時間:2022-04-07 08:07:35
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇涵洞施工總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:既有線接長涵施工 邊坡防護
中圖分類號:U416文獻標識碼: A 文章編號:
1 前言
伴隨社會經濟的不斷發展,既有單線鐵路運能飽和,急需增建第二線工程,并對既有線路進行提升和改造。既有線施工內容包括既有涵洞接長、頂進橋涵、新建公跨鐵橋梁及拆除既有公跨鐵橋梁、并行地段路基、橋梁施工等。
石長鐵路增建第二線工程站前1標接長涵洞共有390余座,施工需要拆除既有涵洞的端翼墻及基礎,如拆除既有涵洞端翼墻時邊坡防護措施不當,極易造成邊坡溜塌,危及列車行車安全。
2 既有邊坡防護形式
邊坡防護須根據現場實際來確定,選取經濟、有效地防護形式。防護形式選擇取決于既有涵洞孔徑、高度、覆土厚度、結構形式,以及既有涵洞八字墻與既有路基邊坡位置關系、既有路基填料質量、需拆除的部位、基坑開挖深度等因素,通過石長鐵路復線建設大量接長涵洞施工,主要總結出以下防護形式。
2.1 人工挖孔樁防護
當既有涵洞孔徑大于3.5m或覆土厚度大于3m時,宜采用人工挖孔樁防護。在需拆除的原有涵洞八字翼墻兩側設置直徑不小于1.0m、樁底深入基礎底部不小于2m的挖孔樁支擋既有路基土體,沿翼墻方向設置。挖孔樁中心與原有涵身外側距離為1m,以不與既有構造物剛性基礎相碰撞并靠近開挖基坑邊坡頂緣為宜,如在逐層開挖中發現路基有失穩跡象時,現場采取補樁和工字鋼二次加固。(如圖1)
2.2木樁防護
當既有涵洞孔徑小于2.0m時,且涵頂覆土厚度小于3.0m時,既有路基填料較好,路基邊坡采用直徑不小于10cm、底部削尖的圓木木樁進行防護,木樁底深入基礎底部不小于1m,間距不得大于15cm,如在開挖中發現路基有失穩跡象時,現場采取補樁加固。
2.3工字鋼、鋼軌樁、鋼板樁防護
當既有涵洞孔徑大于2.0m但小于3.5m時,結合現場實際情況,路基邊坡可采用工字鋼、鋼軌樁、鋼板樁進行防護,樁底深入基礎底部不小于2m,間距不得大于15cm,如在開挖中發現路基有失穩跡象時,現場采取補樁加固。(如圖2)
木樁、工字鋼、鋼軌樁等防護形式施工重點在于施工安全配合及監控,本文主要總結一下人工挖孔樁防護邊坡安全施工技術。
圖1:人工挖孔樁防護形式 圖2:鋼軌樁防護形式
3.人工挖孔樁邊坡防護施工
3.1施工準備
3.1.1按照五方(業主、設計、監理、設備單位、施工單位)評審會議確定的防護方案,施工前由現場施工負責人組織召施工預備會,布置和安排施工作業內容、程序、方法、技術要求、組織分工和重點安全事項。
3.1.2施工作業前,必須對既有涵洞和路基排水設施進行延伸和改造,確保線路排水通暢。對既有涵洞內管、線、電纜進行防護處理。開挖過程中如遇到管、線、電纜等隱蔽設施,必須及時采取保護措施后方可繼續作業,確保既有線行車安全。
3.1.3按規定對所有參與施工作業的人員進行全員安全培訓,考試合格后,持證上崗。
3.2 人工挖孔樁施工工藝及注意事項
3.2.1挖孔施工
護壁模板采取一節組合式模板拼裝而成,拆上節,支下節,循環周轉使用,模板間用U形卡連接。護壁采用C30鋼筋混凝土,上口厚15cm,下口厚10cm,鋼筋采用Φ10鋼筋,豎向間距20cm,環向間距15cm;護壁混凝土宜添加早強劑,待混凝土達到規定強度后才能進行下段樁身開挖。
第一節護壁兼做挖孔樁鎖口圈,鎖口上口厚18cm,下口厚12 cm, 高出地面30cm,以防土石、雜物滾入孔內傷人,樁身每循環開挖深度不超過1.0m,采用定型鋼模板澆筑護壁,隨挖隨支確保施工安全,避免塌孔。在挖孔過程中,經常檢查樁孔尺寸和平面位置:樁位誤差不得大于50mm,傾斜度不超過1%,孔徑與孔深必須符合設計要求。
3.2.2鋼筋籠施工
鋼筋籠在鋼筋加工場分段加工,每段長不超過4m,采用人工放入孔內。鋼筋籠入孔口應及時,鋼筋籠頂面不得高出鋼軌底面,為減少鋼筋籠在孔口的停留時間,鋼筋籠連接采用孔內綁扎連接,鋼筋搭接按綁扎規范要求進行搭接。
3.2.3混凝土施工
成孔后及時進行混凝土澆筑,避免護壁坍塌,影響既有線穩定。混凝土采用攪拌站集中攪拌,混凝土運輸車運至澆筑現場,用混凝土泵車澆筑。
澆筑混凝土時使用串筒,樁身混凝土的回填高度每0.5m用振搗器振動搗實一次,下次振搗深度要上次振搗面以下10cm。混凝土澆筑至樁頂以后,立即將表面已離析的混合物和水泥浮漿等清除干凈。
3.2.4施工安全注意事項:
挖孔樁的施工應利用列車間歇時間進行開挖作業,現場作業人員來車時必段嚴格按規定下道避車:①距鋼軌頭部外側距離不小于2.5m;②既有線來車不小于800m下道完畢;③人員下道避車時應面向列車認真瞭望,防止列車上的拋落、墜落物或繩索傷人;④人員下道避車的同時,必須將作業機具、材料移出線路,放置、堆碼牢固,不得侵入限界。
施工范圍內線路前后各100米要確保道床飽滿,防止線路脹軌跑道。加強線路檢查及養護,在施工期間加強對施工地段前后線路扣件的加固及時對線路進行保養和維修。嚴格執行線路檢查趟檢制、狀態修的規定,列車通過嚴禁挖土。挖孔樁停止施工期間,井口應加蓋鋼筋網片井蓋,確保人身安全,列車通過時停止施工。
4拆除端翼墻
4.1拆除端翼墻
涵洞端、翼墻的拆除在挖孔樁全部澆筑完并達到設計強度后用人工配合小型機具自上而下拆除。
端、翼墻拆除過程中,要有專人防護,在路線上設置明顯的防護標志,設置防護柵欄和警示牌,夜間要有照明設施。施工前應對存在的安全隱患進行排查,如邊坡穩定性,危石等。拆除過程應設駐站聯絡員及現場防護員,發現列車駛來應該停止一些機械及人工作業,確保行車安全;拆除過程發現有安全問題應立即停止施工,并通知相關負責人及時采取對應措施后再進行施工。注意天氣情況,雨天及時對拆除翼墻處邊坡進行防水覆蓋,坡腳堆放砂袋,確保邊坡穩定。
4.2插入竹夾板支擋及安全監控
出入口翼墻拆除后立即對翼墻邊土體進行修整,在挖孔樁和邊坡土體之間橫向鋪設竹夾板,然后對其中的空隙用砂袋進行填塞。
拆除期間,必須派專人觀察既有線路基有無變化,如有變化及時采取措施并通知項目部,按應急預案程序進行。
施工現場應挖好水溝,防止雨水沖入現場,浸泡基坑。施工現場配備足夠的防雨設施,如防水彩條布,雨天對基坑邊坡進行覆蓋,防止邊坡受雨水沖刷而坍塌。配備抽水設施,雨后及時排除基坑內積水。
拆除工程完成后,立即組織涵洞接長施工。涵洞施工完成及過渡段或臨時回填防護前,加強對邊坡穩定性的監測,發現異常立即采取措施加固處理。
5 結語
既有涵洞接長需拆除既有八字墻及附屬邊坡防護施工,要根據既有涵洞不同的工況靈活確定其邊坡防護形式。防護形式要確實有效,且經濟合理。另外在既有涵洞接長施工中,不僅要嚴格按審定施工方案組織施工,確保防護措施有效,而且要嚴格執行既有線施工安全管理制度,才能確保影響行車安全。
參考文獻
[1]《改建既有線和增建第二線鐵路工程施工技術暫行規定》鐵建設[2008]14號
[2]《鐵路工程基本作業施工安全技術規程》TB 10301—2009
【關鍵詞】公路涵洞;病害;成因;措施
隨著經濟建設的飛速發展,高速公路的興建已是必然。為了更好地節約資源,對原來的公路的病害防治越來越引起重視。通過對幾條高速公路的調查發現,目前高速公路上的涵洞普遍存在著很多問題,如何避免這些病害是值得我們深思的。涵洞是為了渲泄地面水流而設置的橫穿路基的小型排水構造物,其作用是迅速排除公路沿線的地表水,保證路基安全。作為公路工程中的重要組成部分之一,無論是在工程數量還是在工程造價上,都占有相當的比重。可以說,不存在沒有涵洞的公路。涵洞作為山區公路的主要結構物之一,對交通運輸、排洪灌溉起到十分重要作用,涵洞的損壞將對公路的正常、安全運營造成嚴重威脅。
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較大比例,是公路工程的重要組成部分,主要表現在工程數量和工程造價上。據有關資料介紹:涵洞工程數量約占橋涵總數的 60%~70%,平原地區,每公里約有1~3座;山嶺重丘區,每公里平均約有 4~6座。涵洞工程造價約占到橋涵總額的40%左右。
(二)涵洞在公路中的使用要求
由于涵洞是處于大自然環境(風、霜、雨、雪、冰凍、高溫、水流沖擊)和行車荷載的作用下,因此要求涵洞必須具備滿足排泄洪水能力,保證在50年一遇洪水的情況下,順利快捷地排泄洪水。還要具有足夠的整體強度和穩定性,保證在設計荷載的作用下,構件不產生位移和變形。同時具有較高的可靠性和耐久性,保證在自然環境中,長期完好,不發生破損。
二、涵洞病害產生的原因分析
(一)涵洞設計原因
涵洞的形式,如壓力涵和無壓力涵的斷面型式選擇不當;涵洞設計時混凝土強度、鋼筋配置不合理;涵節與涵節之間的平直對接形式,中間縫隙用瀝青麻袋填塞,其側向抗剪力相對來說很小,當涵兩側路基土在填筑或夯實不均勻時在行車荷載的作用下,使某些涵節與涵節之間發生側向位移而產生錯臺;洞口鋪砌面短,特別是出水洞口,一般都沒有超過翼墻尾端,而且隔水墻外也沒對溝渠底進行有效加固,造成涵洞的底部沖刷由此處發生;翼墻、端墻厚度偏小,墻背面坡比小,墻體自重輕,抗傾覆能力低,在墻外填土壓力作用下,特別是當涵洞偏短,路基邊坡較陡,路面上有車輛行駛時,致使墻體向外傾斜,直至倒塌;墻體基礎埋深淺,對最大沖刷和最大凍深考慮不周,從而造成墻體的破壞。
(二)材料原因
涵洞防水材料通常有防水混凝土、瀝青、油氈等,這些防水材料不能滿足要求,導致防水能力下降,最終導致滲漏的發生;所采用的砌石或混凝土強度達不到設計要求。
(三)施工原因
不按施工規范和設計文件的要求施工。突出表現在:沒有采用滲透性材料回填;回填時未采取洞身兩側對稱均衡分層填筑壓實,并未達到設計要求的壓實度;盲目趕進度而過早通車或單向單側通車;施工時偷工減料,使水泥砂漿和混凝土標號低于設計要求,基礎埋深未達到設計要求的深度等;對護坡、洞口鋪砌及隔水墻等附屬結構施工不重視,施工質量差;施工時不重視對混凝土的后期養護,造成混凝土的收縮徐變過大最終導致混凝土開裂;對基礎開挖后的地基承載力未進行檢測,造成地基承載力不能滿足設計要求;為節省費用加快工程進度,施工單位對已破損的涵管不予更換,對涵洞安全使用留下隱患。
(四)養護與運營原因
管養單位和人員忽視規范的日常檢查工作,不能及時發現病害和隱患,以致產生不良后果。在運營中汽車的超速、超載造成并加劇病害發展、惡化。
(五)環境影響
由于涵洞都處在惡劣的自然環境(雨、雪、風、霜、冰凍、高溫、地震、水流沖擊)下,難免受到不同程度的影響。尤其在遭遇地震時,由于地形地貌產生劇烈變化(如地裂、斷層等),致使涵洞結構難以抵抗巨大的壓力而導致破壞;地基失效致使基礎急劇下沉或不均勻下沉也是引起涵洞結構破壞的的主要原因。
三、公路涵洞常見病害的對策
(一)結構設計方面
依據水文資料計算,使涵洞具有足夠的宣泄能力,保證洪水的排泄,在無可靠水文資料的情況下,進行實地調查洪水痕跡,按經驗選擇孔徑及形式;對于管涵將目前管節間的平口對接改為企口較接,在縱向連結構造的保證下,不產生錯口和沉陷;洞口鋪砌和隔水墻,用鋼筋混凝土板代替目前的漿砌塊(片)石,并保證與端墻、翼墻連接牢固,縫隙緊密;端墻、翼墻的厚度尺寸與墻背面坡度應以保證墻體具有足夠的抗傾覆力矩,基礎抗滑動力為控制數據;墻體基礎埋置深度要按最大沖刷深度和當地標準凍深雙因素確定;在隔水墻以外且抗沖刷能力弱的條件下,可采取簡易、有效、可靠的鋪砌或防護類型加以防護,防止水毀的發生;沉降縫位置是最薄弱、最易滲水的位置,在可能的情況下,盡量少設沉降縫。
(二)新材料、新工藝方面
使用耐腐、抗壓橡膠(或塑膠)填塞管節接口的縫隙,可保證縫隙的密實,不使用或少使用瀝青麻絮填塞工藝;使用涂玻璃纖維布防水層及鋼纖維混凝土保護層等新材料、新工藝,其具有良好的延伸性、防水性能強、耐老化、耐腐蝕、耐熱、抗凍、不污染環境等優點;隔水墻以外的防護鋪砌,可應用土工布或土工格柵(2~3層),埋設在原地表面下10~20cm深處,提高其整體抗沖刷能力。
(三)施工方面
施工時若地質條件與設計文件不符,及時反饋設計人員進行修改,消除先天患;改進施工方法,加強結構重要部位的施工及前后施工順序的合理銜接;所用施工材料要嚴格按照設計要求選用,嚴把質量關,杜絕偷工減料和使用不合格材料;涵洞施工抓住:承載力要均勻、沉降縫要豎直、涵背填土要對稱、出人口要及時鋪砌疏通、碾壓要均衡等環節。
(四)日常養護方面
在涵洞的運營過程中,要加強管理和維護。及時清除洞口及洞內的淤積物,以保持洞內排水暢通。經常檢查附屬設施與涵洞結合的整體性,發現裂縫要及時觀察觀測,確定裂縫是否穩定或發展,發現問題及早處理,做到防患于未然。
四、結束語
涵洞作為公路的一個重要組成部分,不管是在外業勘測還是在內業設計上都要引起足夠的重視。作為橋涵設計人員應不斷學習相關專業知識、技術規范等,勤于總結經驗,這樣才能使涵洞設計成果更加合理。針對高速公路既有涵洞的一些病害進行分析,找出產生病害的原因,提出加固處理的具體辦法,實踐證明此修補措施是行之有效的。這對以后可能的加固工作具有重要的現實意義,對我國大量既有涵洞的加固改造有一定的參考價值。
參考文獻:
[1]張煒,李家緒等.蓋板涵上填土高度分析[J].公路,2001(9):35-37.
[2]李永剛,孫建生.軟基涵洞土壓力分析[J].土木工程學報,2003,36(6):96-99.
[3]龔曉南.地基處理手冊[M].中國建筑工業出版社,2002,8.
[4]孫錦標.涵洞的病害分析及預防[J].廣東林勘設計,2004(3).
【關鍵詞】橋梁;涵洞;軟地基;基礎施工;質量
引言
近年來,城市交通壓力的逐年加劇,我國日益加大了橋梁工程的建設步伐。目前,在橋梁工程施工中,橋梁和涵洞軟地基基礎施工是得到橋梁專家和社會廣泛關注的關鍵問題之一。其存在的質量問題主要表現為:軟地基基礎部分經常發生局部開裂、整體不均勻下沉,甚至有時會出現橋體全部倒塌等現象。因此,全面的分析和總結出橋梁和涵洞軟地基基礎施工產生質量問題的原因是十分必要的,其所具有的意義也是很深遠的。
1 軟弱地基橋梁和涵洞質量問題產生的原因
1.1 在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,由于遭受橋梁工程設計部門水平和專業程度的限制,設計人員往往難以對于持力層處理作出合理的預估,也就客觀的造成了設計圖紙存在某些方面的弊端與失誤,進而導致施工工作難以有序的進行。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,如果存在基底處理達不到設計要求標準的現象,以及引發承載方面等問題,都極有可能為給橋涵工程的施工留下較大的質量與安全隱患,這是必須及時得到改進與完善的。
1.2 一般情況下,施工單位在實際工作中,只是將管理和監理重點集中于橋梁的主體部分施工,而對于以下附屬工程項目,以及相關工程項目的質量控制重視程度不夠,這也就客觀的造成了橋梁工程施工單位有時會忽略了附屬工程項目的有效質量管控,有時會引發橋涵局部排洪不暢,或水浸泡橋梁、涵洞的嚴重質量問題。
1.3 在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,對于工程項目的勘察設計工作有誤。在中原地區,軟弱土包括淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細砂與粉土等現象也是屢見不鮮,這與橋梁工程施工設計工作缺乏有效的監管是有很大關系的。目前,我國各省市及地區的橋梁工程主管部門由于人員匱乏、力量薄弱等因素影響,對于橋梁工程勘察設計的監管力度遠遠低于國家相關法律、法規的具體要求和規定。
2 橋梁和涵洞軟地基基礎施工中應注意的事項
在現代橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,尤其是在部分跨度加大、施工環境較為惡劣的橋梁工程施工中,軟地基基礎施工是施工中所面臨的主要技術問題與難題之一,必須引起施工單位與相關技術人員的高度重視,進而制定相應科學的應對措施與方法,以保障橋梁工程軟地基基礎施工工作的順利進行。橋梁和涵洞軟地基基礎施工中應注意的事項表現在很多方面,具體表現在以下幾個細節部分:
2.1 橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工一定要特別注意保證地基部分的強度,及地面排水措施的建設,確保開挖土體不受雨水等外界流水的沖刷,并盡量減少雨水滲入坑內。如果軟地基沒有認真做好相應的防水措施,一旦有雨水流入坑內,就必然會影響到軟地基基礎施工的整體作用與效果。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,有效、合理的排水措施可以在短時間內排除軟地基內流入的雨水,確保軟地基基礎施工所應用的各類建筑材料減少受雨水的腐蝕與破壞程度,進而保證橋體的整體強度和荷載能力,這是橋梁工程竣工驗收中質量檢驗的基本內容之一,必須得到足夠的重視和有效的技術保障,否則很可能造成一定的人員傷亡和經濟損失。
2.2 軟地基基礎施工過程中,從軟地基中挖掘出的土方應及時拖放倒指定的位置,并保證軟地基部分土層回填有充足的軟土。同時,橋梁工程中需要使用的鋼筋、水泥、混凝土、沙子等基本建筑材料和部分大型的施工機械也不宜長時間放在軟地基的坑邊,施工單位要應盡量將其放置于距離軟地基較遠的地方,以保證各項施工工作的順利進行,不受到客觀因素的阻礙和影響。另外,軟地基基礎施工中挖掘出的土方、建筑材料與機械也會不同成都的對軟地基周邊的土層造成一定的壓力,因此,應盡量減少軟地基內部與周圍的地面荷載,確保軟地基基礎施工的順利進行。軟地基基礎施工對于天氣條件的要求也是比較高的,應盡量避開陰雨天氣,以利于軟地基基礎的迅速凝固,進而防止軟地基基礎部分出現裂縫、斷裂等施工質量問題。
2.3 在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工的關鍵環節為支護結構的建設與利用,軟地基基礎部分在施工中必須有一定強度的支護結構對其進行有效的保護,否則此施工環節的工程質量是難以得到保障的,甚至會造成施工工作的終止或暫時停工等問題。目前,國內橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎部分的支護結構主要采用鋼筋混凝土的施工工藝和技術形式,這樣不但可以有效保證支護結構的強度和耐腐性,而且也避免了建筑材料的浪費,作為支護結構的材料還可以循環利用。在軟地基基礎施工支護結構建設過程中,一定要高度重視施工的質量,并適當的添加有效地工程監理機制和質量管控體制,因為軟地基基礎的支護結構不但關系到橋梁工程地基部分的強度和硬度,更關系到橋梁的整體質量和使用年限等問題。如果軟地基基礎施工中,支護結構施工難以達到相關質量標準,必然會影響到整個橋梁工程建設項目的施工進度與質量,甚至會釀成較大安全事故。
3 軟弱地基橋梁、涵洞質量的控制措施
3.1 強夯法加固采用強夯法加固地基,施工前要根據地質狀況和工程要求,通過現場試夯,確定強夯施工的各項參數。施夯時依照試夯參數,以其總下沉量和最后二擊的平均下沉量作為施工控制標準。強夯加固地基的效果,用強夯前后靜力探觸或標準摜入試驗檢驗。
3.2 嚴格地基的檢查一個牢固的基底持力層是整個橋梁、涵洞工程穩定的根本,施工中監理部門必須給予高度重視。基坑開挖基坑位置經施工單位測量放線,監理人員復核簽認后,可以開挖。基坑開挖過程中,施工單位的技術人員要隨時注意土質的變化,當與勘測資料及設計圖紙不相符時,立即通知設計代表和監理人員現場確認,提出處理方案后,方可繼續施工。
3.3 嚴把基底處理和地基加固的質量關基底處理及地基加固質量的好壞是橋梁、涵洞,尤其是軟弱地基橋梁和涵洞穩定的關鍵。橋梁、涵洞地基加固最常用的方法是換土法,強夯法、土樁法、砂樁法應用極少。超挖處理基坑無論任何原因而超挖的部分,決不允許草率的回填虛土,處理方案須報監理、設計人員同意后再進行處理。
4 強化橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新
4.1 在我國現代橋梁工程行業的整體發展與進步中,任何一具體環節施工工藝與施工技術的創新都離不開科學發展觀的支持與保障,否則只能面臨為時代和歷史所淘汰的悲慘境地。在建橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工質量控制方法是工程項目管理的主要工作內容之一,在橋梁工程施工質量控制體系中占有十分重要的作用和地位。橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新一定要堅持與時俱進的基本原則,還要堅持以科學發展觀作為指導思想,這樣才能有效保證軟地基基礎施工質量控制方法的創新本著科學、具體、客觀的基本原則,更好的服務于橋梁工程的各項具體施工工作。
4.2 在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,由于施工環境與質量控制標準的差異,對于地基基礎施工質量控制方法的要求也自然有所不同。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工質量控制方法的創新不是漫無目的的創新,而是要結合橋梁工程項目施工的實際需要,以及橋梁工程施工現場的實際情況,來逐步進行施工質量控制方法的創新,這樣才能真正起到其所應具有的意義和作用。橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新只有真正符合施工實際需要,才能有效保證橋梁工程建設項目的整體強度與硬度,以及橋梁的使用年限與抗震能力。
參考文獻
關鍵詞:濕陷性黃土鉆孔灌注樁處理措施
Abstract: this paper combined with years of the construction experience and to have encountered in the construction of the south-to-north water transfer project in many of the engineering geological conditions and treatment measures are summarized
Keywords: collapsible loess bored piles treatment measures
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:
1工程概況
南水北調中線京石段應急供水工程南起河北省滹沱河南側古運河,北至北京市團城湖,線路總長度307.5km,其中河北省境內長度227.4km,設計流量135~50m3/s,為明渠輸水;北京市境內長度80.1km,為管涵輸水,設計條件為泵站加壓輸水,設計流量50~30m3/s,無泵站加壓時的自流規模為20m3/s。中線京石段總干渠建有節制閘15座、永定河控制閘1座、退水閘13座、分水閘13座。
2 渠道襯砌及建筑物基礎為濕陷性黃土的處理措施
黃土在自重壓力或附加壓力的作用下受水浸蝕后,土質結構迅速破壞而發生顯著附加下沉,導致建筑物破壞,具有此類特性的黃土,稱濕陷性黃土。其工程特征:塑性較弱;含水較少;壓實程度很差,孔隙較大;抗水性弱,遇水強烈崩解,膨脹量較小,但失水收縮較明顯;透水性較強;強度較高,因為壓縮中等,抗剪強度較高。
2.1渠道基礎土質為濕陷性黃土的處理措施:
渠道濕陷性黃土地基較多采取強夯法處理,采用沖擊壓路機進行施工。沖擊碾壓對軟土地基具有加速沉降與加固的作用。沖擊壓路機對地面施加沖擊能量后,土體受拉、壓作用,軟土自由水經塑料排水板排出地表后土體密實度增加,加速了軟基的沉降固結。如果在軟基上填筑渠堤,采用沖擊壓路機分層碾壓工藝,可在施工過程中加快軟基的固結速度,有利于軟基的沉降固結。
地基土的天然稠度處于O.5~1.O過濕狀態,需要進行加固處理,可用沖擊碾壓結合水穩定性好的粗粒材料墊層綜合加固。該墊層厚度按稠度(Wc)確定:當1.0>Wc≥O.9,墊層厚20cm;0.9>Wc≥O.75,墊層厚30cm;O.75>Wc≥O.5,墊層厚50cm。在粗粒料墊層上用沖擊壓路機碾壓20~30遍后,可使地基土表面部分厚度固結,與水穩定性好的粗粒材料形成加固地基。由于沖擊壓路機具有高能量的壓實功能,相當于超重型擊實標準的擊實功,達到重型壓實度的含水量僅在小于最佳含水量范圍內擴大,其大于最佳含水量的范圍不會擴大。因此,含水量視土的塑性指數大小,宜控制稠度不小于1.1―1.2,否則厚80cm~100cm土層沖壓會形成彈簧土,無法壓實。 沖擊壓路機的輪邊與構造物應有1m的安全距離,橋涵構造物上填土厚度不少于2.5m。當使用沖擊壓路機的補壓振碾達標,地基工程的平均沉降量小于3cm時,不宜再進行沖擊碾壓作業。
2.2涵洞基礎沉降的處理措施
涵洞基礎沉降的原因:一是涵洞基底水穩性差,一旦出現滲水,便導致涵洞基礎沉降;二是涵洞基底原狀土承載力低,不能滿足施工要求。
針對涵底水穩性差的情況,必須完善路基范圍內的排水措施,尤其是涵洞進出口處水流應順暢,避免積水;另外,涵洞基底的換填材料應當避免使用透水性材料(如砂礫)。針對承載力低的情況,通過計算涵洞基底的應力來確定地基土換填的厚度、寬度以及涵臺基礎的寬度。
換填材料的選用和地基承載力的確定,通過公式計算得到。針對濕陷性黃土的特點,采用水泥穩定土和三七灰土分層進行換填,這樣根據阻隙比等指標以及《公路橋涵設計規范》確定在涵洞基坑開挖后進行人工夯實,地基承載力可以提高。
3 鉆孔灌注樁遇特殊地質的處理措施
3.1砂礫層的鉆孔處理
當施工中遇到砂礫層時,容易發生塌孔、縮孔,為此我們采用比鉆孔樁設計樁徑小10cm即內徑為1m的鋼護筒(壁厚8mm)護壁,護桶隨鉆孔漸次下至砂層,起支護作用,可避免因漏漿造成砂層溜坍。即使出現孔內漏漿,水位下降,砂層也不會垮塌。具體的施工方法如下:
(1)先埋設鋼護筒(壁厚8mm),鉆孔時加大鉆頭直徑至1m,鉆進時注意控制泥漿濃度和鉆機進尺;
(2)隨施工進尺的速度,提起鉆頭,接長鋼護筒,接頭處焊結牢固,并用φ20mm鋼筋對接幫條焊加固;
(3)在護筒頂部蓋一塊厚10mm的鋼板,提起鉆頭,用鉆頭輕砸中心,沖砸時要控制好護筒中心位置,注意要及時調整,千萬不能偏孔,否則,砸下去后很難調整過來。要注意在施工中及時判砂層的深度,保證鋼護筒應下至穿過砂層0.5m以上。另外如果在孔內涌水量不大的情況下也可以采用人工挖孔的施工方法,利用混凝土護壁支護,穿過砂層。
3.2溶洞的鉆孔處理針對溶洞地質,具體的施工對策和施工方法如下:(1)技術人員及鉆機充分掌握地質情況,每個孔的地質資料都發給相關人員,讓其充分了解溶洞的位置,大小等,做到鉆孔時心中有數。(2)各孔周圍準備足夠的小片石和粘土,粘土要做成泥球狀(φ15~20)或餅狀,用薄膜包裹,防止干裂。同時,在施工過程中最好配備一臺ZL50C型裝載機,司機隨時候命,當遇到溶洞漏漿時,迅速鏟起片石和粘土填孔,同時集中水泵往孔內大量補水。(3)當鉆至離溶洞頂部附近時,采用小沖程,逐漸將洞頂擊穿,防止卡鉆。一旦發現泥漿面下降,應迅速補水,然后根據溶洞的大小按1:1的比例回填粘土和片石,仍采用小沖程輕砸,讓粘土和片石充分擠入溶洞內壁。一定要待粘土和片石充分擠入溶洞內,形成穩定護壁后,并且泥漿漏失現象全部消失后,才能轉入正常鉆進。(4)對于漏漿嚴重的孔,多次漏漿,回填粘土和片石沒有作用,采用直接灌注水下混凝土的方法堵漏,具體措施如下:按照灌注水下混凝土的施工方法下導管至已鉆孔孔底0.3-0.5m;灌注水下混凝土,至溶洞填充完畢,判斷標準以灌注混凝土面超過溶洞頂1m左右且混凝土不再下降為準;待混凝土強度達到30%-50%左右后,重新鉆進。
3.3水下混凝土灌注過程中流失的處理前期施工的孔樁中,水下混凝土實際灌注的數量一般要大大超過設計數量,最多的要超過設計數量3-5倍。特別是在鉆孔過程中,溶洞無填充物且各向貫通。而且由于混凝土的側壓力大于泥漿的側壓力,故在鉆孔過程中形成的泥漿護壁容易被擠破,造成混凝土流失。針對水下混凝土灌注過程中流失的現象,采取以下施工措施:
(1)保證混凝土生產和運輸能力,采用混凝土集中拌和站。(2)加大混凝土儲存量,如按正常施工混凝土儲存量應為1.8-2.2m3,考慮到溶洞的影響,我們加大初存量為6.0m3,避免因首盤混凝土數量不夠造成導管埋深不夠而斷樁。(3)灌注過程中加大導管埋深,我們一般控制導管埋入深度不小于3米,灌注時要勤于測量混凝土面高程,對灌注過程中出現的緩慢下降要有準確的判斷。防止突然混凝土面下降導管懸空造成斷樁事故。(4)對漏漿嚴重或多次漏漿的個別孔,應做到心中有數,在灌注時應加大混凝土灌注高度,一般考慮要超過設計高程1.5-2.0米,盡量避免在灌注完成拔出導管后混凝土面下降造成斷樁。
本工程位于新建錫烏鐵路白阿線K126+856.6處,為新建1-2.0m鋼筋混凝土蓋板涵,為灌溉而設。本涵洞處于線路直線地段,軸線與鐵路為正交,上部線路坡度為4.3‰,現有軌道類型:正線(左、右線)為60kg/m鋼軌,無縫線路,鋼筋混凝土軌枕。主體采用C30鋼筋混凝土,底板厚1.98m,邊墻厚0.8m。蓋板為C35鋼筋混凝土蓋板,涵洞采用就地制作的施工方法,施工期間利用D16米施工便梁加固既有線,加固期間行車限速45km/h。主體防水采用THF-II(丙)型防水層,基礎位于細圓礫土層上,基本承載力為400Kpa。
根據工程特點確定,涵洞工程中的砼工程及防水工程為特殊過程。線路加固和挖基土方施工作為關鍵過程。
2 D梁的特點及用途:
蓋板涵施工位置線路加固部分設計采用16mD型梁進行線路加固。
2.1 D型梁架空加固線路,形成橋梁。
2.2 D型梁架空線路后,蓋板涵施工過程與D型梁間不發生任何聯系,消除了線路橫行移動,保證線路穩定。
2.3 D型梁施工能夠有效控制線路狀態,確保行車運輸安全。
2.4 D型梁是成型構件,組裝簡單,施工方便。
3 D梁加固施工技術參數:
3.1 1-2m蓋板涵13.12延長米,剩余9.6延長米未施工。
3.2 施工便梁基礎底位于細圓礫土層上,基本承載力為400Kpa,采用M10漿砌片石做支墩。
3.3 D型梁自重31t,跨度16.08m,全長16.4m,全高0.9m,寬度0.42m,縱梁中心線至線路中心線2.2m,鋼軌軌底至縱梁底0.425m。
3.4 依據施工圖,設計軌底標高365.374m,蓋板涵頂標高為364.36m,蓋板涵換填基底標高360.59m,軌底至基底距離為5m。便梁基礎采用1.2m*3.0m*1.5m的M10漿砌片石,基礎中心線距線路中心線為2.20m,為避免便梁基礎開挖施工時影響行車,將線路采用吊軌梁加固,利用封鎖時間進行便梁基礎開挖施工。
4 施工步驟:
4.1 施工要點
開挖便梁基礎4個,施工期間,需申請既有線慢行,線路加固作業及D型梁裝卸作業,利用封鎖點進行。
4.2 施工方法
4.2.1 便梁基礎施工:
a、線路吊軌梁加固:利用封鎖時間采用3-4-3型吊軌梁對線路進行加固。
b、基礎開挖施工:人工配合機械開挖基礎,基底達到設計標高。
c、M10漿砌片石,采用攪拌機攪拌,人工運輸。
4.2.2 安裝D型梁:
a、在安裝便梁前與配合單位聯系,將路肩上影響施工的電纜架空,并進行防護。在便梁形成后將電纜臨時架設到便梁縱梁上,施工過程中配合單位安排人員進行現場監護。
b、安裝鋼枕:安裝鋼枕位置與枕木位置一致,所以先將砼枕間距做適當的調整,抽掉多余砼枕,為防止軌道短路,每次需要在兩股鋼軌中的一股下面墊絕緣膠墊,再穿入一根鋼軌,穿入鋼枕時要對準主梁聯結板并定位,同時上好扣件墊好膠墊。
c、縱梁就位:先將一片縱梁按設計位置就位,另一片縱梁墊高出枕木面20cm,待縱梁墊穩撐牢后,安裝聯結板及牛腿。
d、將縱梁降落就位,并聯結鋼枕,逐漸扒出道碴,安裝斜拉桿和所有聯結系統。
5 基坑開挖:
基底距軌底5m,基坑挖方400m3,棄土及時外運。
涵洞主體基坑采取1:0.75放坡開挖,用人力配合挖掘機開挖,自卸汽車外運。基底處在墊層四周留出0.5m的作業面,在坑底四周開挖排水溝,并引出涵洞外,以便于雨天排水。
機械開挖部位,在基底以上留200mm,用人工開挖,以防擾動基底原土層。當開挖至基底設計標高后,經自檢合格,報請監理工程師和設計代表進行基坑隱蔽工程檢查。基坑隱蔽工程檢查合格后,轉入下道工序施工。
6 質量保證措施:
6.1 按組裝檢查各類型組件供量,不得有變形和裂紋。
6.2 組裝梁時,梁中線按組裝圖布置。
6.3 組裝前將組件逐一編號,按號拼裝。
6.4 各種螺栓安裝時,由內向外安裝,擰螺栓以擰不動為準。
6.5 鋼橫梁與縱梁間使用膠墊,避免直接接觸造成連電事故發生。
6.6 加強原材的檢測工作,鋼筋等廠供材料必須有出廠合格證,其質量規格應符合施工要求。對砂、石料等地材進行性質、強度試驗,嚴格控制其粒徑及含泥量,保證其符合驗標要求。
6.7 工程施工前,精確測定涵洞位置、標高,發現問題及時與設計單位溝通,避免出錯。采用商品砼。堅持施工過程中的試驗制度,砼澆筑現場對每批砼均進行坍落度試驗并記入施工記錄,控制坍落度在標準坍落度的±15mm范圍內,保證砼強度試驗的頻數、試件組數達到規定要求。
6.8 嚴格按設計要求做好基底承載力檢測,基底的承載力要符合設計文件和結構設計要求。嚴把模板質量關,模板現場安裝應牢固、板縫密貼平整,選用有利于砼外觀質量的脫模劑,并在涂刷時保證均勻、不流不滴。
7 安全措施:
認真貫徹落實“安全第一、預防為主”的方針,以“安全為了生產、生產必須安全”為指導,嚴格按照安全技術操作規程去組織施工;做好安全生產,對保持職工隊伍穩定、解決職工后顧之憂,創造良好的施工生產環境,保證施工生產有序進行至關重要。安全目標為:杜絕一切事故發生
7.1 牢固樹立“安全第一、預防為主”的安全生產方針把安全工作貫穿到施工生產的全過程中。各方面都要緊緊圍繞著安全生產的目標,以提高安全管理水平為主線,合理組織安全生產。在施工生產中要做到“五同時”,即在計劃、布置、檢查、總結、評比生產工作的同時,計劃、布置、檢查、總結、評比安全工作。
7.2 施工隊設專職安全員、工班設兼職安全員,對施工生產提供組織保證和合理監控。增加日常安全檢查頻數,并對照安全技術措施(監控措施),發現問題及時糾正、解決,把事故消滅在萌芽狀態。
7.3 實行安全生產檢查制度。定期組織安全生產大檢查,專職安全員負責日常安全檢查,發現問題及時處理,堵塞漏洞,消除隱患。
7.4 開展安全教育,上崗前,由施工負責人負責組織全體人員,認真學習有關既有線施工安全規則和安全技術操作規程,提高全員安全生產意識。工班每日由班長或安全員進行班前講話提出當天的安全生產具體要求和注意事項,做到預防為主,防治結合。
7.5 實行各項安全生產崗位責任制,明確責任,把安全工作落實到每個人。
7.6 凡從事各種機械操作人員和機動車輛的駕駛人員,必須經過專業培訓和考試,合格后方準獨立操作。做到應知應會,執證上崗。
7.7 所有進入施工現場的人員,必須配戴安全防護用品。
7.8 對所有機械、設備、施工車輛,加強日常維護保養,嚴禁帶病運轉。加強對道路交通的管制,避免發生交通事故。
8 工期保證措施:
8.1 線路加固工程的控制
線路的D型梁加固質量直接影響涵洞的開挖施工,施工前線路加固方案需經審批,以確保方案的可實施性。縱梁的架設嚴格按鐵路局下發的施工計劃進行。每次施工封鎖前召開準備會議,明確分工及工作內容。施工封鎖當日,施工負責人親臨現場指揮,開通前與工務部門聯合檢查線路幾何尺寸,確認列車放行條件。
8.2 挖基工程的控制
挖基工程是正式施工的開始,挖基工作的完成質量好壞及完成的工期進度情況,直接影響接續工作。項目經理部成立專項領導小組,由生產經理任組長,技術、安全、材料、設備人員及班組工任組員,對挖基前的地下管線探明、與產權單位的確認及挖基時的放坡、地下管線的防護進行組織監控。確保施工安全及既有設備的正常使用。并保證按期完成挖基作業。
一、使用材料規格必須符合標準,且必須指定產地:石料(淮北),黃沙(淮濱),水泥(徐州),石灰(淮北二級以上),嚴禁使用劣質材料如龍山和蒙城小澗山石料等。
二、各工程必須做到技術員不收方,收方員不開票,開票員不量方,工地不付款制度。
三、公司所用主要材料每月10日、20日、30日匯總上報公司工程部,過期不報不予計量。
四、公司工程部將按批量和規定預算對公司所進材料進行驗量和驗質,若發現所用材料質量不符合標準,除責令返工且將不合格材料清除出場外,還將處以原不合格材料款的二分之一的罰款。
五、公司必須做好各種材料的儲存、堆放、保管和安全防護措施。
《筑養路機械管理規定》(試行)
一、施工單位須用筑養路機械時,由施工單位申報所用機械設備的規格、型號、數量報主管副總經理審批后統一調配。施工單位應配備專職機械安全員,負責對機械設備使用、保養、維修的管理。工程結束后由所用單位對機械設備修復后交回公司。
二、各種機械設備都要配備專人操作,并負責所用機械的日常管理及保養。對新購機械設備由機械安全員負責按機械設備技術要求進行初次保養。初次保養后由各操作員按所使用機械的技術保養規定嚴格定期進行日常保養、一級保養、二級保養。確保機械設備的技術狀況保持良好。
三、操作員應認真填寫機械使用記錄,內容要清楚、真實。每月的使用記錄要在次月的5號由機械安全員負責集中統一上報養護班,不得拖延不報,否則給予一定的經濟處罰。
四、機械設備的日常維護、小修由施工單位統一管理,中修以上的維修要填寫申報單上報公司,經主管領導批準后維修。
五、全年安全無任何責任事故的操作員公司將給予表揚、獎勵。對發生機械事故的操作員由公司組成調查組進行調查及責任認定。屬于交通事故的由交警部門認定。操作員除按責任認定承擔相應經濟賠償責任外,視情節給予政紀處分。處理情況分為以下四種:
⑴操作員對機械事故不負責任的,不賠償;
⑵操作員對機械事故負次要責任的,賠償事故費用額的10%;
⑶操作員對機械事故負主要責任的,賠償事故費用額的20%;
⑷操作員對機械事故負全部責任的,賠償事故費用額的25%。
六、對于交通事故,按車輛管理的有關規定執行。
七、機械設備用油,按工程量、使用記錄和定額核油,油料供應由公司核定的加油站統一供應,由各施工單位負責管理。
養護工作職責
一、貫徹執行國家關于公路養護工作的方針、政策和法規。
二、負責編制公司養護工作計劃、協調解決計劃執行中發生的問題。
三、負責小修保養、中修、大修等養護工程的組織實施和管理工作,確保工程按計劃進行。
四、負責包括交通情況調查、生產情況統計、路況登記、養護工程驗收、路況質量檢查評定、道班基層管理、安全生產等養護技術管理工作,確保養護工作順利進行。
五、負責養護工作的檢查、總結和獎懲工作。
六、負責公路綠化的規劃、實施和管理工作。
七、負責新技術的引進推廣應用工作,確保養護工程質量,不斷提高公路養護工作效益。
八、負責完成上級部門交付的其他養護工作任務。
公路養護工程師職責
一、貫徹執行國家關于公路養護工作的方針、政策和法規。
二、每年第四季度末編出下一年的公路養路計劃,報上級主管部門批準后積極組織實施。
三、經常深入大修、中修工地指導工程施工,做好工程質量自檢,確保工程保質保量完成。
四、經常深入道班,檢查驗收上一個月小修保養工程的質量和數量,以及道班養護統計、交通量調查、安全生產等基層管理工作,做好養護工作總結,同時下達下一個月的公路養護任務,使公路養護經常化、制度化,以確保本公司管養公路的安全暢通。
五、搞好公司養護公路每季的自查,積極參加并做好全市和全省的公路互查。
六、搞好公路綠化的規劃、實施和管理工作。
七、搞好道班工人的技術培訓,提高道班工人技術水平。
八、積極引進公路養護新技術,確保公路養護質量不斷提高。
機料管理員工作職責
一、認真貫徹執行《安徽省公路筑養路機械管理制度》和上級頒發的各項管理制度。
二、負責筑路材料的采購供應工作。
三、負責材料領發工作。
四、負責安全生產及機務人員的思想工作和業務培訓。
五、抓好筑養路機械的管、用、養、修、供五項基本內容。
六、積極開展勞動競賽活動。
七、認真搞好戰備器材的管理和使用。
統計人員職責
一、在公司領導的重視下,負責本公司的統計業務工作、熱愛統計工作、當好領導的參謀。
二、及時正確的填寫、匯總、上報各種公路養護統計報表。
三、搜集公路養護統計資料,并對統計資料做出統計分析。
四、檢查養護班統計工作,及時糾正養護班統計圖表的差錯。
五、努力學習統計知識,提高自己的統計業務水平。
公路工程安全生產制度
一、各工程項目必須堅持“安全第一、預防為主”和堅持“管生產必須管安全”的原則,建立健全安全生產管理機構和安全生產管理制度,配備專職或兼職安全員,工程部做到制度上墻,內容上墻。經檢查無內容和安全員,對工程部處罰500元。
二、各項目部定于每月25日為安全生產例會日,各項目部必須制定例會制度、會議記錄,并做定期檢查記錄,記錄要真實。無此項內容每次處罰300元。
三、施工現場必須按規范安裝相關安全標志(標準見附圖),并盡量將現場隔離,若發現標志殘缺不全、不規范,違者每次處罰養護班300元。
四、施工人員(包括正式工與臨時工)作業期間必須按規定穿戴標志服和防護用品,經檢查施工人員有不穿戴或穿戴不全者,每次處罰養護班200元。
五、所有施工機具安全生產管理按《筑養路機械管理規定》執行,如有違反者每次處罰200元。
六、各項目部必須無條件接受公司安全生產領導小組定期或不定期檢查。
橋梁養護工程師職責
一、貫徹執行國家關于公路養護工作方針、政策和法規。
二、組織實施年內計劃中本縣(市、區)橋梁(涵洞)的大修、中修、小修工程。
三、經常深入橋梁(涵洞)施工工地,指導橋梁(涵洞)施工,確保橋梁(涵洞)施工保質保量完成。
四、經常深入道班,檢查道班對橋梁經常性檢查的資料,指導道工進行橋梁經常性檢查。
五、及時檢查道班在橋梁(涵洞)經常性檢查中發現并上報的險橋、險涵,并拿出維修方案,及時上報公司。
關鍵字:既有線 快速 涵洞 接長 新增二線
中圖分類號: U449 文獻標識碼: A 文章編號:
1、背景
寧(南京)啟(啟東)復線電化工程為既有線新增二線并進行電氣化改造,該線既有線設計標準底,既有線涵洞眾多,僅僅從海安-南通涵洞接長的就有300多座,并且全線既有線有眾多涵洞為斜交斜做,涵洞兩端帶有梯形節,梯形節本身不能承受火車活載,故很多既有線斜交斜做涵洞接長需要拆除既有梯形節,拆除梯形節施工對既有線施工影響很大,設計院提高的方案為在每個涵洞上架設便梁后拆除梯形節然后進行現澆,如果按照設計院設計架設便梁后現澆的施工方案每一個涵洞最少需要既有線慢行2個月,本文研究如何利用先預制在封鎖點內拆除端翼墻和梯形節后頂進就位恢復線路的施工方法和步驟,從而縮短施工工期,減少對既有線的影響,本文主要以寧啟復線電化工程k236+381 1-4m斜交斜做涵洞接長頂進施工為例進行研究。
2、k236+381工程概況
K236+381 1-4m斜交框架涵接長頂進施工,k236+381框架涵為1-4m,斜交角度為20度,接長長度為5.50m,T型節長度為2.22米。涵洞處主要為粉砂土,既有線路基外部分承載力不能滿足要求,需要采用水泥攪拌樁進行基礎加固,k236+381詳細設計情況見(圖一-圖三)。
圖一 K236+381涵洞平面圖
圖二K236+381涵洞平面圖
圖三 K236+381梯形節立面圖
施工方法
3.1施工流程
遷移鐵路貫通線水泥攪拌樁處理地基 工作坑開挖及降水滑板及后背墻箱體預制既有線路防護拆除既有端翼墻及斜交蓋板節找平平整箱體頂進箱側回填級配碎石及混凝土恢復線路修筑橋涵附屬。
其中既有線線路可視現場情況選擇不同的防護方法,如果梯形節已經伸入軌枕范圍以內,建議采用便梁對既有線防護,如果梯形節沒有伸入軌枕范圍以內,距離10cm以上的,建議采用拉森鋼板樁進行既有線防護,k236+381 1-4m拆除的梯形節蓋板未伸入軌枕范圍,故采用鋼板樁防護既有線。
3.2施工步驟和方法
可以從施工流程中看出施工內容可以分為四大部分,依次為慢行點前作業內容、慢行點內作業內容、封鎖點內作業內容、封鎖點、慢行點后作業內容。下面依次介紹這四大部分施工內容。
3.2.1 慢行點前工作
第一步:遷移新建框架橋及其預制場地內干擾施工的地上地下建筑物及各種管線:
第二步:既有線路基范圍外水泥攪拌樁處理地基。
第三步:大口井降水,在線路兩側及工作坑四周設置大口井降水,一共設置6口大口井降水,確保降水至工作坑底1m一下。
第四步:工作坑開挖,同時做好相關放排水措施,設置好上下人行通道,預制框架箱體、進行防水層、保護層施工。
第五步:做慢行點前施工準備,在八字墻邊墻用風鎬打眼,眼距0.5m,梅花狀布置,眼深0.3m。
3.2.2、慢行點內工作內容
慢行點內作業是指在既有線慢行45km/h的條件下作業內容。如果是采用便梁防護既有線,便梁支點人工挖孔樁也應該在慢行45km/h的情況下施工。線路慢行后主要從事以下幾個步驟的工作。
第一步:視線路防護方法,如采用便梁防護,則在慢行45km/h的情況下進行人工挖孔樁,穿鋼枕,便梁架設后的日常養護工作。
第二步:在既有線防護(鋼板樁或便梁架設)到位的情況下,拆除端翼墻,拆除端翼墻時進可能采用剝皮的方法將影響新建框架施工范圍內的端翼墻拆除
第三步:在既有線防護(鋼板樁或便梁架設)到位的情況下,做拆除梯形節的準備工作。①在梯形節頂板下部加兩道圓木支撐,防止進行后續工作時梯形節倒下的作業,再用氣割配合風鎬拆除斜交U型節的底板部分,先鑿出槽狀,讓底板與邊墻完全脫離,再拆除中間部分,小型挖掘機配合出渣。②在斜交U型邊墻上打眼,安排2臺風鎬,眼距0.5m,在U型槽根部位置需要加密,梅花狀布置,眼深0.4m。在后期施工中發現拆除U型槽根部暫用拆除時間比重很大,減少根部拆除可以大大縮短封鎖點時間長度。
第四步:提前對膨脹劑性能進行試驗,掌握在當時氣候條件下膨脹劑性能,掌握膨脹劑用量和膨脹劑起到破碎效果的時間,在封鎖點前提前一段時間(為膨脹劑起效果的時間)在梯形節邊墻孔內裝入膨脹劑,達到松動混凝土目的。
第五步:鑿除影響蓋板外移的臺帽、耳墻,搭設枕木垛支撐,用50t千斤頂頂起蓋板,放入[30槽鋼滑道,橫向放入φ20圓鋼作為滾杠,兩邊綁扎好鋼絲繩,用5t卷揚機和動定、向滑輪系統組成動力系統作試拉。(經現場核對,斜交框架節不受力,其斜交節的頂點距軌枕頭20cm。)正常情況下從第二步到第五步全部完成需要2天左右的時間。
3.2.3、封鎖點內作業內容及詳細時間安排
在封鎖點內進行既有線防護(便梁架拆或許插拔鋼板樁),采用鋼板樁防護時鋼板樁插打位置是關鍵,一定要選擇合理的位置,減少拆除時路基塌方數量,減少大封鎖點拆除梯形節對既有線路的影響,減少回填時間,從而縮短大封鎖點時間長度。
大封鎖點內所需要的機械型號及數量如下表:
所有封鎖點內所需機械必須在封鎖點前2小時就位,并運行狀況良好。
大封鎖點封鎖線路時間長度為6小時30分,封鎖點內詳細時間安排和作業內容。
第一步:下達正式封鎖線路命令,封鎖線路,時間5分鐘。
第二步:采用50t吊車吊出梯形節蓋板,時間5分鐘,累計10分鐘。
第三步:油錘破碎U型斜交蓋板節、邊墻、擋墻;采用兩臺破碎錘分別安置在橋的兩側,從頂部開始逐層往下拆,拆除厚度40cm,個別地段采用風鎬鑿除,鋼筋采用氣割割除。拆除順序,從外朝里,從上至下。挖掘機安排在既有箱橋內,邊拆除邊從既有箱橋內出碴。拆除時間約需要3個小時,累計3小時10分鐘,施工時拆除邊墻根部花費的時間約占拆除時間的70%,所以,在根部鉆孔需要加密,并且膨脹劑用量需要加大。在后來的施工中1-2.5m斜交斜做的框架涵接長拆除梯形節可以整體倒下,然后后挖掘機將倒下的梯形節邊墻勾出,拆除1-2.5m框架梯形節和清理碎渣僅僅需要40分鐘即可完成。大于等于1-3.0m的涵洞拆除梯形節很難會整體倒下,這樣拆除時間就長了一些。
第四步:隨時清除混凝土塊,清理基底;延時30分鐘,累計3小時40分鐘;
第五步:頂進框架涵就位。
K236+381箱體頂程為8米,箱體重量45t,設計頂力68t,1m行程的100t頂鎬4臺;由2個液壓控制臺控制。接力頂進,兩個頂鎬頂進,兩個頂鎬隨箱橋朝前移動,一對頂鎬出完后,回鎬,另一對頂鎬后放入傳力柱,能夠實現連續頂進,節約頂進時間約1/2。頂進過程中傳力柱更換要快,傳力柱的更換采用人力配合吊車進行。實際情況部分頂進可以和拆除梯形節邊墻和清渣同步作業。1小時30分鐘可以完成,累計5小時10分鐘。
新舊框架接縫采用柔性處理方式:采用瀝青麻埝夾入縫隙中,隨頂進擠壓密實。達到防水的目的,頂進后再用瀝青砂漿嵌縫。
第六步:箱側回填
箱體就位后,對箱橋立即回填砂夾碎石,采用兩臺挖掘機回填,并用挖掘機拍實,頂層半米范圍內用C20混凝土封閉。數量:砂夾碎石計25方。計劃用時30分鐘,累計5小時40分鐘。.
第七部:線路補充道碴,恢復線路,計30分鐘,累計6小時10分鐘,機動時間20分鐘。共計需要封鎖點時間長度為6小時30分鐘。
封鎖點前兩天限速45km/h,線路開通后限速45km/h12小時,60 km/h24小時,80 km/h24小時,以后恢復常速。
3.2.4、封鎖點、慢行點后作業內容
兩側路基填筑級配碎石、恢復加固即有線路基,開挖出入口八字翼墻土方,澆筑擋、翼墻混凝土:
修建框架涵附屬,竣工清理。
應急預案
如果在5小時10分鐘內不能頂進完成,立即啟動應急措施,保線路開通。我們針對本工程實際情況制定了采用吊軌法進行線路加固,具體做法:其橫梁采用便梁鋼枕,縱梁采用6米長H40型鋼,鋼枕穿入每個枕木檔,計10根,40型鋼置于鋼枕上,采用吊軌卡子把型鋼與鋼枕連成一個整體。H40型鋼一頭搭設在箱涵上,另一側搭設在路基上,采用枕木垛支撐,不足之處,墊木板抄實。線路限速25km/h通過,列車通過后,繼續封鎖施工,直至達到正常開通條件。施工期間要嚴格管理施工機械及工具,嚴防侵限。頂進現場要備有足夠的道碴、枕木、草袋、木材、鋼軌、型鋼等以應急搶修工具及材料。
圖四 k236+381 應急預案線路卸載圖
施工期間線路觀測措施
為確保既有線行車安全,在既有路肩靠近頂進側路肩前后各設一個觀測點,觀測點采用φ20螺紋鋼用混凝土包裹,鋼筋頭做成一個圓形的頭并做好觀測點標記,鋼筋頭露出混凝土面1-2cm。用全站儀對觀測樁進行坐標及高程監測。監測頻度:施工期間及線路恢復后三天時間內觀測頻次為2小時1次或許每過完一次列車觀測一次。
觀測控制標準為:路基水平變化量不大于2mm/d或累計水平變化不大于10mm,若超出規定時必須停止施工,與監理和設備管理單位共同分析原因,制定補強措施后方可繼續施工。
結論
通過本涵洞接長方案的實施過程可以看出對既有線行車的影響從2個月變為5天(大封鎖點前2天,點后3天),可以大大減少施工對既有線行車的影響,涵洞與涵洞之間增加了平行作業,縮短了施工工期,在有的現場條件下允許的情況下可以減少了架設便梁,從而可以節約施工成本。經過本工程的實施,總結出了一套新的涵洞接長施工工藝,為以后涵洞接長尤其是斜交斜做涵洞接長施工積累了寶貴的施工經驗。
關鍵詞:隧道;結構安全性;近距離施工;數值模擬
引言
曾有科學家預言:“十九世紀是高層建筑的世紀,二十世紀是橋梁的世紀,二十一世紀則是地下空間的世紀。”隨著交通事業的蓬勃發展,地下空間已被視為人類所擁有的尚未充分利用和開發的寶貴自然資源,目前各國都把地下空間利用的重點,放在城市地下空間建設上。地下工程在城市中修建,不可避免的存在下穿建筑及結構物的情況。
下穿施工的影響因素很多,如新建隧道與既有洞室的距離、圍巖條件等等,因此,關于下穿施工的影響程度不能一概而論,應該根據不同的地質條件,具體問題具體分析,根據相關工程實例來看,在城市地區起主要控制作用的還是上方既有洞室的強度和允許變形指標。當在既有洞室下方開挖土體時,將會引起地層下沉,進而引起既有洞室產生不均勻沉降,當變形達到限值時將產生環向裂縫,影響結構的安全使用。特別是下穿地鐵結構(包括區間和車站)時,由于受運營的限制,變形指標將更加嚴格。
總體來說,下穿施工的影響因素可以分為兩大類,第一類為地層因素,地層的性質直接影響著下穿施工的成敗,是下穿施工的決定性因素;第二類為結構因素,下穿施工最關鍵的一點就是要保證上覆既有結構的安全和正常使用。
新建隧道下穿既有結構工程的控制標準有三,其一,要保證上覆既有結構的安全和正常使用;其二,要保證新建隧道的安全和正常使用,特別是新建隧道的變形要滿足限界要求,即不能發生過大的變形;其三,要滿足新建隧道周圍環境的要求,比如地面沉降要滿足地面建筑物變形要求等等。本文通過一具體實例從以上幾方面進行分析。
1工程概況
某涵洞位于里程CK22+980~CK23+030,橫穿某地鐵軌道交通六號線。該段河道走向基本與地鐵線路相互垂直。涵洞上游接口位于六號線以北約260m處,該處河面寬度約20m,兩側河堤標高250m左右,斷面形式為梯形。下游接口位于六號線以南約130m處,該處河面寬度約15m,兩側河堤標高250.50m左右。
根據收集的竣工資料,該段涵洞長421.141m,為雙跨5m拱涵,其流水板頂面標高244~245.55m;該拱涵單跨跨度為5m,起拱線高度為5m,拱高1.5m。側邊墻基礎寬度為3.5m,置于中等風化泥質砂巖之上,基礎材料為C15現澆砼或M10水泥砂漿砌30#毛條石,基礎底標高239.80m,墻身材料為M10水泥砂漿砌30#毛條石;中墻基礎寬度2.4m,同樣置于中等風化泥質砂巖之上,基礎材料為C15現澆混凝土或M10水泥砂漿砌30#毛條石,基礎底標高239.80m,墻身材料為M10水泥砂漿砌30#毛條石;拱圈為C25鋼筋混凝土,厚0.50m。沿隧道縱向剖面,區間正線與涵洞的相對位置關系如下圖所示:
圖1涵洞與TBM隧道剖面位置關系
2計算模式
TBM掘進機直徑6.36m,掘進時每循環進尺1.5m,考慮到下穿涵洞段的特殊情況,在TBM掘進過程中,及時架設鋼架,并采用增設的手動噴混凝土系統施做初期支護,厚度為150mm,在鋼架架設完畢后即開始支護,必要時停止掘進,施做下穿段二次襯砌,及時封閉洞室結構,本次計算暫不考慮二次襯砌作用。通道計算求出TBM施工對涵洞與地表的沉降量以及隧道支護結構自身的安全,明確TBM掘進開挖對涵洞影響的大小量級和范圍,分析危險可能發生的部位、方式及應采取的設計對策,為真實模擬實際情況,對TBM下穿涵洞段進行三維建模計算分析。
2.1有限元計算模型
按巖土力學法計算,采用有限元軟件進行計算分析,計算模型如圖2所示。模型X軸方向取60m;Y軸70m;TBM開挖豎向上Z軸方向取60m。整個模型采用實體單元建模,土層采用摩爾-庫侖模型,它主要考慮土體的粘聚力和內摩擦角來表示為與主應力圓相切的一條直線。隧道結構采用彈性體模型,共劃分62944個實體單元。如右圖所示:
2.2地層及結構物理力學參數
計算時圍巖和襯砌結構的物理力學指標根據《某市軌道交通六號線工程地質勘察報告 (詳勘)》加以選取,彈性模量考慮巖體完整性系數的影響,初期支護厚度為150mm,二襯厚度為300mm,采用C40鋼筋混凝土結構。其余建立模型所需具體參數如表1所示。
2.3屈服準則
計算采用彈塑性平面應變模型。巖土材料的非線性按DP材料處理,塑性準則使用Drucker-Prager屈服準則。
2.4計算荷載及開挖支護效果實現
本計算模型的荷載主要考慮:a.地層自重應力場;b.支護結構的重力。
2.5計算步驟模擬
計算步驟:初始平衡左線隧道開挖左線隧道初期支護施作左線隧道二次襯砌施作右線隧道開挖右線隧道初期支護施作右線隧道二次襯砌施作。
本次施工過程主要考慮下穿涵洞時對于涵洞的影響和本身襯砌結構的安全性,故按照掘進尺度為1.5米進行計算,主要分析開挖掌子面距離涵洞的垂直距離最小時的安全性。
2.6安全系數計算方法
有限元求得隧道各截面上的彎矩和軸力后,可通過下列公式計算所論截面的安全系數:
(小偏心)時,按抗壓要求檢算,取如下公式:
式中―構件縱向彎曲系數,計算中取=1;
―軸力偏心影響系數,有;
―混凝土極限抗壓強度,計算中取=19.0;其余符號意義同前。
規范規定的混凝土抗壓極限強度安全系數為:=2.4
(大偏心)時,按抗裂要求檢算。取如下公式:
式中―混凝土極限抗拉強度,計算中取=2.0。
規范規定混凝土抗拉極限強度安全系數為:=3.6
3計算結果
3.1位移值
計算結果如下:區間隧道結構按“破損階段”法計算,以材料極限強度進行設計, 在隧道進行開挖之前,先進行應力平衡,計算平衡后的初始應力及位移知:地層在開挖前的初始沉。
降量為28.54mm, 模擬施工時根據實際情況,隧道左右線先后開挖,開挖后只考慮初期支護作用,每循環進尺1.5m。由最終位移圖(如圖2、圖3所示)總結,隨著盾構機在推進,其上部土體也同樣朝推進方向產生位移,且位置隨盾構機位置變化而變化,最終涵洞頂部隆起1mm,底部最大隆起2mm,發生在圖中所取涵洞模型的兩端位置,隧道拱頂最大隆起量1.5mm,最大隆起量2.0mm。
圖2涵洞最終豎向位移(m) 圖3 襯砌最終豎向位移(m)
3.2安全系數值
取開挖結束后,最不利荷載斷面處的應力,根據計算出的軸力、彎矩結果,進行安全系數檢算,初期支護安全系數如表2所示。
根據建立單元提取襯砌所有單元的內力結果,進行安全性計算,考慮最不利情況進行分析,故提取襯砌單元的的最小安全系數進行分析,各工控制點安全系數如表2所示,從表中看以看出,最不利受力位置均出現在拱頂位置處,且都為小偏心情況下進行計算,即均按照抗壓情況對襯砌受力進行分析。在初期支護襯承受100%圍巖壓力情況下,安全系數均大于1,滿足強度要求。但此安全系數值稍小于規范規定的初期支護安全系數要求值,因為此處考慮最不利情況,由初期支護全部承受圍巖壓力,故建議在施工中加強量測,同時盡快施做二襯,使結構的內力不再發生變化,保證隧道安全通過。同時,此處地鐵為雙洞開挖,兩洞間距較小,從最終的計算圖中分析,兩洞開挖應力疊加也產生影響,但從最終的結果分析,滿足安全性要求。
4結語
由以上結果數據分析可見:
(1)隧道下穿結構物時需要對結構物沉降及隧道襯砌安全性進行分析計算,此處上部結構物沉降值滿足規范要求,同時襯砌的安全性滿足規范要求,可以安全通過;
(2)且應注意此類情況需做好現場監控量測工作和盡早施做二襯,保證受力;
關鍵詞:涵管 漫水橋 設計施工要點
一、概述
油田區塊多分布在西北山區,地面產能建設井站道路點多線長,多為簡易道路。涵管橋施工經濟高效、受力好,易維護是保障原油生產運輸的重要環節。設置恰當與否影響著產能建設的質量、進度、成本效益。
油田山區產建道路施工條件復雜,溝多坡眾為了達到快速有效,結實耐用便于維修的低成本投產道路,涵管橋的應用非常實用普遍。涵管橋設計施工確因善小而不為,沒能得到高度重視。習慣的認為沒有什么設計施工技術含量,大多由產建油維道路工隊隨意自行鋪設。造成了大量的涵管橋反復拆除建設。其實涵管橋設計必須根據地形特點、水文氣象及地質條件并按當地的地材情況,橋面多設計為漫水橋。以確保洪水泥石不會隨意沖毀橋洞,同時充分考濾到農田排灌的需要。
二、涵管橋洞的選型
涵洞孔徑大小選擇:首先水文計算為基礎,根據流量大小確定孔徑,現在的涵管的直徑做得越來越大,可以達到2.5米的直徑。非常便于快速施工作業。涵管管徑宜大不宜小:管徑越大越容易泄洪,越好清除淤積。其主要用在開口截面小平時水量不大的深溝,施工快捷有效。出水孔洞宜多管不宜單管;主要用在不便設置泄洪道或平時水量變化大的水道上。另外在寬河道路和寬谷口處,下涵管排水孔洞太少,很容易在小的洪水面前就出現淤積路阻。
水力性質方面:(1)盡量采用大小頭套插式鋼筋混凝土涵管,方便運輸和施工作業,且力學性能好。(2)大頭對著水流使涵管承受力很好,盡量不要讓流向和涵管形成角度,這樣不會輕易因為水流的沖擊而發生位移。(3)涵管宜長不宜短;減少承插點整體性好,減少滲漏點發生。(4)宜固不宜散;一排幾根涵管盡量根據實際條件情況固定連接在一起,使其整體性能更強,耐沖擊力更大,一般大的山洪不會被破壞掉。(5)涵管底部宜硬不宜軟;不要基底軟弱還不處理,那用不幾天涵管就會陷入淤泥之中,或橋體發生位移。處理軟基礎的辦法很多,根據實際情況可采取清除、更換硬化、生根打樁等。
三、設計承受流量計算
由于使用的是快捷有效的鋼筋混凝土涵管,所以排洪量一定要和實際的水量、區域泄洪面積、當地水文氣象資料、水道截面面積、泄洪道和漫水面積、橋體截面積相符合。不然輕責是橋體受損,重責垮蹋或水漫田地。通過以下幾個方面的匯總來確定設計施工方案。
現場實地測量計算:這是設計施工第一手資料,確定橋址基礎地質情況,地材的選用,截面的長度與深度,必須使用的機械設備材料等。
地方公式采用:各個地方的水利部門在多年的觀測與總結過程中都會歸納出一套比較完善的具有很強針對性的算法。
實踐經驗公式:山區流域大都坡陡流急,流量計算與實際洪水情況相符的程度將直接關系到時整個線路的安全使用與工程投資,所以在設計施工中要考濾到洪水漫橋的概率,和漫水量造成的損失程度。常用的經驗公式可見涵洞設計手冊。
流域內的流速計算:在匯水面積大的流域要正確確定其洪量和流速,除采用公式計算外還要收集當地歷年發生較大灌水的水位及流量和洪期,推算出發生的頻率和時間,然后進一步求出橋體設計承受能力和泄洪能力。
通過以上方式的分析計算就能明確涵管橋是應該采用涵管漫水橋的方式還是簡易涵管堤的方式,是灰土漫水涵管橋還是砼澆筑整體涵管橋。大體成本費用,機械材料、施工方案、人員配置都可確定。
四、涵管橋的設計施工注意事項
1.由于產能建設道路受地貌和當地人為因素及地質構造影響,往往出現不能選擇施工路線的被動局面。在鋪設涵管時,鋪設基礎可能有沉降變形的問題,特別是涵管接口處節點。必須根據實際情況采取換底加固等各種方法,以達到滿足設計施工要求涵管鋪設基礎。
2.由于坡陡溝多,盡量做到一溝一涵,且盡量保持溝渠天然流水狀態,以不壓縮天然河道為宜.
3.涵管漫水橋的施工誤區;漫水橋體路面要盡量做到堅固耐用而不是零時土壩.至少能承受三年一遇的洪水漫堤而不跨塌.相對重要路線的橋體可以用毛石砼和整體加固措施把多排涵管澆筑成一個整體橋身.一般重要的路線的橋體也必須根據實際地材,采用三合土或三七灰土(盡量用生石灰粉)夯實而成.施工質量合格灰土橋體也非常堅固耐用的.
4.山體溝壑由于坡陡平時少水或無水,暴雨來時,洪流又大,根據具體情況涵洞進水口可設置急流槽或急流坡,涵管孔徑和坡度應放大,出水口如落差較大時應設置落水道、跌水井,防止路基垮塌。
5.在河道里修筑的漫水橋為承受較大的洪峰沖擊除設置消力欄、泄洪道外,涵管間和河道基礎要有整體措施。橋體的迎水面和背水面設計坡度盡量平緩堅固耐用。確保最大限度提高涵管橋使用年限。
五、結語
油區井站簡易路涵管橋設計是一項因地制宜的未規范工作,需要根據當地實際情況不斷總結完善。但有章可循,其設計施工必須高于其道路建設水準。千萬不要認為涵管橋就只是零時橋,涵管橋和永久性橋區別是造價低、建設時間短、施工技術簡單和容易拆除。嚴格規范施工其漫水橋的質量也是非常堅固實用。以前大家沒有認識到它在特定環境下使用量的廣大,造成了大量反復重建。本文拋磚引玉對特定條件下的道路橋洞施工設計提出了規范化的要求,對產能建設道路的涵管橋施工提出了具有建設性的作借鑒觀點。
參考文獻
1.1實地調查。在對公路路基路面進行排水設計的過程中,要對建設設施道路進行詳細的檢查,盡量不占用農田進行排水。通常情況下,為了避免資源的浪費可以使用相互利用的方法,一方面能夠便于對農田灌溉;另一方面利于路基排水工作的開展,通常不采用邊溝的作業方法進行排灌渠道。
1.2因地制宜。在對路基路面進行排水設計時要考慮施工附近的環境,要堅持經濟合理、因地制宜的基本原則去設計排水方案。通常情況下采用橫、縱向合二為一的方法進行積水的排放,同時還要注意地質施工的排水工作,把防護加固同排水二者融合為一體以及增強施工的效率。
1.3營造環境。在對路基路面進行排水設計時,注意保護路基路面的強度和性能,另外注意排水過程中可能會出現的問題,例如水土流失問題等,現如今水土流失的問題越來越多,導致這個問題出現的原因也有很多,對于路基路面的排水而言,就要盡可能把排水設計同附近的自然二者進行綜合考慮,避免排水施工引起的其他問題出現。
2公路路基排水設計方案
2.1地面排水設計在路基地面進行排水設計,主要是利用了貫穿全線的邊溝來進行,一般要注意以下要素:(1)邊溝的選擇要以梯形邊溝為主(0.6m×0.6m),邊坡比控制在1∶1;(2)在鋪砌漿砌片石的選用上以25cm厚的M7.5漿砌片石為主,邊溝縱坡不低于0.3%,坡長小于300m;(3)把邊溝水引離路基,排入原有水系的河流。在設計階段考慮可能會遇到邊溝與涵洞、通道發生交叉,此時需要將邊溝水直接排入涵洞或在灌溉涵、通道處讓路基邊溝向兩側排走或設邊溝倒虹吸涵通過。在挖方區域,利用截水溝可以有效排除坡面水。
2.2地下排水設計
2.2.1一般路段的地下排水設計。一般路段的地下排水設計多以填筑式邊溝為主,能有效地對路基邊溝存在的進行控制。這種設計理念得益于建成公路的經驗總結,以往存在的問題包括部分路段在汛期內無法及時清理路基水或是有群眾對排入灌溉涵洞內的路基水進行干擾,所以在一般路段的低下排水設計中,主要考慮以填筑式邊溝為主要設計內容。
2.2.2軟基處理段的地下排水設計。淤泥質的軟土層具有地下含水量大的特點,所以地下排水是保證軟土路基穩定的關鍵因素。在設計中為保證軟土路基的穩定性,多采用板、砂墊層和超載預壓的深層設計,將15cm厚的級配碎石用做砂墊層與邊溝相接的斜面上的反濾層,將5cm×5cm的預留截面設置在砂墊層底部,設置縱向間距為10m的泄水孔,且低于邊溝30cm為最佳。
2.2.3低矮路堤的地下排水設計。對于低矮路堤位置要采取護坡道下挖和加深邊溝的方法,設計公式為護坡道高程=設計高程-1.8m,其排水效果比較好。需要注意的是,邊溝出水口必須要高于水位的標準高度。針對邊溝高度的問題要依照縱斷面和地形的實際情況進行調整,以自然地形來明確排水的方向。對于邊溝底的標準高度設計通常為肩邊緣最低點標準高度以下大于1.7m,對于不能滿足1.7m要求的也可以為0.5m,如果另一側的邊溝比較低可以采用單側布設橫向排水管。
2.2.4挖方路段的地下排水設計。這種地段應考慮分隔帶橫向排水管的要求,邊溝底的標準高度不能小于路肩高度1.2m。施工單位要選在邊坡頂開挖截水溝,同時處理好臨時排水溝。對于石方挖方位置盡可能挖深邊溝,便于降低路基中地下水位的高度。A形邊溝由于矩形斷面比較小,很容易被堵塞,通常情況下在地形受到限制時使用;B形邊溝要依照水位的情況進行制定。
2.2.5填挖交接段的地下排水設計。對于路堤的交接位置,當路塹的水位比較高時,為了避免塹下水層中的水會進入路堤,導致路堤出現坍塌的問題,因此要合理設計橫向滲溝。如果邊溝水進入涵洞,應在沿線設置涵洞,對于需要排入排涵的邊溝,溝底的標準高度不能小于涵洞中心的標準高度。
3公路路面排水設計方案
3.1中央分隔帶排水在公路中央分隔帶表面采用回填種植土進行綠化,在沒有采用防水封層,會造成雨水沿回填土出現下滲的問題,一旦這些積水沒有采取科學合理的方法排出,就會滲漏到公路的路基路面,導致路基路面的強度大大下降,所以必須要在分隔帶中設置積水排出系統。公路中央分隔帶滲水通常使用下述方法進行處理:首先設置橫縱向排水系統,如遇超高路段則同超高路段的排水系統組合到一起;然后在中央分隔帶位置設置縱向排水溝和不透水的橫向排水管,以此把積水從路基邊坡急流槽中引出,順利排入排水邊溝。
3.2路面內部排水對于公路路面結構上的自由水,通常情況下分為兩種排水方法,分別為路面邊緣排水和排水基層排水,經常采用的是第一種方法,其排水設計步驟如下:首先填方路段在路肩兩側邊緣底基層設置粒徑在22.5cm左右的碎石層;然后在路肩邊緣底基層設置集水溝。
4結語
【關鍵詞】高速公路路基路面排水現狀排水處理措施
中圖分類號:U412.36+6 文獻標識碼:A 文章編號:
路基路面排水系統在高速公路建設過程中同其他功能系統一樣,經歷了一個從不完善到完善的發展過程。隨著高速公路對排水功能要求的不斷提高,排水系統的工程結構也就變得越來越復雜,各類結構間的銜接也要求越來越精密。工程實踐證明,完善的路基路面排水系統能夠有效降低水對主體工程的損害程度,提高的結構功能和使用耐久性,因而加強對路基路面排水系統施工質量的控制也就顯得尤其重要。路基路面排水系統施工質量控制就是在路基路面排水工程建造中,通過確定關鍵工程質量控制要點,采取有效的質量控制手段,體現設計意圖的管理過程。
一、高速公路路基路面損害水源
按照對路基路面產生損害的來源不同,可以把路基路面損害水分成以下幾類:
第一類是直接從大氣中降落到路面表層或從路塹邊坡匯集到路面的水。這類水主要通過沖刷面層或滲入面層結構,對路基路面強度和穩定性造成危害;
第二類是降落到路基邊坡和路面上,匯集后排向路基的水。這類水可能對路堤邊坡形成沖刷,使路基失穩或浸入路基土體,增加土體含水量降低路基強度;
第三類水來源于路基建筑范圍之外,由河流、溝渠匯集的水流。這類水流可以對路堤產生沖刷損害或浸潤降低路基強度;
第四類水是路塹山體側向滲入路基的土體自由水或路基基底通過毛細現象上升至路床的地下水。這類水可以降低路床土體強度,軟化路面下承基礎,從而引發路基路面破壞。
二、高速公路路基路面排水現狀
1、高速公路排水設計對于高速公路的路基穩定性及路面使用壽命有著顯著的影響。
高速公路排水設計大致包含以下兩個方面的內容:(1)如何減少地下水、地表匯水、農田排灌水等對路基穩定性及強度的影響,即路基排水設計;(2)如何迅速排出路表水,減少雨水對路基、路面質量的影響,減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害,即路面排水設計。對于路基排水的處理,需結合路堤高度的設計,特殊路基處理、當地的原有水系、地形地貌等,綜合考慮;對于路面排水的處理,則需結合地形、當地的自然氣候、路基邊坡防護等,統籌設計。
2、缺乏對于施工設計圖紙的研究與檢驗
在路基路面排水系統施中,工程管理人員首先要做的工作應該是全面校核排水系統的設計是否科學與合理,并且要隨時與工程設計單位專業技術人員進行溝通與交流,必要時應在道路工程設計單位與建設單位的許可下做出相應的補充或修改,以達到全面保障排水系統施工質量和使用效果的目標。但是大部分道路工程施工單位卻忽視了對于施工設計圖紙的研究與檢驗的環節,只是盲目的按圖施工,往往造成不必要的施工質量不達標現象。
三、高速公路路基路面排水處理措施
1 、路肩的排水設計
路肩排水就是在降雨的時候將路面積水迅速排出,以降低雨水對路基造成損壞,達到保護路基的效果。按經驗來說,現在路肩排水在設計時采用橫向分散的方法比較好。即利用公路的邊坡設置一道拱狀的護坡,將其與路肩的排水設施相結合,拱眉也就成了攔水設施,把攔下的水引到排水槽。此法極好地利用了公路的拱眉,不僅高效的完成了排水的任務,還節省了路肩排水的工作量。
2、中央分隔帶的排水設計
中央分隔帶內的積水也是對路面造成損害的不可忽視的一個原因。
中央分隔帶排水設置由盲溝、縱(橫)向排水管、集水井等組成,積水通過碎石盲溝匯入縱向排水管,經橫向排水管排出路基范圍。分隔帶的排水力應該要根據分隔帶寬度與當地歷史最大降雨量計算。
3、路面滲水的排水設計
路面滲水的排水設計,需要設置好排水系統。排水系統一般包括橫向出水管、集水溝和土工布。為保證路基堅固,免受路面滲水損害,必須要利用排水管道、路肩碎石以及瀝青封層來將水引出路基。為保證充分排水,還要鋪設橫向出水管,一般10m左右的間距為宜。
4、高速公路邊溝排水設計
邊溝設計在高速公路排水設計中占有很大的比重,設計人員都給予高度重視,但在設計過程中往往會忽視一些施工中的問題,如邊溝的尺寸不考慮具體情況,死搬硬套有關規范、規定;又如施工單位大都未能按有關設計要求將原地表土、河塘清淤土等棄土運送至取土坑內用于復墾還田,而是棄放于路線兩側河塘中,造成部分河塘無法將路基水排入。
(1)邊溝尺寸選定
邊溝的排水能力主要取決于以下幾個設計參數:邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。
依據高速公路設計及公路排水設計規范要求,高速公路的邊溝一般采用邊坡為1∶1 的梯形明溝,因此,可采用《公路設計手冊路基》中梯形斷面溝渠的水力計算公式計算梯形排水邊溝的排水能力。根據高速公路所處的地理位置,勾勒匯水面積,依據不同的邊溝溝底坡度、不同的邊溝底寬(或邊溝截面積)的排水能力,計算出所能承受的路面排水最大長度及邊溝尺寸。高速公路一般每公里設置三道涵洞,即300m左右有一道涵洞,也就是說路面排水長度一般在100m~200m之間。
(2)邊溝設計的原則
a一般路段的路基邊溝設計原則:以填筑式邊溝為主,盡量減少路基邊溝積水現象的發生。這主要是吸取已建成的高速公路中的教訓:部分路段在汛期內路基水不能及時排除;地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內。
b路基邊溝縱坡的要求:根據交通部部頒《公路路基排水設計規范》要求,采用漿砌片石修筑的邊溝為滿足排水需要,邊溝縱坡應不小于0.12%。
c對于邊溝水進入涵洞及跨越通道等情況的處理:沿線設置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對于需排入排涵的邊溝,其邊溝底標高不低于涵洞中心的標高;需排入灌涵的邊溝,其溝底標高不低于涵頂標高;而對于灌排兩用的涵洞應按灌涵要求設置,特殊情況時可適當降低。為防止沖刷涵洞,原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道,當排水需通過通道排入涵洞時,應優先采用邊溝蓋板涵,特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。
d對邊溝標高及縱坡方向的問題:根據路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定,通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標高控制應以該段路肩邊緣最低點標高以下大于1.7m為宜,原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對于個別特殊路段不能滿足1.7m要求的,可放寬至1.4~1.5m,若另一側邊溝較低時應優先采用單側布設橫向排水管。
e 對于挖方段邊溝:考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求,邊溝底標高不低于路肩標高1.2m,同時要求邊溝縱坡不小于0.5%。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側水進入路基,并且應做好挖方段本身臨時排水溝的設置工作。
綜上所述,高等級公路路基路面排水系統設計不完善會導致路面出現種種病害,給日后的正常養護、維修帶來沉重負擔,也會給社會、經濟帶來負面影響。因此在設計中應吸取國內外高速公路路基路面排水成功經驗、教訓,根據高等級公路的使用情況、沿線自然條件,按需要合理選擇路面排水形式,以提高排水設施的最終使用效果,減少不必要的工程浪費。今后應該繼續做好路基路面排水技術總結,以全面提高道路使用的技術狀況,提高路基路面耐久性。
參考文獻:
[1] 黃慧琴.淺析高速公路路基路面排水設計[J]. 價值工程. 2011(06)
關鍵詞:服務區;維護管理;交接;保養;穩定運行
Abstract: taking the high speed small HanZhuang shore, seven Caspian sea service area as an example, the handover, maintenance and optimization improvement, personnel and discusses how to do well in several aspects of the service area highway maintenance management.
Key words: the service area; Maintenance management; Handover; Maintenance; Stable operation
中圖分類號:U412.36+6文獻標識碼:A 文章編號:
當前,天津高速的大多數服務區還在沿用21世紀初的私人承包經營模式。由于私人承包者一味追求經濟效益,不注重服務區房屋建筑、設施設備的維護保養,造成服務區房屋建筑損壞嚴重,設備老化,嚴重縮短了使用壽命。從2011年開始,天津高速服務區不再采用私人承包模式,而是轉由經營開發公司對服務區進行管理,只將部分經營項目出租。下面以濱保高速小韓莊、七里海服務區為例來探討如何做好服務區的維護管理。
一、做好服務區的交接和移交
服務區的建設工作是由項目經理部完成的,因此服務區的交接工作非常重要。在交接時一定要對服務區進行試運行,因為很多問題在沒有運行時是看不出來的,只有在使用的過程中才能發現問題。發現問題后要及時記錄,并將問題反饋給項目經理部,由項目經理部聯系施工單位進行維修。在試運行之前,一定要求項目經理部組織施工單位對服務區的管理人員進行設備的操作培訓,告知注意事項。試運行一到兩個月后,容易產生問題的地方基本上都能暴露出來,此時可對服務區的各項基本功能、設備的運轉情況進行初步評價。只要沒有較為嚴重的問題,即認為是滿足使用功能的,小的問題是在所難免的,但是在交接的時候一定要將這些問題一一列出來,雙方簽字確認。
在試運行完成后,即可與項目經理部進行正式的交接。在交接時,一定要做到資料齊全,主要包括以下內容:
1.竣工圖、竣工資料;
2.各種設備使用說明書;
3.資產、設施設備移交清單;
4.目前存在的問題記錄。
在交接時一定要明確雙方今后的責任義務,如在保修期內發現問題,施工單位要及時進行維修等。
服務區仍有部分項目為對外出租的經營項目,如加油站、超市、餐廳等。在這些項目完成招商后需要進行移交,移交時也需做好各項資產的移交工作,明確雙方今后的責任義務。
二、做好服務區的維修和保養
(一)維修
服務區進入正常運行后,肯定會出現各種問題。如果在保修期內要及時記錄問題,聯系項目經理部,通知施工單位進行維修。如果已經過了保修期,及時自行組織維修,保證服務區房屋建筑、設施設備的完好。
(二)保養
1.保養的意義
設備從投入使用開始,就會產生有形磨損和無形磨損。無形磨損是不可避免的,而有形磨損是能夠補償的,最有效的辦法就是維護保養。正所謂三分使用,七分保養。在設備的整個經濟壽命周期內,技術壽命是由無形磨損決定的,是不可控的;而自然壽命是由有形磨損決定的,是可以通過良好的后期維護保養來控制的。要使設備的經濟壽命周期最長,就需要控制設備的自然壽命來延長設備的經濟壽命,也即是使設備使用壽命最長,達到資產效益最大化。
馬克思說:“機器必須經常擦洗。這里說的是一種追加勞動,沒有這種勞動,機器就會變得不能使用”。服務區的設備在使用過程中,長期處于運轉狀態,必然會產生技術狀況的不斷變化和難以避免的不正常現象,以及人為因素造成的耗損,例如松動、干摩擦、腐蝕等。這是設備的隱患,如果不及早處理,會造成設備的過早磨損,甚至形成嚴重事故。做好設備的維護保養工作,及時處理隨時發生的各種問題,改善設備的運行條件,就能防患于未然,避免不應有的損失。實踐證明,設備的壽命在很大程度上取決于維護保養的程度。
2.保養制度
每年年初制定詳細的設備保養計劃,對服務區的設備保養實行三級保養制。三級保養制是專業管理維修與群管群修相結合的一種設備保養制度。三級保養的具體內容包括日常維護保養(通稱為例保),一級保養(簡稱一保)和二級保養(簡稱二保)。
(1)日常保養
是維修工每班必須進行的設備保養工作,其內容包括:清掃、加油、調整、更換個別零件、檢查、異音、漏油、安全以及損傷等情況。日常保養配合日常點檢進行,是一種不單獨占據工時的設備保養方式。
(2)一級保養
是以定期檢查為主,輔以維護性檢修的一種間接預防性維修形式。其主要工作內容是:檢查、清掃、調整各操作,傳動機構的零部件;清洗或更換漬氈、油線,清除各活動面毛刺;檢查、調節各指示儀表與安全防護裝置;發現故障隱患和異常,要予以排除,并排除泄漏現象等。
(3)二級保養
是以維持設備的技術狀況為主的檢修形式、二級保養的工作量介于修理和小修理的部分工作,又要完成中修理的一部分,主要針對設備易損零部件的磨損與損壞進行修復或更換。二級保養要完成一級保養的全部工作,還要求部位全部清洗,結合換油周期檢查油質,進行清洗換油。檢查設備的動態技術狀況與主要精度(噪音、震動、溫升、油壓、波紋、表面粗糙度等),調整安裝水平,更換或修復零部件,刮研磨損的活動導軌面,修復調整精度已劣化部位,校驗機裝儀表,修復安全裝置,清洗或更換電機軸承,測量絕緣電阻等。
三、對服務區進行優化改良
1.貫穿涵洞的優化改良。小韓莊和七里海服務區由于在設計時沒有考慮到服務區兩側的連通問題,到服務區施工快完成時才增加了一條貫穿服務區兩側的涵洞。由于沒有進行統一的設計,導致貫穿涵洞的標高低于排水溝的標高,一到雨季就會被水淹沒、浸泡,失去了連通服務區兩側的功能。為此我們對貫穿涵洞進行了優化改良,開始時考慮的方案是在涵洞內加設水泵,一旦被水泡之后就往外抽水。但是這個方案不經濟,并且還需要重新挖溝敷設電纜,需要人員去控制水泵。后來考慮了另外一種方案,在涵洞洞口上方加設遮雨棚,阻止雨水進入,此方法簡單易行,并且沒有后期人員及經濟投入。最終采用此方法很好的解決了貫穿涵洞被水浸泡的問題。
2.消防水池的優化改良。這兩個服務區的消防水池設計的極為不合理。消防泵房和消防水池設計在同一室內,且消防水池并不是密封的。這樣導致的后果就是消防水池內的水氣蒸發后會散發到消防泵房內,造成消防泵房的濕度非常大,消防泵和管道銹蝕極為嚴重。最終我們將消防水池和消防泵房連通的部分堵上,并將消防水池的排氣孔引到地面,這樣消防水池內的水氣就不會蒸發到消防泵房內,從而消防泵房能夠保持干燥,利于消防設備的存放。
四、加強人員培訓和制度建設
1.加強對服務區管理人員、維修工的培訓,達到操作設備的基本要求:
三好:管好、用好、修好
四會:會使用、會保養、會檢查設備、會排除故障
四懂:懂原理、懂構造、懂性能、懂用途
2.加強設備管理制度的建設。設備房管理制度上墻,操作流程上墻,認真填寫巡檢記錄。
五、結束語
由于公司是第一次對服務區進行自主管理,尚無經驗可循,還處于摸索期。為了更好地保障服務區穩定運行,仍需總結、創新管理方法。