平地机桥体(新建天津至潍坊高速铁路——施工工序和工艺)

Posted 2023-05-25

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平地机桥体(新建天津至潍坊高速铁路——施工工序和工艺)

1.施工工序

工程遵循“整体设计、系统建设、优质高效、一次建成”的原则，全线按同期开工、同期建成设计，同时考虑勘察设计周期等因素，并结合本线工程分布情况、线路所经区域的施工条件和铁路时速的施工水平和工期要求，本工程采用分段同步施工，一次建成的方式。

本工程总的施工时序为：施工准备期→路基工程施工、桥梁工程施工、隧道工程施工、站场及其配套设施施工→箱梁及 T 梁架设、轨道板铺设与铺轨工程施工→综合调试及试运行。

2. 施工工艺

本项目主要工程内容有隧道、桥涵、路基、站场以及临时工程等工程。

（1）隧道工程

津沽海河隧道长度 6650m，综合考虑隧道水文地质条件及周边环境条件的具体情况，结合隧道埋深要求及工期要求，综合采用明挖法和盾构法施工。其中进口明挖段 240m（含 1#盾构井），出口明挖段 396m（含 2#盾构井），盾构段长度 6014m。隧道设置两座盾构井，采用一台泥水平衡盾构机施工，2#井作为始发井，1#井作为接收井。

进口明挖段长度 240m（含盾构井），出口明挖段长度 396m（含盾构井），结合隧道所处位置的水文地质条件、基坑深度、环境条件和工期要求，经技术、经济比较，本隧道进出口段采用放坡+地连墙+内支撑的形式。

盾构段长度 6014m，结合隧道所处位置的水文地质条件、穿越风险点和工期要求，经技术、经济比较，采用一台泥水平衡盾构机掘进施工。

1）盾构段施工方法

①施工准备。施工前对施工地段的工程地质、水文地质、建（构）筑物、地下障碍物进行调查；根据调查结果，结合设计文件，做好施工组织、专项施工方案及应急方案等内容。

②施工测量。施工前，根据周边环境、地面控制网、盾构进入隧道方式、贯通长度和贯通精度，以及盾构配置的导向系统的精度、特点和人工测量仪器精度等，制定施工测量方案。

③盾构始发。基坑开挖前完成端头井加固，并进行质量检测；盾构机组装、调试完成，并通过验收后进行始发。

④盾构掘进。掘进过程中进行出土、管片拼装，注浆、材料运输等工序。

⑤盾构接收。在盾构达到前对地层进行端头加固；盾构接收后在竖井内完成拆解。

2）盾构井施工方法

竖井段采用明挖顺作法施工，明挖法主要施工工序如下：

①施工围挡，平整场地，施作地连墙、旋喷桩、抗拔桩、冠梁。

②在基坑范围内设井点降水，基坑外设置备用减压井。

③在基坑内分层开挖土方，及时架设横撑。坑内设临时排水沟和集水井，及时排除积水。

④基坑开挖至设计高程，对坑底进行人工找平。对坑壁渗漏水处进行封堵处理。

⑤施作垫层、底板防水层并同时施作部分边墙防水层。

⑥底板全部施工完成后，按施工顺序图逐层向上顺作主体结构、防水层、保护层、抗浮梁，拆除可以拆除的支撑并进行倒撑。

⑦待四电及附属结构施作完毕后，再施作未完成的结构。

⑧待顶板混凝土达到设计强度的 100%后，覆土回填至设计地面标高，封闭降水井，清理施工场地，拆除围挡，恢复道路。

3）明挖段施工方法

①施作施工围挡，整平地面，进行交通疏解；坡顶设置截水天沟。

②施作围护地连墙，相关段落进行基底加固；开挖至冠梁底以下 0.5m，清理桩头，施作冠梁；冠梁外侧施作砖砌挡水墙。

③开挖土体到第一道支撑位置下 0.5m 位置，施作第一道横撑。

④开挖土体到第二道支撑下 0.5m 位置，施作第二道横撑。

⑤依次类推开挖支撑，施作最后一道支撑，开挖到坑底，施作垫层、防水结构；

施作仰拱和部分侧墙防水层及结构。

⑥待仰拱达到设计强度，拆除第二道支撑，施作第一道撑以下部分边墙防水层、边墙结构，待侧墙砼达到设计强度，施作倒撑。

⑦拆除道撑,施作拱部主体结构及拱部防水层。

⑧待主体结构混凝土达到设计强度后，存在倒撑段需拆除倒撑。封堵降水井，分层夯填土，拆除第一道支撑，恢复原状地面。

⑨施作洞内附属结构。

（2）路基工程

本段线路软土地基多，软土覆盖层厚，大量土石方施工需采用机械施工，并需对软土地基进行加固处理。对少量移挖作填、土质满足要求、运距短地段可采用人力施工。路基基床以下须采用重型压路机等施工措施以保证路基密实度的要求，特殊地段需强夯才能满足工程质量的需要。因此，对于所选定土源点通过室内试验，达到填料的才能使用。同时根据现场的施工机械确定最佳摊铺厚度及碾压次数。

①清表与填前压实

清表后将工作面基本平整压实。

②路基填筑

基床以下路堤采用 A、B、C 组填料或改良土填筑，当采用 C 组填料中的细粒土、粉砂和易风化软块石土时，要采取隔水或加强边坡防护措施。基床底层采用 A、B 组填料或改良土填筑。基床表层、过渡段采用级配碎石填筑。

a．地基表层为松散土层时，厚度不大于 0.3m，将原地表碾压密实；厚度大于 0.3m 时，将松土翻挖，分层回填压实或采取其他地基加固措施，碾压后的密度满足地基系数 K30≥0.8MPa/m、相对密度 Dr≥0.7 的规定。

b．原地面横坡为 1∶5～1：1.25 时，原地面要挖台阶，台阶宽度不小于 2m。

c．测出基底处理后的原地面标高，依照设计资料精确测放路基边线及线路中心线，打桩标示；直线地段每 20m 一个桩，曲线地段每 10m 一个桩，并在桩上作出虚铺厚度的标记。

d．路基填筑采用横断面全宽一次分层填筑、纵向水平分层压实方法。当原地面高低不平时，先从低处分层填筑，并由两边向中心填筑。

e．不同类别的填料分别填筑，每一水平层的全宽采用同一组别的填料填筑，每种填料累计总厚度不小于 50cm。对于不同种类的填料，遵循有利于层间土层的渗透反滤的原则施工。

f．使用推土机初平，再用平地机精平。摊铺整平过程中尤其注意防止填料离析，使每一摊铺层填料中的粗细料摊铺均匀、层面平整。

g．洒水或晾晒

h．填至基床底面、基床表层底面标高后，及时恢复中线，进行水平标高测量，检查路基宽度。按照设计结构尺寸进行路面整修后，达到路面平整，横向排水坡符合设计要求。

③A、B、C 组填料施工工艺流程见下图。

④改良土施工工艺流程见下图。

a．化学改良土路拌法施工，应避免造成环境污染，当风力大于 5 级时应停止洒灰和搅拌作业。

b．运输及摊铺

将运到路基上的土按工艺试验确定的标准厚度摊铺均匀，再将改良剂按规定的掺

量将石灰或水泥均匀地撒布在土层上。

c．拌和及洒水晾晒

采用路拌机将改良土干拌一遍，用快速法测定初拌后混合料的含水率。

将含水率合适的混合料，再用路拌机拌和二遍，使混合料充分拌和均匀。

在洒水拌和过程中，应及时检查混合料的均匀程度和含水率。拌和均匀的标志是：

混合料色泽一致，没有灰团、灰条，且水分合适均匀。

d．整型

混合料拌和均匀后，先用平地机初步整平和整型。平地机由两侧向路中心进行刮

平，必要时再返回刮一遍，用压路机快速碾压 1～2 遍，暴露潜在的不平整，再用平地

机进行整型，并碾压一遍。

整型过程中及时消除坑洼现象。对局部坑洼处，用齿耙将其表面 5cm 以上耙松，

并用新拌的混合料进行找平整型，最后用平地机再整型一次。

e．碾压

整型后，当表面尚处湿润状态时应立即进行碾压。如表面水分蒸发较多，明显干

燥失水，应在其表面喷洒适量水分，再进行碾压。

碾压过程中，表面应始终保持湿润，严禁有“弹簧”、松散、起皮等现象产生。

f．修整养护

局部表面不平整，要补平并压实，使外形质量达到设计要求。

⑥排水工程

设计排水工程主要工程量有：排水沟、边沟、侧沟、天沟、排水管、急流槽等工

程。

施工前对照现场核对全线排水系统的设计，检查路基边沟、侧沟、天沟、排水管、

急流槽等地表排水设施与天然沟渠和相邻的桥梁等排水设施及路基面排水、坡面排水、

电缆沟槽两侧排水的衔接情况，确保设计的排水工程组成完整的排水系统。结合地质、

地形情况，按照“永临结合”的原则规划临时排水设施，具备条件的地段按设计做好

排水工程以及施工生产生活区附近的临时排水设施，然后再做主体工程。不具备施作

排水工程的地段，先做好临时排水设施，条件许可时及时完成永久排水工程。施工方

法：

a．施工前对原地面复测，以核实图纸上设计排水位置是否符合实际。

b．路堑开挖过程中按设计图纸及时施作边沟、天沟等永久及临时排水设施。

c．天沟的水要排到两端低处的涵洞或排水沟中。

d．砌体采用挂线挤浆法砌筑。块石及镶面片石由人工用花锤修面修边，块石一丁

一顺分层砌筑，要求砂浆饱满，无瞎缝、通缝，勾缝采用平缝压槽工艺。天沟排水沟

侧沟引水沟的基础垫层采用 6%石灰土处理，浆砌片石砌筑时砂浆采用强制式拌和机拌

和，施工做到砌体砂浆饱满，石料尺寸选配合理，强度满足要求，石料颜色一致，勾

缝采用平缝压槽。

e．排水系统的浆砌砌体每隔 10~15m 设一道沉降缝，沉降缝缝宽 1~2cm，缝内全

断面填塞沥青麻筋。挖方段的天沟，以及路基填筑的临时排水工程，尽量在雨季到来

之前完成。

⑦软土及松软土地基

当路堤地基为软弱地基时，应进行稳定和工后沉降的分析估算，如不满足要求时，

地基应采取加固措施，一般采用排水固结法、粉喷桩或 CFG 桩处理。软土路堤的稳定

安全系数考虑列车荷载作用时不应小于 1.15。

a．对浅层软土，呈流塑状，埋深及厚度小于 2.0m 时，一般采用碾压片石加固，

当地表有薄层硬壳时，可挖除硬壳进行碾压片石。应用重型压实机械进行碾压，压实

标准应满足路堤本体标准要求，对具有弃土条件的地段，可挖除换填。

b．厚度大于 2m 的软土及松软土地基：桥（涵）路连接段采用搅拌桩、CFG 桩等

复合地基加固，加固深度应穿透软土或松软土层至硬层。其它地段则应结合路堤高度、

工期、场地条件主要采用采用塑料排水带进行加固，当稳定和工后沉降难以满足要求

时，则应采用碎石桩、搅拌桩、CFG 桩等方法进行加固。对地质条件适宜的大面积场

地可采用真空预压进行加固处理。

c．路基为人工填土不能满足密实要求时，应进行翻挖夯填、强夯或注浆处理。

d．软土采用复合地基处理时，桩顶应设厚 0.5m 的砂砾石垫层，并加一层土工格

栅（经编），强度不小于 50KN/m。

e．搅拌桩加固深度，干喷时不宜大于 10m，湿喷时不应大于 20m。

软土路堤在填筑过程中，必须控制填土速率。控制标准为：路堤中心地面沉降速

率≤1.0cm/每昼夜，坡脚水平位移速率≤0.5cm/每昼夜。

软土和松软土路堤应根据沉降观测情况进行综合分析，以推算地基的最终沉降量，

并应及时调整设计，使地基处理达到预定的控制要求，同时应作为验交时控制工后沉

降量的依据。

地震区的软土路基，应结合软土地基处理统一考虑。路堤基底垫层材料宜采用碎

石（卵石）或粗砂夹碎（卵）石，不得采用细砂或中砂。

（3）站场工程

1）房建工程

基础采用钢筋混凝土独立基础；候车厅、办公楼、宿舍和检修楼等房屋采用钢筋

混凝土框架结构，基础采用钢筋混凝土独立基础；其它房屋采用砖混结构，基础采用

钢筋混凝土条形基础。

房屋基础施工：清理→砼垫层→钢筋绑扎→清理→支模板→清理→混凝土搅拌→

混凝土浇筑→混凝土振捣→混凝土找平→混凝土养护→模板拆除。基础承台及联系梁

垫层随挖随浇，采用搅拌机搅拌，插入式动棒振捣。

2）站场道路、堆场、停车场及其它硬化地表区域道路、堆场、停车场及其它硬化

地表区域在场平的基础上依据各区块工程和承载力要求进行面层的铺装，施工均采用

常规施工工艺。

3）管线工程：电力、通信、供水、排水等管线采用开挖直埋施工，土石方开挖主

要采用 1.0m 3 反铲挖掘机开挖，堆于沟槽一侧，供回填土方之用。管线工程位于站场内，

土石方计入站场工程内。管道通过道路时采取敷设钢管后外包砼，最后铺路面。管道

采用分段施工，随开随填，每段施工周期一般不超过 7d，管底铺设 20cm 厚的砂砾垫

层，管顶埋深约 1~1.5m，铺设管线结束后随即回填，回填至地面高程，并压实。

4）绿化工程：为改善项目区环境，对路基边坡采取撒播草籽绿化，站场内绿化区

实施园林式景观绿化。绿化施工采用常规绿化施工工艺。

（4）桥梁工程

1）桥梁主体施工方法

正线桥梁一般为预应力混凝土简支箱梁，采用架桥机架设。对于小河沟及水塘内

的桥涵墩台及基础，一般采取编织袋围堰、筑岛填土施工方案。对于地质条件较差或

开挖防护高度>3.0m 的基坑采用钢板桩防护，地下水位较高时且为透水层时考虑配置

轻型井点降水措施。

桥梁桩基础的桩径一般用 φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m、φ2.0m 钻孔桩。特殊桥梁根据

需要采用较大直径钻孔桩。

一般墩台基础采用常规方法施工。对深水基础，采用钢套箱或（吊）箱施工。对

墩高大于 50m 的桥墩采用移动滑摸或翻模法施工。

2）桥梁防治水土流失施工工艺

桥梁工程施工造成水土流失的主要环节是桥梁下部的基础施工部分，桥梁基础的施工平台。跨越水体的桥梁基础施工应在枯水期进行，采用双臂钢围堰的施工工艺。

旱桥施工工艺：

①施工准备

施工前，进行场地平整、桩位测量。

②护筒制作与安装

护筒采用钢板制作。

③固孔

钻孔采用泥浆护壁。钻进过程中随时检查泥浆相对密度、粘度、胶体率、失水率和酸碱度使之满足技术规范要求。

④钻进

钻孔作业连续进行，随时测定泥浆比重，并保持孔内泥浆面高度，防止塌孔。

⑤清孔及检孔

清孔时保持孔内水头高度，以免塌孔。

⑥混凝土灌注

混凝土在搅拌站集中拌合，混凝土运输车运输，泵送灌注。混凝土的初存量要满足首批混凝土入孔要求。封底后导管埋入混凝土中的深度始终控制在 2～4m 之间，随灌注随提升，防止断桩。混凝土灌注高度大于桩顶设计高度 0.8～1.0m，以保证桩体质量。

⑦验桩

钻孔桩完成后，承台施工前，根据规范和设计要求，对桩身混凝土质量采取无破损检验或者荷载试验。

⑧桥梁施工平台

在施工期，桥梁的墩台施工，架设箱梁提升、运转等施工作业面，一般布置在拟建桥体下方，内部设有施工临时便道。

水下桥墩施工工艺：

施工时先将主河槽内各墩位的工作面展开，采用钻孔灌桩形式。对常流水河流，钻孔时设钢板桩围堰或双臂钢围堰，钻孔后的废弃土方用泥浆泵抽于岸边，凉干后运至指定位置弃置，其余位于河岸的墩台桩位，待主河槽施工完毕后进行。

①施工准备

施工前，进行场地平整、桩位测量，同时设置泥浆池、沉淀池。

②护筒制作与安装

护筒采用钢板制作。

③固孔

钻孔采用泥浆护壁。钻进过程中随时检查泥浆相对密度、粘度、胶体率、失水率和酸碱度使之满足技术规范要求。

④钻进

钻孔作业连续进行，随时测定泥浆比重，并保持孔内泥浆面高度，防止塌孔。相邻钻孔桩钻进时待邻孔水下混凝土灌注完毕 24 小时后进行。

⑤清孔及检孔

清孔时保持孔内水头高度，以免塌孔。

⑥混凝土灌注

混凝土在搅拌站集中拌合，混凝土运输车运输，泵送灌注。水下混凝土一次连续灌注完成。混凝土的初存量要满足首批混凝土入孔要求。封底后导管埋入混凝土中的深度始终控制在 2~4m 之间，随灌注随提升，防止断桩。混凝土灌注高度大于桩顶设计高度 0.8~1.0m，以保证桩体质量。

为避免泥浆对周围环境的污染，在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土溢出的废弃泥浆随时清除，用汽车弃运至指定地点，禁止就地弃渣，严防泥浆溢出，污染周围环境，工艺如下：

钻孔桩出浆处理工序

钻孔桩施工工艺框图

（5）铺轨工程

1）无砟道床施工

无砟轨道施工精度要求高，专业性强，是本线控制工期的关键工程，需要高度重视，提前筹划和安排。本次通过分析国内、外的有关无碴轨道设计和施工资料，结合本项目特点，采用轨道板由沿线预制厂供应、长钢轨由长轨条存放基地集中供应的施工方案。其施工的主要工序为：底座板施工、汽车运轨道板至工地、轨道板粗铺、轨道板精调、自密实混凝土施工、铺轨机铺设长轨条。轨道板的供应是控制工程进度的主要因素之一，轨道板需要量大，需设置预制场以满足铺设的需求无砟轨道板采用工厂化生产，并提前预制存储，汽车运输、专用机械铺设。无砟轨道施工精度要求非常高，对温度、路桥隧基底沉降、时限等方面都有特殊要求，应严格执行相关规范规定，确保施工质量。无砟道床施工可结合架梁区段分段施工，缩短工期。

2）铺轨

正线采用拉法铺设无缝线路的施工方法。先将 60kg/m、100m 无孔轨火车运输至焊轨基地焊成 500m 长轨条，利用长轨运输车运至铺轨基地存放备用。从铺轨基地采用铺轨专用车将 500 米长钢轨运至工地，用无碴轨道专用长轨条铺设机械铺设。站线及联络线等采用有碴轨道，采用机械铺轨。

（6）临时工程

1）取土场

取土前先用履带式推土机或轮胎式装载机将含丰富腐殖质的表层耕作土及地表附着物清除集中堆置处理；履带式挖掘机或轮胎式装载机挖土，用大型工程自卸车通过新修的施工便道运至路基进行填筑。取土方式应以宽浅式为主，取土结束后对取土坑临空面进行削坡，并采取植物防护措施，取土面进行土地整治后绿化。

施工工序：剥离表土→平地取土→边坡修整→平整土地→覆土→绿化。

2）弃土场：施工先进行表土剥离，就近堆置于弃土场内。弃土（渣）排放由自卸汽车运至弃土场，利用施工便道或现有道路逐步推进堆放。弃土完毕后及时进行土地整治，对具备复耕条件的覆土复耕，不具备复耕条件的及时恢复植被。

施工工序：表土剥离→弃渣→平整→分层碾压→覆土→整修边坡→绿化或复耕。

3）施工生产生活区：施工前先用推土机剥离表层耕作土，集中堆置于本区空闲地内，并采取临时防护措施；周边布设临时排水沉沙措施，场地内设雨水污水收集池，经沉淀后，污水清运至污水厂，雨水用于场地除尘洒水或汇入场地排水沟后引至附近沟渠，场内空闲地栽植绿化植被；施工结束后拆除硬化面，拆除建筑垃圾清运至就近弃土场或垃圾消纳场填埋，并进行土地整治，恢复植被或复耕。

4）施工便道：施工时采用挖掘机、推土机挖土，装载机、挖掘机装土，自卸汽车运土、压路机碾压，并在便道一侧布设临时排水沟和沉砂池，路面采取泥结碎石硬化铺筑；施工中需及时洒水养护，防止起尘；施工结束后，拆除泥结碎石用于全线维修通道，并进行土地整治，恢复植被或复耕，无需拆除的移交当地政府使用，并签订移交手续，明确水土流失防治责任。

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