五里庙特大桥跨京广线棚架防护方案2.doc

漯河枢纽上行联络线 五里庙特大桥跨既有京广电化线安全防护方案

改建铁路漯河至阜阳线增建二线

漯河枢纽上行联络线五里庙特大桥

跨既有京广电化线安全防护方案

编制:

审核:

批准:

中铁七局集团有限公司漯阜铁路工程指挥部

二○一○年六月

1
中铁七局集团有限公司
1、概述
1.1、工程概况
漯河上行枢纽联络线五里庙特大桥为单线桥，自21#墩至22#墩采用32mT梁从西向东上跨京广线K813+300处，并且22#墩位于即有漯阜线正上方。五里庙特大桥第22孔T梁与京广线斜交，夹角为45°，此段京广铁路线间距为6.5m~6.3m，21#承台角距离京广上行线中心最小距离为4.09m，22#承台角距离京广下行线中心最小距离为3.51m。此段落施工对京广线安全带来影响的的工作内容主要有：桩基施工、邻近既有线承台开挖施工、墩身施工、T梁架设施工、T梁横向连接及桥面系施工。
为保证施工的顺利进行和施工安全，需采取以下施工措施：
在22#墩桩基施工前需对既有漯阜线采用临时便线过渡，待全段施工完成后线路拨接至设计漯阜线正位。
21#、22#承台在基础开挖施工前，需在邻近既有线侧进行挖孔防护桩施工，保证既有京广线运营安全。
施工前需对施工影响范围内的承力索及馈线进行绝缘屏蔽施工，并于既有线上方搭设防护棚架，防止T梁横向连接及桥面系施工时掉落杂物影响行车安全。
京广上行馈线影响桩基、墩身模板及棚架施工，需绝缘和改移。
1.2、编制依据
1.2.1漯河枢纽上行联络线五里庙特大桥施工图及其他相关设计文件。
1.2.2国家相关法律、法规、规范，行业相关标准、规范、规则和施工指南。
1.2.3武汉铁路局相关建设管理文件和既有线施工有关规定。
1.2.4中铁七局集团有限公司现有施工能力及类似工程的施工经验。
1.2.5中铁七局集团有限公司依据GB/T19001-2000标准、GB/T24001-1996标准和GB/T28001-2001标准建立的质量、环境、职业健康安全管理体系文件。
1.2.6 TB10009－2005铁路电力牵引供电设计规范。
1.2.7铁路技术管理规程。
1.3、编制原则
通过优化施工方案，确保实现业主提出的工期、质量、安全目标。
实行专业化作业和科学管理相结合，采用先进的施工技术，合理安排和组织施工队伍，经济有效地组织施工机械进场及物资供应。
合理布置施工临时场地，文明施工，重视环境保护。
保证既有铁路在施工期间的安全。
2、施工组织
为保证施工的顺利进行和施工期间的安全，现场成立施工组织如下：
施工负责人： 李洪东 现场工地负责人： 蒋明敏
现场安全负责人：曹清淼 现场驻站联络人： 乐建华
现场防护员：涂永林 张承年 陈东升 张昆
同时成立安全监督组：组长： 艾民 组员： 李俊
3、施工总体方案
3.1临时过渡便线施工方案
具体临时过渡便线设计见另附专项方案。
3.2承台开挖挖孔防护桩施工方案
3.2.1、为保证21#、22#承台开挖施工既有京广线的安全，21#、22#承台临近既有线两侧设置挖孔防护桩，每个承台设置6根挖孔桩（如后图所示），挖孔防护桩桩径1.2*1.2米，护壁厚0.2米，桩间距1.7米（桩间净间距0.1米）。
3.1.2、21#承台处原地面标高为60.0m,承台底面开挖标高为55.85m，开挖深度4.15m,设计挖孔桩桩长10m，桩基埋入深度为5.85m；22#承台处原地面标高为60.0m,承台底面开挖标高为57.35m，开挖深度2.65m,设计挖孔桩桩长7m，桩基埋入深度为4.35m。
3.1.3、挖孔桩的钢筋笼设置采用16φ20钢筋作为主筋，φ8钢筋作为箍筋，钢筋笼采用孔内绑扎成型。护壁厚度20cm,每节护壁长1米，护壁采用16φ8钢筋作为纵向筋，每米设置5道φ8圆箍。
3.1.4、挖孔桩施工采用跳孔施工，桩基开挖利用行车间隔和天窗点进行施工，施工前需在既有线外侧设置临时防护栅栏，施工人员不得进入既有线和翻越股道。所有桩基施工期间需设置驻站联络员和现场防护员，出现影响行车安全情况，立即通知车站并拦停列车。
3.1.5、挖孔桩受力检算见附件1（参考建筑施工计算手册 第一版）
3.2、棚架施工方案
3.2.1棚架结构形式
棚架范围内接触网承力索和回流线均需绝缘，主要目的是防止悬臂挂蓝施工期间小型物件坠落，影响既有线行车安全。因此棚架设计以防止小型落物为主。棚架沿既有铁路线对影响区域进行防护，靠近墩身部分防护单线，中间部分双线防护。
本棚架在纵向分为6跨，立柱高8.0m左右，重约279kg；纵向跨度设置为4.5m。横向双跨防护双线最小净跨跨度为6.3m。
立柱距离线路中心按3.1~3.3m设置，满足铁路列车行车限界要求。
经过现场调查，下行线轨顶标高为60.71m,下行线承力索标高为67.0m；下行线轨顶标高为60.75m，上行承力索标高为67.1m；上行馈线标高为67.6m，该处梁底设计标高为68.34m，棚架顶面标高68.1m，棚架顶结构层高度0.32m（0.14m纵梁+0.16m横梁+15mm竹胶板），棚架横梁与馈线净距离为0.34m, 棚架横梁与承力索净距离为0.84m。详见：五里庙特大桥《既有线防护棚架结构设计》施工图。
棚架立柱基础采用100cm×100cm×100cm（长×宽×高，保证基底埋深不小于1.0m）的C30混凝土基础，基础顶部预埋钢板与立柱螺栓连接。
接地设置：所有立柱和斜撑焊接施工完毕后，每个立柱都将基础钢筋中的一根加长插入基底以下土体150cm作为接地线，同时于南北侧两侧每四个角点一处接地装置，每处接地电阻不大于10Ω。接地极装置为采用3根6×50×50mm角钢，角钢采用圆钢连接，接地极埋入基底以下1.5m，接地极装置采用圆钢与立柱进行连接。另根据实地采用接地电阻测试仪测量的接地电阻值进行调整接地极装置。
棚架立柱采用厂制φ180mm热轧无缝钢管，纵向间距4.5m,两端采用法兰，立柱高度8.0m左右,与基础的预埋钢板螺栓连接，顶端与纵梁螺栓连接，立柱间纵向设一道φ48mm钢管剪刀撑，形成纵向联结系。利用天窗要点停电安装棚架立柱，并做好立柱纵向联结系。在单根立柱架立完成尚未安装好时用钢丝绳将立柱拉于装载机上或人工拉住，避免立柱向既有线倾斜或倾倒。另对棚架两端在棚架搭设完毕后两侧设置钢丝绳，将钢丝绳拉于预埋好的地锚上，增加棚架抗倾覆稳定性，地锚的设置方法为采用预埋100×100角钢，角钢埋置深度不小于1.5m。
棚架纵梁为主梁采用14工字钢，横梁为分配梁采用16a槽钢（间距1.125米，方便1.2米竹胶板搭接），盖板采用2.4m×1.2m*15mm竹胶板,采用螺栓和分配梁连接。
在施工区段将上下行接触网承力索采取35KV绝缘护套、回流线采取绝缘套管防护。绝缘范围必须两端各超出施工影响范围5.0m。
在施工区域安全范围搭设棚架对既有铁路进行防护，确保落物不直接掉到轨道和接触网。跨双线棚架范围棚顶采用双侧4%人字形排水横坡。
施工完后，拆除相关过渡设备，恢复原运行状况。
3.2.2、施工步骤方案

工务施工内容
供电施工内容
配合单位
影响运
输范围
第一步：施工准备

第二步：利用施工天窗要点施工立柱混凝土基础。

工务 电务
供电 铁通 车务

第三步：利用施工天窗（停电）上行要点120分钟，安装上行线单线棚架立柱、纵向联结系。

工务、
供电
车务
上行
第四步：利用施工天窗（停电）下行要点120分钟，安装下行线单线棚架立柱、纵向联结系。

工务
供电
车务
下行
第五步：利用垂直施工天窗（停电）要点45分钟，施工安装两线间立柱。

工务
供电
车务
上下行
第六步：利用施工天窗（停电）上行要点120分钟，安装上行线横梁及联结系、盖板。

工务
供电
车务
上行
第七步：利用施工天窗（停电）下行要点120分钟，安装下行线横梁及联结系、盖板。

工务
供电
车务
下行
第八步：T梁施工完成后，利用施工天窗（停电）要点拆除棚架。

工务
供电
车务

3.2.3、棚架主要施工方法
施工准备
办理好施工要点计划；
与铁路相关部门签订安全协议，成立以分部架子队长为组长，架子队总工、安质工程师等为组员的安全工作领导小组，建立健全专题施工项目安全监督、监控制度；
组织上岗工作人员培训，强化安全意识教育，并经考试取得合格证后，方可上岗工作。组织安全技术交底工作，让施工人员做到心中有数；
施工中的辅助结构、临时工程等，正式使用前进行安全检查和验收，并采取相应的安全措施；
各种施工机械须制订相应的、详细的操作规程并严格执行。
增建施工便道，改建施工场地。并对原有施工场地进行优化，以作为料场和吊车工作面。在保证既有铁路安全的前提下合理布置吊车的作业位置，用于物料的运输和吊车的作业。修建施工便道时必须安排防护人员负责防护，避免机械作业损坏既有栅栏。
第二步：
利用施工天窗要点进行立柱混凝土基础施工。
与相关部门联系，办理好施工天窗要点手续，组织施工人员设备就位。
两边立柱基础施工前，采用Φ48钢管沿立柱基础边缘打入钢管桩，用挡板支护，挡板上端高出道碴面0.2m。中间立柱基础开挖时用木框防护道床，避免立柱基础开挖时道碴下滑，保证道床稳定，施工时利用垂直天窗要点施工。所有基坑须在点内灌注混凝土，否则必须采用砂袋回填。
线路两侧基础砼浇注拟定为砼罐车送砼至21#、22#靠近铁路围栏处，打开一片围栏，工人在围栏内用手推车对砼进行转运，按由远至近转运至各基坑浇注。
开挖基坑采用满灌混凝土，待砼强度达到75%后按照原状态回填道碴。
施工用电可分别就近引入或发电机发电。
施工过程设驻站联络员和现场防护员。
砼浇注前预埋支撑立柱钢板，预埋件上端为丝口的立柱连接钢筋，预埋位置偏差不超过1cm，浇注完成使用塑料膜覆盖，按要求予以养生。对道床采取防护措施，防止道床污染。
第三步：
利用施工天窗上行停电要点120分钟，安装上行线单线棚架的立柱、纵向联结系。
支立钢管立柱
立柱安装必须利用天窗停电要点施工。
立柱底端事先加工好法兰及加劲板，吊点设于立柱顶柱身轴线处，吊装前在钢管上端焊耳朵件捆尼龙绳，设2根绳头用人工将立柱从远离铁路一侧方向拉起，做保护防止立柱摇摆碰到接触网，立柱安装到位并调好垂直度后立即上脚部法兰螺栓，再焊接立柱间联结系。
立柱支立好后立即焊柱间联结系。
纵梁安装，在立柱上端栓缆风绳，用倒链葫芦将立柱朝远离铁路一侧拉住，以防止吊装时不慎碰撞立柱致使其往铁路倾倒，吊车起吊吊装纵梁，就位后立即与立柱连接。采用爬梯供操作人员攀上立柱顶面进行作业，作业人员必须佩戴安全带，按高空作业要求做好安全防护。采用同此方法依次全部安装完成。
第四步：
　　利用施工天窗下行停电要点120分钟，安装下行线单线棚架的立柱，纵向联结系、盖板。安装下行线双线棚架外侧立柱。
施工方法同第三步。
第五步：
垂直天窗要点停电45分钟，施工安装两线间立柱。
施工方法同第三步。
第六步：
利用施工天窗上行停电要点120分钟，安装上行线单线棚架横梁及联结系、盖板。
横梁及盖板的安装
采用吊车作业，在21#吊车能作业的区域吊放16a槽钢，起初的几根槽钢起吊点设于槽钢一端附近，另一端焊钢筋条，吊放时先将钢筋条的一端卡住一侧纵梁，再收臂放长钢绳将槽钢另一端搁在另一侧纵梁上，人工通过靠在立柱的梯子登上纵梁取下挂钩并调整好槽钢位置、进行栓接，如此安装几根槽钢后可在上面铺设安装竹胶板。
后吊的槽钢吊点设于中点，工人可在竹胶板上行走方便取挂钩，横梁的安装和盖板的铺设先后流水进行。
第七步：
利用施工天窗下行停电要点120分钟，安装下行线单线棚架横梁及联结系、盖板。
施工方法同第六步。
第八步：
T梁施工完成后，利用施工天窗停电拆除棚架。　
3.2.4 施工注意事项
1）棚架施工中关键要控制好棚架的标高和纵横向跨度尺寸，保证铁路界限要求。基础底面标高的控制方法为：以现场调查的既有线轨面标高为标准，控制立柱基底标高，棚架其他部位的标高及纵、横向跨度均严格按照事先通过现场调查设计确定的棚架防护结构设计图施工控制施工。
2）施工前，根据施工计划安排报批施工要点计划。
3）在所有立柱、纵梁、横梁、盖板的安装及拆除施工前，都必须事先办理好施工要点手续，将施工人员、机械设备、材料等准备就位。各配合施工单位人员必须全部到位。
4）每次要点内均须完成已吊装立柱、纵梁、横梁、盖板等构件各个联接件的联接固定。
5）立柱接地装置要在立好立柱后随时做好，不能等立柱全部立完后再安装，挂篮的接地也要随时做好。
3.2.5接触网线保护注意事项
1）施工项目距接触网带电体2～4m范围内的施工，施工前按规定提前通知维管段，施工时由接触网工区现场监护。
2）施工项目距接触网带电体2m以内的施工，接触网必须停电，并由接触网工区设置接地线后方可施工。
3）所有跨线建筑物底部（含各种构件）距接触网带电体的静态间隙需0.5m以上，并按照铁道部下发的相关文件，采用35KV高压绝缘套管对承力索进行绝缘；接触线同一平面内，各种物件与接触线的水平距离要保证2.44m以上。
4）接触网附近的各种防护或过渡设备需悬挂安全警示标志，若人员有可能进入距接触网带电体2m以内的处所，必须采取可靠的防护设备，防止人员进入。设防护网、挂警示牌，禁止人员进入。
5）施工过程中必须防止碰撞接触网设备，浇注连续梁段时防止溢液漏至接触网设备上。
3.2.6施工安全保证措施
3.2.6.1作业安全防护规定
该桥涉及既有线所有施工项目开工至竣工期间，现场24小时设专职防护员，现场作业时必须同时设置驻站联络员。
施工作业点前后按规定距离设置安全防护，并配备安全防护员，配无线对讲机,并配备足够的防护器材如：信号旗、信号牌、响墩、喇叭、信号灯、火炬等，保持与驻站联络员和施工负责人相互间的随时联络。在车站设专职安全联络员，配置对讲机，保持与工点的联系，将车站行车调度员的指令及时传达给工点安全防护员及现场施工负责人。
当作业点出现有妨碍既有线行车安全的险情，施工点安全防护员及时通知前后安全防护员，并及时与驻站联络员和驻地联络。前后防护员接到通知，立即采取防护措施。作业点出现影响既有线行车安全的险情后，并立即组织人员抢修，及时排险，确保行车畅通，并及时向设备管理部门通报。
要点施工完毕，施工负责人要认真检查线路设备情况，确认达到放行列车条件才能开通线路，并向车站办理销点手续。
高空作业人员须带全“三安”防护品，并设置防护设施，按照GB3608-83《高处作业分级标准》实行三级管理：
2-5m为一级管理，由专业工长负责；
5-15m为二级管理，由施工负责人负责；
15m以上为三级管理，由架子队长负责，施工负责人对该工程的高处作业安全技术负责，安全防护措施由负责人组织验收。
各工种进行上下立体交叉作业时，不得在同一垂直作业面操作。在铁路上空作业时，均须设置可靠的防护设施。
在行车线上施工的驻站联络员、工地防护员必须由单位正式职工担任并经过严格培训和考试合格后，方能担任该项工作并认真履行职责。
驻站联络员每次发生预报或变更通知，工地防护员应重复一遍，以确认无误，并在各自的记录本内记载时间、车次、姓名和联络事项备查。
封锁区间施工，如因特殊情况不能按时开通线路，应提前通知车站值班员，要求延长时间。
须接触网停电施工时，事先向维管段提出申请书，明确作业地点、起止时间和作业特点。施工前须接到电力调度员许可停电作业的命令，施工时由接触网工区指派接触网工在场监控，施工结束时接触网工应确认所有工作人员都已撤至安全地点之后，方可拆除临时接地线。
在不断电施工时，一切金属结构距接触网带电部分5m范围内，均需接地良好，方可施工。
不得在接触网柱上或地线上绑扎照明线或其它物品。
接触网断线时，无论已断导线是否落到地上，严禁任何人接触，须立即通知维管段调度员，并按规定设置防护信号，并在已断导线约10m半径范围内不准有人接近。
梁跨砼浇注前，对模板加固牢靠度进行全面安全检查，且设护栏及安全防护网。
电气化铁路附近发生火灾时，必须立即通知列车调度员、电力调度员或接触网工区值班人员，并遵守下列规定：
用水或一般灭火器浇灭离接触网带电部分不足4m的燃着物体时，接触网必须停电；若使用沙土灭火时，距接触网在2m以上者，可不停电。距接触网超过4m的燃着物体，可以不停电用水浇，必须注意使水流不向接触网的方向喷射，并保持水流与带电部分的距离在2m以上。
3.2.6.2吊车作业安全注意事项
栓挂吊具时，应按物件的重心，确定栓挂吊具的位置；
吊具栓挂应牢靠，吊钩应封钩，以防在起吊过程中钢丝绳滑脱；起吊纵横梁、立柱时应栓溜绳。
立柱起吊时，吊点距立柱顶端全杆长的0.3倍处。
双支点起吊纵横梁时，吊点距被吊杆件端部的距离为0.21乘杆件全长。
起吊时，先将物件提升离地面10～20cm,经检查确认无异常现象时，方可继续提升。
放置物件时，应缓慢下降，确认物件放置平稳牢靠，方可松钩，以免物件倾斜翻倒伤人。
起吊物件时，作业人员不得在已受力索具附近停留，特别不能停留在受力索具的内侧。
起重作业时，由技术熟练、懂得起重机械性能的人担任指挥信号，指挥时应站在能够照顾到全面工作的地点，所发信号应实现统一，并做到准确、宏亮和清楚。
起吊物件时，应保持垂直起吊，严禁用吊钩在倾斜的方向拖拉或斜吊物件件。
起重机行驶和工作的场地应保持平坦坚实，并应与铁路保持安全距离。
3.2.6.3棚架在施工中的检查维护
在施工过程中，安排专人负责每天检查棚架各结点、各结构杆件、各接地装置等的质量情况，发现任何松动、不稳定隐患等及时采取措施进行加固，并填写检查记录。
由于防护棚架顶板为竹胶板，为防止落物坠落后反弹掉入既有线，我们在棚架两端的单行线棚架部分临既有线一侧，在顶部边缘安装一道高0.5m的护栏，在棚架纵梁上焊接Φ18钢筋作护栏立柱，立柱上挂细目安全网。防止坠物反弹落入既有线。
对接触网带电体的基本知识，施工中要注意的事项，施工前做好安全教育。
3.2.6.4接触网事故应急措施
应急措施的准备，我们在与相关设备管理单位签订安全协议后，由维管段做好应急措施的准备，我单位负责配合。发生应急事件时，由现场施工负责人及时通知维管段。
3.2.7通讯联系
项目部值班电话：[phone]
施工负责人： 李洪东 15139553577
现场工地负责人：蒋明敏 15139553548
现场安全负责人：曹清淼 15839576905
现场驻站联络人：乐建华 15239529227
现场防护员： 涂永林 15139567131
陈东升 13949863169
同时成立安全监督组：
组长： 艾民 13643953399
组员： 李俊 15239529211

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中铁七局集团有限公司
附件1：
（1）21#基础挖孔桩受力检算
①、基本参数：
土容重取：γ=18KN/m3
列车荷载取：146.7KN/m/3.5m=42KN/m2(列车荷载横向影响范围为3.5m)
道床荷载取: 17KN/m2
土内摩擦角: φ=35°
②桩深计算：（如后附图1）

上部荷载折算土柱高度：h’=p/γ=(42+17)/18=3.28m
折算后土的重度：γ’=γ(h+ h’)/h=18×（4.15+3.28）/4.15=32.23KN/m3
主动土压力系数：Ka=tg2(45°-φ/2)=0.27
被动土压力系数：Kp=tg2(45°+φ/2)=3.70
μ=ea/( Kp- Ka)/ γ=(4.15×18×0.27+59×0.27)/(3.7-0.27) /18=0.58m
l=h+μ=4.15+0.58=4.73m
∑E=4.73×4.15×18×0.27/2+59×4.15×0.27=113.81KN/m
a=2×h/3=2×4.15/3=2.77m
Kr=(Kp-Ka) ×γ’=(3.7-0.27) ×32.23=110.55
m=6×∑E/ Kr/ l2=6×113.81/110.55/4.732=0.276
m=6×∑E×a/ Kr/ l3=6×113.81×2.77/110.55/4.733=0.162
查表3-53得W=0.68
x=wl=0.68×4.73=3.22m
t=μ+1.2x=0.58+1.2×3.22=4.45m
故桩需入土深度最小为4.45米，为加大安全系数取桩长为10米，入土深度10-4.15=5.85米。
（2）22#基础挖孔桩受力检算
①桩深计算：（如后附图2）
上部荷载折算土柱高度：h’=p/γ=(42+17)/18=3.28m
折算后土的重度：γ’=γ(h+ h’)/h=18×（2.65+3.28）/2.65=40.28KN/m3
主动土压力系数：Ka=tg2(45°-φ/2)=0.27
被动土压力系数：Kp=tg2(45°+φ/2)=3.70
μ=ea/( Kp- Ka)/ γ=(2.65×18×0.27+59×0.27)/(3.7-0.27) /18=0.47m
l=h+μ=2.65+0.47=3.12m
∑E=3.12×2.65×18×0.27/2+59×2.65×0.27=62.31KN/m
a=2×h/3=2×2.65/3=1.77m
Kr=(Kp-Ka) ×γ’=(3.7-0.27) ×40.28=138.16
m=6×∑E/ Kr/ l2=6×62.31/138.16/3.122=0.278
n=6×∑E×a/ Kr/ l3=6×62.31×1.77/138.16/3.123=0.158
查表3-53得W=0.66
x=wl=0.66×3.12=2.06m
t=μ+1.2x=0.47+1.2×2.06=2.94m
故桩需入土深度为2.94米，为加大安全系数取桩长为7米，入土深度7-2.65=4.35米。