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拱圈土模施工专项方案

编 制：
施工单位：中恒建设集团有限公司

日 期： 2016年1月

目 录

1、概述……………………………………….……………………………….. 1
2、工程概况 ……………………………….……………………………….....2
3、施工准备 ……………………………….………………………………….2
3.1测量放样…………………………….……………………………….......2
3.2资源需求量计划 ……………….………………………………….…..3
3.3排水设施………….………………………………...……………...…… 4
3.4土模填筑压实 …………………….…………….…………………..… 8
4、土模施工阶段说明 ….………………………………….……………. 10
5、土模施工技术措施 ..………………………………………….………. . 10
6、土模拆除 .………………………..…………………………….……… ..12
7、土拱胎模施工工艺流程图….…………..……………………….……… ..13
附件：
图1土拱胎模断面图示意图…………………………………………………..14
图2 土模填筑示意图 ………………………………………………… ….….15
附图3 专家会审会议纪要. ………...…… ……………………………….…. 16

拱圈土模施工专项方案　　
1 、概述
河东新区二期教育园A线本段设计范围，道路起于东平路，止于G318线，全长约881.769m，设计行车速度为40km/h。联盟河是涪江的主要支流，观音湖蓄水前，涪江年平均水位273.00m，枯水位270.00m，最大流量273.00m3/s，历史最高洪水位278.174m，流量24600 m3/s。观音湖蓄水后，联盟河与涪江形成统一水系，水位升高，常年湖水位275.50m。
联盟河桥采用21+40+21米钢筋混凝土连拱桥，上跨联盟河流。桥设计起点桩号为K0+795.267，终点桩号为K0+894.267，桥梁全长99m。
土模拱胎法施工，就是用成形的土岩层全部或部分代替现浇混凝土的支架、模板进行施工的方法。我单位对土模施工方案进行了针对性的改进，改进后的土模拱胎法：在清理后的原地面的基础上加设砂砾垫层，减小上层填料受到的河水影响，临近墩台身拱脚位置加设浆砌片石枕梁，垫层以上部分分层填筑砂性土，每层填筑厚度不大于30cm，分层碾压，满足河水影响范围以上填筑强度较高的土质（CBR值大于10，通过试验检测确定）的要求，并严格控制碾压后的土体密实度不小于92%，加工整形成土模拱胎来代替支架，将瞬时沉降量按预拱度处理。
土模拱胎法，在刚度、稳定性、传力性能方面优于脚手架，土垫层抗变能力虽不及钢膜，但其具备良好板体性，浇筑C20砼浆面层后，总体性能要优于钢模；通过地基填前碾压，减小地基变形沉降量。由于土模拱胎受力情形和拱圈受自重力情形相近，为了使主拱圈成形后更接近拱轴线，将拱顶沉降量按预拱度进行修正。改进后的土模拱胎法可以省去搭拆支架、制安拱架及模板、长期占用大量支架钢材、等载预压、吊装等诸多工序，明显缩短了施工工期，恢复交通快速等优点。新建后桥梁宽于河道，地势开阔，取土方便，因此，本项目拱梁支架，完全具备土模施工的绝佳有利条件。

2、工程概况
联盟河桥横跨联盟河水系，桥梁长99m，主拱圈宽度40m.最大拱腹半径为21.767m，最大拱圈玄高5.71m. 主要技术标准如下：
2.1设计荷载:汽车城-A级,人群3.5kN/m2；
2.2道路等级：次干路；
2.3计算行车速度：40km/h；
2.4桥梁设计基准期：100年；
2.5桥面横坡：标准横坡2%（双向）；
2.6桥面宽度：4m（人行道）+5.5m（慢车道）+2.5m(分隔带）+14m（车行道）+2.5m(分隔带）+5.5m（慢车道）+4m（人行道）=38m；
2.7地震烈度:动峰值加速度为ag=0.05g,按照抗震设防分类丙类，抗震设计方法C类桥梁7度设防；
2.8设计洪水频率：100年一遇；
2.9结构安全等级：一级；
2.10耐久性设计环境类别：上部结构I级，下部结构承台及桩基II级；
3、施工准备
3.1测量放样、设置排水设施、压实土模等。
测量放样标出桥墩、台的位置、桥梁体的外轮廓线及土模的跟踪碎步测设，桥梁体的最大拱轮廓线的尺寸：宽38m；长40m；土模高为5.71m（按拱脚标高计算）；共1幅。
土模放样坐标值由设计院图纸提供的主拱下缘坐标设置预拱度后的放样坐标值确定，考虑土模特点主要以沉降量确定预拱度，此预拱度值加设计图纸提供的主拱下缘坐标值确定具体各点的土模放样坐标值，并将放样坐标值以多点布设的形式恢复到土模上，配以人工、机具修整土模，砂浆面层施工前将面层顶标高加密至修整后的土模上，并用坐标分解法施工砂浆面层，确保曲线线型平顺。

3.2资源需求量计划
机械、器具需求量计划：
序号
名称
规格
单位
数量
1
汽车吊
25吨
台
1
2
挖掘机
360型
台
1
3
装载机
50型
台
1
4
压路机
20吨
台
1
5
运输车
20m3
台
4
6
潜水泵
2.5寸
台
3
7
小型夯机

台
1
人工需求量计划：
序号
工种名称
单位
人数
1
施工员
人
2

2
技术员
人
2
3
测量员
人
2
4
试验员
人
2
5
质检员
人
1

6
力工
人
18
7
瓦工
人
6
8
木工
人
2
9
机械手
人
8
材料需求量计划：
序号
名称
规格及要求
单位
数量
1
砂砾石
透水性好
m3
6623.35
2
页岩
强度高
m3
9110.044
3
砂浆
M15
m3
213.83
4
混凝土
C20
m3
3911.807
5
模板
木质
m2
72
6
管涵
Φ2.0m*81*13
m
1053
7
塑料薄模
覆盖土体，防雨
m2
2371.63
8
浆砌片石
拱脚处枕梁、管涵
m3
208
3.3排水设施
设置完善的排水设施非常重要，水是地基不稳定的最主要因素，因此必须在桥位处设置满足汛期泄洪要求的圆管涵进行排水，并在土模周围设置挡土墙、盲沟、边沟、集水井及足够数量排水泵，让桥位处的水能够及时排出，桥位外的水不能入侵施工场地，保证场地不积水。
3.3.1圆管涵的设置

在主拱下设置Φ2.0m圆管涵排除施工期间河道上游来水，圆管涵采用C25混凝土管基，C30混凝土管节，M7.5浆砌片石端墙、C25混凝土隔水墙。
测得流速m/s＝0.8-0.9m
单孔Φ2.0m圆管涵最大流量Q：
为保证施工期间施工安全，我单位计划设置13孔Φ2.00m圆管涵。
圆管涵布设见附表2《圆管涵示意图》
3.3.2.1测量放样
在基坑开挖前，精确定出圆管涵轴线。
3.3.2.2基坑开挖及承载力检验
A、基坑开挖采用人工或人工配合挖掘机进行，挖方边坡采用1：0. 5（如基坑坑壁牢固可将坡度适当放大）。
B、若在基坑开挖过程中，地下水渗流量过大，则在基坑两端开挖集水坑用人工或水泵及时将渗水排除。
C、开挖深度严格按设计标高进行控制，如在施工过程中进行了超挖，则用中粗砂回填。
D、为防止圆管涵地基基础在土模填筑完成后发生较大沉降影响河道排水，故在基坑开挖后，对基底承载力进行检验，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》的相关要求，本工程圆管涵地基承载力要求不小于110KPa。
3.3.2.3砂砾石垫层施工
回填管基底部的砂砾石垫层采用中粗砂填筑，砂砾石垫层采用人工回填，机械压实达到密实状态。
3.3.2.4管底以下管基砼浇注

A、砂垫层填至设计标高施工完毕后，应在其上精确放样立模后进行管基第一层砼的浇注，20cmC25砼采用商品混凝土，采用插入式振捣器进行振捣，在振捣密实后用木抹子仔细找平，此时注意用3Cm厚木板按每6米设置一处沉降缝且必须与日后施工混凝土管节接逢对齐，在混凝土终凝后及时将木板抽出并用中粗砂将沉降缝填塞满。
B、在圆管涵管节安装前安排专人对已施工完毕的管底以下管基砼进行凿毛处理。
3.3.2.5管节安装
A、安装管节前，先在砼面上精确放出涵洞的中心线及轴线，并测放出每一节管的接头位置。安装时以此作为控制每一管节的具体位置。施工放样时，必须注意管涵的全长与管节的配置以及洞口端墙的精确位置。
B、采用25T吊车从涵洞中心向两端进行安装，吊装时注意保护管节端头不被钢丝绳损坏。管节平稳安放在管基上用混凝土垫块垫好后，摘下钢丝绳，用撬杠缓缓移动混凝土管并适当调整垫块直至两管整齐对接，并注意两管接头处内侧管底平顺、不错台。
C、沉降缝处管缝处理措施：
两管节之间缝宽为1~1.5CM，在两管节对接完成后，设置防水层，防水层宽为15CM其设置方法为：
先在两管节缝宽内用沥青麻絮赛满，然后用四层沥青浸制麻布将麻绳包裹好。
D、非沉降缝处管缝处理措施：
将管缝紧密对接，抹带。
3.3.2.6管基圬工：
管节安装完毕后，在已凿毛的管基上砌筑浆砌片石，使管底三角区充分密实与管壁紧密贴合。

3.3.2.7抹带
涵身部分浆砌片石砌筑完成后，用钢刷将管接缝两侧各8CM范围内混凝土管表面进行刷毛处理，刷毛完毕后用1：3的水泥砂浆进行抹带，管口内砂浆勾缝。抹带完成后及时洒水养生。并在涵管的整个表面涂抹两层沥青。
3.3.2.8回填
A、砂浆强度达到设计强度75%后可进行回填，采用20cmC25砼在涵洞两侧对称浇注，浇筑范围为涵洞洞身两侧不小于两倍孔径范围。
3.3.2.11注意事项
A、施工过程中，当涵顶填土厚度小于50cm时， 严禁任何重型机械和施工车辆通过。
B、所有浇筑混凝土应振捣密实。
C、在管节安装完毕后及时将管内杂物及多余砂浆清除。
D、禁止用加大管节接缝宽度的办法来满足涵洞长度要求。
3.4土模填筑压实
土模结构：详见附件1《土模填筑示意图》。
1 施工前做好各项施工准备工作，包括劳、材、机准备，水、电供应，测量放线等，同时做好土质调研和室内击实试验工作，并在监理工程师的指示下，对土模做现场填土压实工艺试验，确保土模填筑达到最佳密实度，以形成有序化、标准化作业。
2 测量定位：设置永久性的平面和高程控制点，精度达到设计和施工规范的要求。在施工范 围内测量放出土模填筑范围，并在地面上做好标记。
3 土模填筑范围内的非适用性材料必须按要求全部挖除，并弃于监理工程师或环保部门认可的弃土场内。挖除后的坑洞，经监理工程师现场确认后，用透水性材料回填至周围地面标高，并按路基填筑要求进行碾压，压实度符合规范要求。

4 在土模填筑前，将清理后的地基翻挖30cm，在含水量符合要求时平整碾压，否则应晾晒或补充洒水，其压实度不小于92%。
5填筑土模基层以上全部采用砂性土，采用水平分层填筑法施工。即按照横断面全幅分层，逐层向上填筑，每层厚度控制在30cm范围内。如原地面不平，由最低处分层填起，每填一层，经过压实、检验符合规定要求之后，再填上一层。
6自卸汽车将填料卸到指定位置后，使用装载机摊铺，人工配合整平。填土松铺厚度每层不超过为30cm。宽度每侧应宽于填层设计宽度200cm，最后削坡。
7 填料的含水量应控制在比最佳含水量大2%范围内。小于最佳含水量时应补充洒水闷料；含水量过大时应摊铺晾晒。每层应进行至少两次的含水量测定。
8 摊铺采用装载机配合人工进行整平。平整后的层面应具有2%～3%的横向排水坡，以利于排水。
9 平整后采用大型振动压路机进行压实，先静压，后振动。直线路段由两侧向中心碾压，每一遍压路机的轮迹应与上一次轮迹重叠1/3轮宽。压路机压不到的地方，采用振动夯实机进行夯实。
10每一填筑区段的每层内不得使用两种以上的不同土质的填料。采用砂砾土或砾石土作填料时，其最大颗粒的直径不得大于层厚的2/3，否则将其打碎或移走。
11每层碾压完成后应及时采用监理工程师认可的检验方法对土模压实度进行检测，合格后并将结果报监理工程师认可，方可进行上层填筑。
12对压实完成后的土模进行削面修整。并检查拱梁基面标高、平整度是否满足要求。
4、土模施工阶段说明

（1）平整场地，三通一平；
（2）施工下部结构（包括：桩基、承台、墩台身、并分层夯实回填基坑压实度92%以上与台后原状岩或土挤紧）。
（3）土模填筑计划工期如下：2016年1月20日-2016年2月20日
（4）河水水位控制及水位监测
为避免雨季洪水对土模的影响，将拱圈的施工截止时间定位在5月30日，避开了洪水期。
（5）土拱模胎填筑时需完成桥台及拱座，且混凝土达到设计80%强度。
（6）护坡线以上填筑土不得含大粒径的石块砖瓦等，控制粒径；每层填筑虚铺厚度不大于50厘米，用压路机压实。
（7）按施工工艺要求，在河道内设置12孔*81m*1.5m管径混凝土管作为导流管，完成后回填碎石及粉质粘土经碾压形成泥接碎石，填筑到标高276.000m。
（8）在拱座两侧各2m处设置200cm×40cm×1500cm的片石砼带，加固拱座斜面异形模板，同时增强主拱圈预埋筋下拱胎强度及保证预埋筋下的拱胎曲线。
（9）从标高276.000m开始素土回填，每层厚度不应大于50cm，用压路机碾压压实。
（10）土胎模素土顶30cm采用塑性指数不小于10且过筛的粘土填筑（能做灰土的）以便成型，压实。填筑到粘土时，测出3-4条基准线，预拱度为向上3cm（见预拱度计算），粗平，整出曲线。
（11）用竹胶板，按曲线做出两侧土牛挡板，钢板加固。
（12）当第11步完成后，将钢板按各自的位置标高，固定牢固，按此标高曲线，细整出土牛标高曲线，在土牛上按1m间距布置标高平整度控制钢板，全部测出准确标高。
（13）当第12步完成后，挂线，浇筑10cm厚C20砼垫层，初步成拱曲线，然后在砼垫层上顺桥方向间距1m一道铺钢板，以保证砂浆抹面的曲线。钢板铺完，复测标高无误后，抹3-5cm不小于M12.5砂浆，抹面时，先用木抹子抹3遍，之后再用钢抹子反复抹压至少3遍，抹面要事先安排好顺序，严格按线施工，最终形成时留出向上3cm预拱度，施工时要比设计高出1-2mm。土

拱每侧最少比桥宽多出1m，按1:1放坡，四周全部砂浆抹面，以防雨水冲刷土拱。
（14）当第13步完成后，对板高度曲线进行复测，保证高差+2mm。然后在主拱底模上涂刷隔离剂，隔离剂采用脱模剂，涂抹要均匀。保证垫层混凝土与主拱圈混凝土能够顺利分开。
（15）支立模板，绑扎拱板钢筋，垫好垫块，做好钢筋定位，调整钢筋的位置完成后，浇筑混凝土。
（16）浇筑混凝土时，要严格按混凝土振捣施工进行。振捣过程中严格控制振捣棒插入深度，保证距土拱不少于5cm。为保证桥的整体性，浇筑时要顺桥方向，以沉降缝为界线一次性浇筑完成。
（17）成型后的拱圈，对照设计线型，对局部线型达不到设计及规范要求的，材料砂轮机进行打磨。确保线型达到设计要求。
4、胎模填筑施工技术主要措施
上土：填料运输采用自卸车运输，松铺厚度按照50cm严格控制。摊铺：为保证土牛压实度的均匀性，采用推土机粗平、人工辅助精平。含水量调整：洒水车在松铺后进行洒水，含水量控制在最佳含水量的±2%，方可进行碾压。碾压：碾压按照“先边缘后中央，先稳压后振动”的原则进行。 YZK18GD压路机静压1遍， YZK18GD压路机振压4遍（由弱振到强振），最后YZK18GD压路机静压1遍收面。碾压时轮迹搭接40~50cm。压路机的碾压速度，开始两遍采用1.5～1.7km/h，以后采用2.0～2.5km/h。边角处不适宜大型压路机作业的地方，先用小型振动压路机或手扶式振动夯振压，不留死角。压实度:到达要求的压实度。土拱边坡防护:土拱边坡修整用人工配合挖掘机整修坡比至1:1，坡面贴防水塑料布后码砌砂袋。
土模完成后，对顶面进行120%加载预压实验，根据实验数据确定预拱度，如土模实际沉降超过6cm时，则重新填筑土模，重新进行加载预压，直至沉降量满足要求为止，确保土模基础稳固，保证拱圈在混凝土浇筑完成后外形尺寸满足设计要求。

为了便于观测土模基础沉降，选取主拱进行120%加载预压试验，在主拱基础两端及中间位置三个断面布设观测点，两端各布设四个观测点，中间两侧位置布设两个观测点，共计10个观测点，对预压加载每间隔4小时观测一次，并设置专人进行观测，并做好数据记录。全部加载后不可立即卸载，最少持续观测7天后，再逐级卸载、逐级测量并详细记录。如果各沉降点标高发生变化，说明土模基础还在发生变化，则适当加长预压时间，如果沉降量较稳定在允许范围以内（满载后下沉值不超过12mm），即可进行沉降量分析，分析评估沉降稳定并且沉降满足要求后进行卸载，卸载后下沉值最大为10mm。
主拱圈浇筑、养护完毕后，其强度达到设计强度后，进行土模挖除。为保证拱桥受力均匀，挖出顺序（根据拱圈的浇筑顺序）为：1、5孔®第2、4孔®第3孔。
(1)、回填垫层，应夯填密实至无明显下沉和隆起为止。
(2)、土模及面层施工期间，将地下水控制到土模最低处垫层底以下部分，避免土模受地表水侵蚀影响。
(3)、机械整形尽量一次成型，避免二次扰动原状地基，增加回填数量和施工难度。
(4)、土模根据120%预压加载后的沉降量确定预拱度。
(5)、土模填筑由上游施工作业道进行横向填筑，为防止施工时土模横向两端土体隆起，土模垫层应向板施工分段外延伸2.0m以上，将多余土方撤除，并将垫层作成台阶状，辅以沙袋围堰，以利土模稳定；为防止施工时拱脚处和拱顶处竖向不均匀沉降，土模纵向填筑采用超宽填筑，严格控制填土压实度，土模填筑完成后，测量人员严格按设计线型参数布点精测量，辅以人工修整土模达到标准后，及时浇筑砂浆封层，防止雨水侵袭以免土模强度受到影响 。土模填筑修整示意图如下：

土模分层填筑

修整后土模实体

(6)、土模表面砂浆初凝前需二次提浆压光，以保证表面光滑平整，并在钢筋安装前均匀涂刷高级乳化脱模剂，使拱圈下部土模挖除时容易与土模分离。
(7)、做好防排水设施，防止雨水冲刷和浸泡土模拱胎而变形。
8 土模挖除
梁体混凝土的强度达到规范要求后，即可开挖土模。靠近梁底及墩台身拱脚1.0m以内的土人工开挖，其余采用机械开挖，严禁爆破作业。机械施工时要派专人指挥，任何施工机具不能碰撞梁体及墩台身。土基开挖的顺序根据拱圈的浇筑顺序为第1、5孔®第2、4孔®第3孔。

主拱圈土胎模施工工艺

土拱胎模施工工艺流程图

设12孔1.5m管径混凝土管导流管
基础处理

276.5m高程下回填

压实

276.5m高程上回填
拱座处设片石砼加强带

压实
胎模填筑至拱顶下30cm

压实

压实度92%
拱顶下30cm粘土填筑

预拱度计算：3cm
预拱度设置 线型调整

线型复核
10cm厚C20砼底胎，形成拱曲线

钢筋制作
涂刷隔离剂

钢筋安装

侧模板安装

主拱圈砼浇筑

主拱圈砼强度达到设计85%
拱胎拆除

附图1： 土模填筑示意图
说明：
1、 单位：m
2、 DN1500Ⅱ级钢筋混凝土管涵单孔长81米，共12孔。

附图2：

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）