既有桥涵改造方案

南疆铁路吐库二线S4标既有桥涵改造施工防护方案中铁二十一局吐库二线S4标工程指挥部日期：2008年2月一、实施施工方案：根据建设指挥部的指令和施工计划的总体要求，按规定日期进入施工现场，进行施工驻地临时工程、交接桩、基底清理等前期准备工作。当接到监理工程师的开工指令后，即可按总体施工计划和目标施工计划开始施工。为确保工程质量、施工安全及竣工工期，我们将严格按照有关施工技术规范、质量检验标准及招标文件《技术规范》的要求，认真组织施工和检查，在施工中采用流水作业、平行作业为主，交叉施工，以减少各道工序之间的停顿时间，保证整个工程施工的紧凑、协调、有序。既有线桥涵施工有关加固、防护不得侵入建筑限界。当需对行车限速和线路封闭时，除应符合现行《铁路技术管理规程》的规定外，制定确保安全的措施，并与设备管理单位签定协议后施工。二、工程概况南疆吐库二S4标DK399+462～DK434+280段（焉耆东咽喉至塔什店西端），属既有线桥涵改造工点总计65座，其中中桥1处，拆除既有小桥新建箱形桥12处、改建箱形涵10处、改建盖板涵4处，平改立（下穿）6处，接长箱形涵28处、盖板涵4处。施工中须拆除既有线涵洞的翼墙或既有桥的锥体护坡。原设计既有线桥涵改造防护方案为：吊轨梁加钢轨桩防护、架设钢便梁、便线过渡等多种方案。但因点多线长，在与乌铁局运输处充分接合后，为确保路局的运输任务，受既有线施工要点计划的制约，2008年建设指挥部的铺轨计划将由于该段桥涵改造施工期限过长产生较大影响，甚至无法实现；且该段内DK399+462～DK420+316地处焉耆县内，均为农田，几乎全部既有桥涵为过水桥涵，农耕流水时间为每年的4月5日至12月5日，期间仅7月份将停水10~15天，使该段内设计为箱形涵（桥）的33处工点无法施工。工期压力非常大。三、防护方法选择本标段在施工过程中计划主要采用利用既有涵洞翼墙防护挖孔桩加草袋挡墙防护钢轨桩加木板防护三种方法。（一）、利用既有翼墙防护1、适用条件：对任何孔径的既有涵接长箱形涵，不受填土高度限制，接长施工时对既有线影响较大的涵洞，凡既有翼墙基础及墙身质量好者，均可采用此防护方案。2、具体做法根据设计对于既有涵接长箱形涵工点，接长涵改为壁厚19~39cm厚钢筋混凝土墙身。施工时只需拆除既有涵翼墙墙身内壁25~45cm厚以能满足其钢筋混凝土墙身厚度满足涵节吊装即可。3、防护原理采用该种防护方案是利用既有翼墙的未拆除部份作为基坑和既有线的路堤边坡防护。4、防护的特点①可减少拆除既有涵翼墙圬工数量。②减少基础开挖时既有路基坡脚土方开挖对路基的扰动，使既有涵及既有路基得到更好的防护。③可以缩短工期。5、施工注意事项①拆除翼墙从上往下拆时，应随时观察翼墙的质量，发现有问题立即停止施工，待采取注浆加固翼墙后再拆除或变更为其它防护方案。（二）、挖孔桩加草袋防护1、适用条件既有涵接长为盖板涵，需拆除全部端翼墙墙身，既有涵翼墙无法利用，且在接长施工时对既有线行车有较大影响，一般涵顶填土高度不超过3.5m的涵洞，可采用此方案。2、具体做法在涵洞主体施工前，在翼墙墙背先修筑2个或4个直径为1.25m挖孔桩（具体挖孔桩个数、深度由设计施工图的基坑底标高现场确定），待挖孔桩砼强度满足开挖要求后，拆除既有涵端翼墙圬工，拆除、开挖时局部加设草袋，为确保行车安全，开挖时及时堆码草袋，在可能的情况下可部分砌筑浆砌片石以加强防护作用。挡墙应能满足抵抗来自路基的土压力和列车通过产生的冲击力，防止路堤坍塌，并通过挡墙压力计算，来进行挡墙稳定验算。现以需挖除边坡高度为H为例，对挡墙所受的土压力进行计算，并对挡墙稳定性进行验算。挡墙断面尺寸如图所示，挡墙所受的土压力计算，如下式：公式：E=γH2K式中：E——作用于俯斜墙背的库伦主动土压力(MN)；γ——土的单位重量（MN/m3）；H——需设挡墙垂直投影高度（m）；K——主动土压力系数。δ——墙背与回填土之间的摩擦角，采用2/3×——土的内摩擦角，采用35度α——墙背与垂线的夹角。θ——墙背与水平面的夹角；i——墙背地面与水平面的夹角；倾覆稳定系数计算：公式K0=（W×Zw+Ey×Zx）/(Ex×Zy)≥1.5K0——挡墙倾覆稳定系数；W——挡墙自重；Ex——墙背主动土压力之水平分力Ex=E•cos(θ+δ-900)Ey——墙背主动土压力之垂直分力Ey=E•sin(θ+δ-900)Zw——W之力臂；Zy——Ex之力臂；Zx——Ey之力臂。滑动稳定系数验算：公式Kc=(W+Ey)×f/Ex≥1.3式中：Kc——挡土墙抗滑动稳定系数；f——基底与地基之间的摩擦系数；其余同上式3、防护原理在既有涵翼墙拆除后在既有涵两侧设置的挖孔桩加草袋挡墙抵抗既有路基的土压力和列车通过时产生的冲击力，防止路堤坍塌，保持既有路基的稳定，确保行车安全。4、防护特点①施工简单、方便、安全。②对线路及路基的影响范围小。③草袋堆码必须及时跟上。④费用较高、挖孔桩施工时间较长。5、施工注意事项①在拆除既有翼墙时，应随时观察既有路基的变化情况，发现路基变形，应立即停止对既有翼墙的拆除并采取其它措施对线路进行加固。②在拆除既有翼墙后，应立即堆码草袋或砌筑浆砌片石。③在整个涵洞的施工过程中应随时对挡墙进行观察，如有变形或位移立即进行加固。（三）、钢轨桩防护1、适用范围既有线桥改造为箱形桥（涵）或盖板涵，需部分拆除既有桥锥体护坡，且改造施工时对既有线行车影响较大的工点，可采用此方案。2、具体做法在施工拆除既有翼墙后，留足施工接长涵的施工空间，在涵身两侧各打设一排钢轨桩（钢轨桩背后用钢模板或木板挡土，在涵洞施工完毕并达到一定强度后，撤除钢轨桩及钢模板，按既有边坡密实度进行回填并夯实），保证既有路基的稳定，确保行车安全。钢轨桩应满足能抵抗来自既有路基的土压力和列车通过产生的冲击力，防止路堤坍塌，并通过土压力计算确定钢轨桩的间距和打入深度。土压力计算同浆砌片石挡墙防护。3、防护原理在拆除既有锥体护坡后，在新建涵洞施工范围外侧各打入一排钢轨桩来抵抗来自既有路基的土压力和列车通过产生的冲击力，以保证既有路基的稳定，确保行车安全。4、防护特点①充分利用既有桥桥台结构对路基的支挡作用②施工简便。③防护成本较低。5、施工注意事项①拆除既有桥锥体护坡时，应注意路堤边坡的稳定情况，若有变化时，应立即停止拆除，并采取加固措施，然后采用其它防护方案进行施工。②应先拆除局部打桩位置处的浆砌片石，打入钢轨桩，再拆除施工范围内的锥体护坡，拆除过程中就边开挖、边加设钢模板或木板支挡。③在施工中，随时观察路堤边坡的稳定情况，如有变形需立即采取加固措施。四、结束语作为一种防护方案的确定，应根据现场实际情况经多个方案的比选，选择一种最适合的最佳方案。达到最快捷、最经济、最有效的目的。必要时，第二、三种方案可配合使用，以确保既有线的行车安全。附图：