土进行清理,保证桩孔整洁。完成后,对桩基进行养生。此外,应根据桩基地质特点,采取稳定的灌注方法。
7. 转移桩机
桩基灌注完并清理完成后,需要将桩机拆除,转移到下一桩基位置进行钻孔,其操作流程按照上述程序执行。在遇到特殊位置的桩基位置,需要采取特殊的钻孔和灌注方法,保证桩基施工质量。
铁路工程路基施工中桩基施工的质量控制措施
为了保证铁路工程路基施工装机施工的总体质量满足要求,需要在施工过程中做好质量控制工作,主要应从以下几个方面开展质量控制:
1. 所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求; 检验数量:同一产地、品种、规格、批号的水泥,每200t为一批,不足200t时也 按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗细骨料,分别为每400m3为一批,不足400m3时也按一批计。各种原材料每批抽检1组。检验方法:检查产品质量证明文件。在水泥库抽样检查水泥强度、安定性、凝结时间,在料场抽样检查粗细骨料含泥量、筛分试验颗粒级配。
2. 桩混合料坍落度应该按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制; 检验数量:每台班抽样检验3次。检验方法:现场坍落度试验。
3. 桩体强度检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》。
检测数量:施工单位每台班一组(3块)试块。
检测方法:每台班制作混合料试块,进行28d标准养护试件抗压强度检测。设计要求:桩身28d边长15cm立方体抗压强度达到设计强度15MPa.(4)桩
身质量、完整性检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》。
由此可见,只有做好以上几个方面的工作,才能保证铁路路基施工桩基施工质量达到要求。
结 论