下穿高速通道工程交通安全施工方案

1下穿高速速通道工工程交通通安全施施工方案案湖南省建建筑工程程集团总总公司二〇一五五年元月月一、工程程简介本工程是是祁东经经济开发发区归阳阳工业园园创业路路穿越衡衡枣高速速顶涵，，走向为为近东南南-西北向，，与衡枣枣高速的的交角约约82.7°。创业路与与衡枣高高速相交交处的创创业路桩桩号为K1+239.83，衡枣高速速桩号里程程约为K73+056（G72泉南高速桩桩号K859+100）。交叉节节点位于科科技路与创创业路交叉叉口附近。。交点处，，创业路的的线型为直直线，衡枣枣高速线型型为缓和曲曲线。创业路通道道位置地形形平面图如如下：3衡枣高速路路基宽度为为26m，标准宽度度的整体式式路基，路路基边坡为为1:1.5,该段高速公公路处于半半填半挖区区，路基体体基本为未未扰动的泥泥岩。4顶进通道为为2-13.5m通道，通道道净高7.10m，长度36.4m。两通道之之间净间距距1.5m。通道的顶顶板面位于于路面2.33～2.66m以下。通道道结构尺寸寸如下图所所示：5地形地貌情情况区内原地形形地貌为典典型的剥蚀蚀残丘，现现在场地基基本已被开开挖平整，，高程变化化在72～109米之间6二、工程地质概概况7根据湖南核工业业岩土工程程勘察设计计研究院《祁东县归阳阳工业园创创业路工程程地质详细细勘察报告告书》，本线路内内地层基本本为山体开开挖后裸露露的强风化化，中风化化泥岩，部分区域域有0.2～1.2米的残积土土，地基承载力较高高。通道基基底位于棕棕红色强风风化泥岩上上，顶进地地段地质情情况由上至至下依次为为高速公路路路面结构构层，强风风化泥岩。。地勘钻孔平平面位置图图如下：89工程地质剖剖面图101112根据地质详详勘报告，，本通道施施工区内未未发现不良良地质作用用，钻孔控控制范围内内未发现断断裂构造及及新构造运运动迹象。。场地和地地基是稳定定的，适宜宜于本通道道工程建设设。除较浅的表表层耕表土土外，以下下地层顺序序分别为第第四系粉质质粘土（承承载力200KPa）、白垩系系强风化泥泥岩（承载载力400KPa）、中风风化泥岩（（承载力1000KPa），可作为为基础持力力层。拟建场地类类别按《市政工程勘勘察规范》（CJJ56-2012）、《建筑抗震设设计规范》（GB50011-2010）有关标准准，确定为为Ⅱ类场地。根据《中国地震动动参数区划划图》（BG18306-2001）、《公路工程抗抗震设计规规范》（JTJ004-89）及《建筑抗震设设计规范》（BG50011-2010），场地抗抗震烈度为为Ⅵ度区，设计计地震动加加速度为0.05g，设计特征征周期为0.35s，勿需设防防。三、总体施施工方案13本通道下穿穿衡枣高速速公路，为为不影响衡衡枣高速公公路的正常常运营，采采用超前支支护、中继继间顶进的的方法进行行施工。在在衡枣高速速公路西北北侧设置顶顶进工作坑坑，顶进方方向由创业业路小桩号号方向往大大桩号方向向顶进。在完成衡枣枣高速公路路路基防护护施工后开开始通道框框架结构的的顶进。为为减少对衡衡枣高速公公路的不利利影响，本本通道采用用分离式，，左右各分分为三节，，单节最大大顶力控制制在36000KN以内。左右右两通道平平行预制在在高速公路路路基西北侧，后背座座按设计图图，地下布布置抗滑桩桩，抗滑桩桩上设承台台以及钢筋筋混凝土后后背座，再再在其后夯夯填普通土土，借助后后背将通道道顶入高速速公路路基基。施工总平面面布置图如如下：施工总平面面布置图1415施工总进度度计划本工程施工工总进度按按照合同工工期为240天，施工总总进度计划划表如下施工工艺16本通道采用组合式式隔离钢板板卷铺框架架盾构机进进行顶进施施工，以确保高速公公路路面的的平整度和和整体稳定定性。施工工艺流流程：通道预制→→试顶→通通道几何尺尺寸修整→→搭设作业业平台与跑跑道→盾构构基底处理理→盾构墩墩柱安装→→盾构主梁梁安装→子子盾构箱制制作安装→→盾构外壳壳制作安装装→盾构内内辅助系统统安装­→子盾构、、立柱前土土方人工开开挖→中心心土机械开开挖→第一一节与盾构构顶进→二二三节顶进进通道顶进示示意图17四、钢盾构构法顶进18钢盾构法是是在保留传传统顶涵施施工方法工工艺的基础础上，对通通道顶进路路基支护进进行了大改改革，用钢钢构支撑架架来保持开开挖面坡比比，提高了了施工的安安全性和适适用性，特特别是对于于大跨度通通道通道顶顶进施工更更具有可靠靠性，最大大限度地减减少浅覆盖盖层顶进施施工过程中中对公路路路基的扰动动。创业路下穿穿的衡枣高高速公路，，其地质情情况为：强强风化泥岩岩，棕红色色，泥质或或砂质结构构，块状或或土状构造造，节理裂裂隙极发育育，裂隙面面具铁锰质质浸染，岩岩质软，可可折断或捏捏碎，遇水水易软化，，泥化，久久露易崩解解。根据设设计要求，，其通道顶顶进后高速速公路路面面的工后下下沉不得大大于20mm。根据这一一地质情况况和下沉量量控制要求求，为确保保高速公路路下沉控制制满足要求求和通道顶顶进的质量量，更好的的保护既有有构筑物，，本项目拟拟采用组合合式卷铺隔隔离钢板盾盾构机施工工。组合式卷铺铺隔离钢板板盾构机构构成19主要由以下下系统组成成：土体支支挡系统、、子盾构掘掘进开挖支支挡系统、、隔离卷板板卷铺系统统、通道顶顶进减阻和和覆盖层防防扰动系统统、通道顶顶进系统。。盾构机构图图20盾构正立面面图21工作原理22隔离卷板卷卷筒安置于于子盾构伸伸缩框内，，使隔离卷卷板紧跟掘掘进刀之后后仰向定位位铺设于盾盾构及通道道顶部，有有效隔离了了盾构（通通道）与上上部覆盖层层（土体））的直接接接触；由于于润滑脂涂涂布器在隔隔离卷板的的下方涂布布润滑脂，，减阻隔离离卷板通过过润滑脂与与隔离钢板板接触，从从而大幅度度减小了顶顶进阻力；；隔离卷板板尾部固定定体将其尾尾部限制定定位，由于于隔离卷板板的拉结作作用及它与与土体摩擦擦阻力作用用，隔离卷卷板通过尾尾部固定体体与上方覆覆盖层形成成整体，有有效避免了了覆盖层随随通道顶进进的跟随移移动，有效效的保证了了覆盖层上上方的结构构物免遭破破坏；隔离离卷板铺设设后不存在在对上部土土体的二次次扰动，因因此采用本本方法能有有效控制高高速公路下下沉。隔离卷板卷卷铺机构示示意图10、掘进刀；；11、伸缩动力力（油缸））；12、隔离卷板板卷筒；15、隔离卷板板补充焊接接架；16、隔离卷板板尾部固定定体；17、隔离卷板板；19、润滑脂涂涂布器；25、可调轴承承座；26、隔离卷板板导向槽23隔离卷板卷卷铺过程状状态示意图图图a：子盾构内开开挖前方土土体至点划划线ａ位置置，盾构掘掘进面同步步跟进开挖挖等量距离离。此时隔隔离卷板尾尾部已固结结于隔离卷卷板尾部固固结体16。24图b：伸缩动力力11向前推动子子盾构至前前方点划线线ａ，同步步带动隔离离卷板卷筒筒12向前移动，，由于隔离离卷板尾部部固结于尾尾部固定体体16，所以此过过程中隔离离卷板17通过导向槽槽26、隔离卷板板卷筒12仰向定位铺铺设于盾构构与覆盖层层土体之间间25图c:在顶进动力力21的作用下，，通道和盾盾构主体向向前顶进，，子盾构伸伸缩框9、隔离卷板板卷筒12、掘进刀10静止不动，，伸缩动力力（油缸））11随通道和盾盾构主体顶顶进而收缩缩。至子盾盾构伸缩框框9回到初始状状态，隔离离卷板17完成了顶进进长度△L的一段铺设设，盾构完完成了一个个顶进循环环。26子盾构顶力力布置27子盾构是盾盾构中对掘掘进面进行行有效支护护的主体部部分，在不不同土层中中采用不同同的推进方方式来保持持掘进面的的稳定。本本盾构设计计为29组子盾构，，上部水平平布置13组，下部垂垂直布置4柱，每柱4组合计16组。上13组子盾构，，每个安30t双向作用顶顶2台来保证切切土与减阻阻拖板的推推进。下部部16组，每个安安16t双向作用顶顶2台仅用于推推进子盾构构。58个千斤顶由由1套液压站操操纵控制，，29组子盾构可可同步运动动也可单独独运动。通道顶推力布置置28盾构与通道套接接成一体并并随第一节节通道一起起前进动，，共用一套套顶进系统统，两个中中继间每个个中继间配配备16台320t千斤顶，通通道末端的的16台320t液压双向顶顶负责推进进第三节通通道，千斤斤顶反向设设置，随通通道一起移移动。通道顶进29试顶无问题后后即可进行通通道顶进。子子盾构入土后后，将隔离卷卷板17固结与隔离卷卷板尾部固定定体16上，然后，依依次循环顶进进。在顶进到到快出洞时，，让前方的土土方开挖空间间留有一定的的余量，适当当减小每次的的顶进量，以以避免将前方方土体顶裂造造成对既有结结构物的破坏坏。盾构组合支架架之间的石方方开挖掘进拟拟采用液压破破碎机和挖掘掘机开挖掘进进，按墩柱上上的1:1.1剪力板线开挖挖，为确保安安全，盾构组组合支架间的的开挖必须留留有核心土，，以防止掘进进面坍塌。一般情况下中中心土滞后子子盾构掘进面面5m左右。若中心心土自稳能力力不强时，可可放缓开挖坡坡度。中心土土的支撑，有有两个主要作作用：1)承受上部荷载载；2)平衡侧向土压压力。盾构内掘进每每次循环开挖挖量以0.2米为宜，子盾盾构顶部开挖挖应尽可能做做到与掘进刀刀顶面平齐，，这样有利于于减小路面的的下沉。子盾盾构掘进刀间间的盾构纵梁梁处，向上挖挖成凸弧形，，以防止上方方覆盖土体与与盾构的直接接接触。盾构构两侧适当超超挖，宁超不不欠，以防止止通道两侧发发生卡死现象象。30第三节通道千千斤顶每一顶顶进行程到位位后，应接长长传力柱，传传力柱的稳定定受力应予以以重视，同时时把通道内所所挖土体运至至传立柱上方方堆积压重，，即有效防止止传力柱起拱拱，又可以减减少作用在后后座的压力。。其余土石方方运至后靠背背后方，同样样用于压重，，应对随着顶顶进距离增加加而变大的顶顶进阻力。顶顶进完成后再再转运至弃土土区。基底清出整平平后，应仔细细检查地基土土层性质，确确定地基承载载力是否满足足应力要求，，如果承载力力不够，则应应采取相应的的地基加固措措施。如基底底有水，则应应作好基底排排水及降水，，严禁带水顶顶进，基底开开挖的标高原原则上同通道道底板保持一一致，但应根根据通道顶进进后的高程偏偏差情况进行行超欠挖处理理，以达到纠纠偏的目的。。施工注浆31在框构前端入入土1米后开始进行行减阻注浆工工序，浆料为为触变泥浆（（澎润土:水=1:3），加强施工工顶进中的润润滑，以减少少磨擦，注浆浆部位为顶部部及两侧，减减阻注浆与顶顶进同步进行行。通道两侧侧及顶部注浆浆在盾构侧板板预留注浆孔孔进行。顶进完成后，，在边墙、顶顶板、基础及及路基加固采采用水泥-水玻璃浆液注注浆，进行补补强注浆及止止水，填补超超挖空间，密密实路基。顶进控制32记录与观测：：在后背以后的的某一位置设设立观测仪器器，每顶完一一个行程，且且不得超过1米，对通道进进行中线和水水平的检查，，并作好记录录，及时纠正正顶进过程中中出现的偏差差。中线的控制：：在顶进过程中中，油顶按通通道受力的轴轴线均匀布置置于通道底板板尾部，使整整个通道受力力均匀，左右右顶程保持一一致，挖土应应两侧对称，，尽量做到两两侧土压力均均衡，勤观测测和检查，找找出偏差趋势势和出现偏差差原因，及早早处理，其处处理方法为（（以沿顶进方方向为准）：：当左侧偏移移时，千斤顶顶的左侧缓慢慢顶进，而右右侧的千斤顶顶锁定油压，，直到符合测测量的中线为为止，右侧则则相反；水平控制：在顶进过程中中控制好底部部基础的挖土土，防止“抬抬头”和“扎扎头”的现象象，当出现““抬头”时，，可以适当采采取底部超挖挖的办法来进进行调整，当当出现“扎头头”时，采取取欠挖基础土土方或通过基基础处理，压压入木桩或砼砼块，采用调调节前盾构座座来消除出现现的偏差。施工监测33激光动态监测测：在每一孔通道道顶进时的基基坑两侧和中中间位置各装装激光发射器器一座，光束束对准通道内内壁上设置的的水平线全程程监测。轴线线监测亦采用用激光与通道道内顶板轴线线重合法进行行；并做好初初始与中途检检测记录，以以此作为盾构构纠偏依据。。水平监测：在通道内设置置12个观测点，每每天六次的常常规监测；盾构的监测：：在盾构的前后后设置一水平平中线点，框框箱每进一个个行程对其进进行水平、中中线的监测，，并对测量成成果予以分析析，及时发现现及解决问题题，做好行走走轴线图记录录。高速公路监测测:在高速公路路路基、路面上上，通道前后后各50m范围内设置观观测桩点，观观测公路的变变化情况。顶进设备监测测:在顶进中注意意观察油压的的变化情况，，并作好记录录，对出现异异常予以分析析解决。中继间监测:在中继间建立立观测点，注注意前后的变变化；以便对对施工顶进方方案进行调整整。五、高速公路路交通安全方方案341、对衡枣高速公公路的防护措措施⑴高速公路防护护栏及防抛网为保证衡枣高高速公路的运运营安全及通通道施工作业业的安全，在在衡枣高速公公路通道范围围内两侧土路路肩各设置60m长的钢筋混凝凝土防撞墙。。防撞等级根根据《公路交交通安全设施施设计规范》》（JTGD81-2006）为SA级。防撞墙基基础钢筋植入入路基内，墙墙身高度为1.2m，其中路面以以上1.1m。防撞墙以5m分段，分段砼砼处设缝，缝缝宽0.5cm。在防撞墙上设设置防抛网片片，采用φ70×3钢管支柱预埋埋在防撞墙上上，网片采用用45×20焊接网。防抛抛网在衡枣高高速公路通道道范围内两侧侧防撞墙上各各设置39m长。⑵高速公路路基基边坡防护桩桩35在顶进施工过过程中，为防防止顶进出口口时由于顶板板的摩擦力过过大而带动高高速公路的整整体位移及路路面的局部拉拉裂，从而导导致高速公路路开裂变形影影响行车安全全，在框架桥桥通道进出口口高速路基边边坡处设置路路基防护桩，，防护桩采用用直径1.25m人工挖孔桩，，沿高速方向向间距1.9m设置，桩顶设设置冠梁，断断面尺寸为1.25×0.6m。由于通道顶覆覆盖层很薄，，为防止顶推推通道的过程程中，通道顶顶以上的高速速公路路基、、路面结构发发生横向位移移，在通道出出口位置，现现有衡枣高速速路基边坡上上设置顶进出出口止推梁，，止推梁断面面尺寸为1.25×1.5m。止推梁两端端桩基直径1.25m，中间为直径径1.0m，桩长16m。⑶小导管注浆和和管棚36为保证止推梁梁与高速路基基紧密贴合，，同时增强出出口端路基的的横向抗压性性，对止推梁梁顶的回填土土进行压实并并注浆。注浆浆采用42mm的超前小导管管，小导管分分竖直方向与与斜向，沿高高速公路方向向交替布置，，每排间距0.6m，压浆力控制制在0.3~0.5MPa，注浆结束标标准为：终压压下注浆量小小于0.1L/min，持压10min。由于高速公路路K73+080处1-4.0m盖板涵距离通通道较近，为为确保高速公公路正常行车车和施工安全全，顶进箱涵涵之前，在箱箱涵部位上方方施作超前长长大管棚支护护，管棚采用用φ108mm的钢管，每根根管棚长34m，钢管竖向中中心距40cm。施工时根据据现场情况酌酌情而定，亦亦可采用对该该处路基土进进行注浆加固固的方案。二、施工期间间高速公路的的交通组织37钢盾构顶进时时高速公路不不封闭交通，，但施工段需需要限速40km/h通行，因为通通道顶距离路路面最少时仅仅有2.3m，为减少路面面变形对行车车安全的影响响，需要在路路面采取封闭闭车道，车辆辆限速通行的的交通组织措措施。即顶进时当钢钢盾构前进到到某一车道下下方时，该条条车道即临时时封闭，实行行单向单车道道通行到顶进进施工完成，，并限速通过过，以确保交交通与施工安安全。具体车车道封闭步