铁路站前工程新技术新工艺研究与应用

铁路站前工程新技术新工艺研究与应用本标段施工任务艰巨、标准高、工期短，对地基、桥梁的变形控制、填料质量、桥梁的水平线刚度等提出了非常严格的要求，根据本标段实际情况、我方对本标段设计的理解，计划完成以下科技项目研究任务，取得科学的技术参数和施工经验，指导施工。松软土地基加固处理技术研究研究目的软土地基计算参数选取、沉降估算的准确性，是保证路基施工质量有效控制工后沉降的基础条件。依据地质条件和工程特点，采取水泥搅拌桩、旋喷桩等进行地基处理，按路基填筑要求施工完路基后，再进行路堤基床表层填筑级配碎石。根据现行技术标准，结合本标段施工实际，对填料的工程特性、配合比、填筑压实工艺及动力特性进行研究。通过试验研究，总结出适合本标段路基填料的压实工艺和检验标准。了解和掌握复合地基施工方法和沉降变形特性，从而指导施工。研究的关键技术针对当地土层特性，研究碾压施工工艺。研究复合基础加固地基施工方法和工艺。路与桥、路与横向构造物过渡段施工工艺和沉降控制技术。主要研究内容当地填料填筑路基试验研究。复合地基加固软土地基时路堤边坡范围内桩距和涵路一体的优化设计方案。复合地基加固地基施工技术及沉降变形特性研究。研究级配碎石桥涵路过渡段的施工方法及其动力特性，评估其实际过渡效果。研究试验方法通过在地基土中埋设观测测试元件和对地基土强度的测试，研究地基随上部荷载变化的沉降变形及应力变化。主要测试内容：地基分层沉降、地基深层水平位移、全断面地基沉降观测，桩、土应力比测试、沉降差观测，地基应力测试、附加应力观测、地基土强度对比测试、地基土固结弹性观测，路基本体沉降观测。根据现场施工和填筑实测数据，绘制刚性桩地基加固的沉降、应力→荷载→时间过程曲线，分析研究沉降变形特性和影响沉降变形的因素，研究不同处理措施路堤地基沉降估算方法，结合解析法和数值计算法，选取技术参数，总结出适合本标段铁路工程施工的加固方法、施工工艺。依据观测资料进行沉降分析及预测，以合理确定铺轨时间。桥梁沉降控制与监测技术研究目的本线设计标准高，对成桥后桥梁的沉降变形要求十分严格。因此，如何保证桥梁沉降满足设计与运营要求是建设本线铁路桥梁的关键技术问题。桥梁沉降主要是由地基变形所至，变形稳定需要一定的周期。目前由于计算理论尚不十分完善、影响沉降因素复杂，结合本标段的特殊情况，除应按设计要求进行施工外，尚应研究、应用必要的合理措施并配合必要的监测，防止桥梁出现过大的沉降。研究的关键技术根据不同的工程地质特点，进行水文、地质勘察试验，验证地质参数；制定合理的施工方案，减小成桥后桥梁的沉降；对桥墩的沉降情况进行测试，及时处理可能出现的问题。主要研究内容与方法⑴钻孔桩成孔在钻孔桩成孔过程中，每钻进5～8m，检查一次垂直度，发现偏斜及时纠正。成孔结束后，复核孔位和孔径的偏差并测量桩底沉碴厚度，如果沉碴厚度大于50mm，继续进行沉碴处理，直到厚度小于50mm。⑵灌注水下混凝土灌注前，用喷射法向孔底喷射稳定液3～5分钟，使沉碴悬浮。首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土顶面高度，计算出导管在混凝土内的埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。灌注连续地进行，严禁中途停工。灌注过程中，及时测量孔内混凝土顶面高度，正确指挥导管的提升和拆除。当导管提升到法兰盘接头露出孔口以上一定高度后，可拆除1节或2节导管。尽量缩短拆除导管时间。当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶起上升，保持较深埋管，并徐徐灌入混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土面进入钢筋骨架1～2m以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。护筒在灌注结束，混凝土初凝前拨出。为确保桩顶质量，建议在桩顶设计标高以上加灌不小于1m混凝土。⑶桩基检测对每一根钻孔桩的完整性采用超声波无破损法或动测法进行检测；委托有资质的单位，按每座桥桩基总数3%的比例对全桩长进行钻芯取样。⑷混凝土原材料进行严格把关，尽量避免使用碱性骨料，缩小混凝土内外温差，对混凝土梁体水化热影响及适宜的脱模温差试验研究。主要仪器设备、方法上述检测均属常规检测，相关设备与试验方法可参考相关标准。高性能混凝土研究研究目的本标段桥梁数量较多、结构复杂，且均采用混凝土结构，因此混凝土桥梁的质量对能否建成高标准铁路将起决定性作用。进行高性能和特种混凝土的研究，确保混凝土构造物的耐久性，满足桥梁使用寿命100年的要求。研究的关键技术根据施工现场的具体情况，进行合理的配合比设计；确定采用高性能混凝土后，混凝土的合理灌筑工艺；混凝土耐久性的验证试验。主要研究内容与方法(1)高性能混凝土的配制试验研究进行6个不同混凝土配合比室内试验研究，优选出适宜于现场浇筑的混凝土配合比3个。(2)高性能混凝土施工工艺试验研究采用3种不同配合比，分别进行如下试验：①进行3种不同混凝土配合比的施工工艺性能试验研究（主要观察泵送和斗送时的施工浇筑难易程度，振捣密实情况等）。②高性能混凝土梁体水化热影响及适宜的脱模温差试验研究（在结构物的不同部位埋设温度传感器5只，进行跟踪测试）。③施工养护的试验研究（对早期采用自然养护和蒸汽养护进行温度跟踪对比试验，分别确定适宜的养护制度和拆模时间。后期分别采取覆盖，洒水养护，涂抹养护剂等方法进行养护，观察表面裂缝情况，确定有效的混凝土后期养护工艺）。(3)高性能混凝土性能试验研究①不同配合比混凝土拌和物的工作性能试验研究（主要包括坍落度及其损失测试，含气量及其损失等）。②不同配合比混凝土力学性能试验研究（主要包括抗压强度和弹性模量等）。③不同配合比混凝土长期和耐久性能试验研究（主要包括徐变性能、收缩性能、抗冻性能、抗渗性能、抗cl-渗透性能、抗裂性能、体积稳定性能、抗碱骨料反应性能、护筋性能等）。主要仪器设备、方法建立混凝土实验室，相关设备与试验方法可参考相关标准。大跨度预应力混凝土连续梁线形控制技术研究目的大跨连续梁水平线刚度对行车安全和舒适度有着重要影响。进行大跨连续梁各段变形观测和线形控制，为本工程大跨连续梁施工提供经验和数据。布设沉降观测控制网，现场测试桥梁墩台沉降曲线。在墩台施工完工之后对群桩基础进行堆载预压，采用精密数字水准仪进行观测，将观测值与计算值进行对比分析，验证沉降计算方法与计算参数的合理性，研究出适用于本工程大跨连续梁变形沉降的计算方法，并编制出相应的控制计算程序。为了保证大跨度连续箱梁的施工质量和安会，保证成桥结构在线形、内力、混凝土收缩徐变各方面满足现行规范及标准的要求，拟定施工控制方案和实施细则，根据设计文件提供的内容对各主要环节的数据如内力、应力、变形等进行检算，并进行监控仿真计算，提出各施工阶段的理论设计结构状态和挂篮前移、混凝土浇筑、预应力张拉前后主梁内力、应力和位移以及主墩墩顶变位等，提供合理的立模标高和目标合龙值，对施工全过程的结构应力、应变、温度和沉降进行观测和控制，使成桥线形符合高速铁路高平顺性要求。研究的关键技术大跨连续梁施工挂篮设计与加工；大跨度预应力混凝土连续悬灌梁混凝土浇筑施工工艺；悬灌梁各段梁段立模标高计算与调整定位。主要研究内容根据桥梁施工图设计的箱梁几何尺寸和最重梁段荷载，设计加工施工挂篮。确定挂篮的结构尺寸、形式、自重及前支点与后锚点的位置和反力大小等，挂篮拼装后进行静载试验及挠度测量，从而确定受力变形曲线；根据各施工阶段的理论设计结构状态，研究计算挂篮前移、混凝土浇筑、预应力张拉前后主梁内力、应力和位移以及主墩墩顶变位等数据。根据前段桥梁施工实测数据，计算下阶段的主梁和主墩控制截面的内力和应力以及桥面线形，进行线形观测和控制。研究方法根据设计文件对当前的施工状态、环境状态进行监测，识别设计参数、确定预测模型，并提出相应的调控信息和初步调控方案，对随后的状态进行预测，预告下阶段挂篮立模标高；校核施工控制数据，分析结构控制偏差原因，分析施工中出现的有关技术问题，正确指导下阶段悬灌梁施工。将调控信息和初步调控方案及时反馈施工单位，共同协调完善调控方案，最终由监理组施上单位实施调控；对施工全过程的结构应力、应变和温度进行观测。梦龙项目管理软件的应用施工中我们将使用梦龙项目管理软件在施工中进行进度控制，综合人、财、机的资源配置，对网络计划进行优化，实行动态控制。神机妙算软件的应用在验工计价、预决算等工作中，将引入计算机技术，以加快效率，及时为施工决策提供准确、可靠的基础数据。超前地质预报技术应用针对隧道施工过程中的高风险和众多技术难题，为保证施工安全，并为隧道施工提供必要的技术参数，一是采用了目前世界上在隧道和地下工程领域最先进的TSP203超前地质预报系统，能快捷地预报出掌子面前方一定范围内的初步地质情况，地质超前预报不仅可以及时地为制定隧道施工方案提供依据，而且可以大大减少隧道施工塌方的危险性，保证施工安全；二是把地质雷达作为TSP203超前地质预报的补充，对异常点用地质雷达作为补充手段确定异常体的范围、性质等；三是运用红外探水仪和超前钻孔、地质素描等手段对整个隧道进行超前地质预报。根据这些超前地质预报手段所预报的结果，综合掌子面的实际情况，判断掌子面前方的工程地质、水文特征，并依此为据制定相应施工措施，有效保证了隧道施工安全。隧道爆破中节能环保水压爆破技术应用开工前，在获得业主、监理认可后，本标段隧道爆破将采用“节能环保工程水压爆破”工艺。炮泥是由土、砂和水三种成分组成，比例是土:砂:水＝0.75:0.1:0.15，土是主要成分，砂和水是次要成分，砂的作用是为了增加炮泥的重量，有利于抑制爆炸气体膨胀冲出炮眼，水是“粘合剂”，使土和砂能成形，此外还能起到降尘作用。先把水装入塑料袋中，然后把装满水的塑料袋（水袋）填入炮眼所设计的位置中。水袋加工主要是塑料袋装满水后封口，塑料袋为常用的聚乙烯塑料制成，人工封口。该方法使水既不漏、渗出炮眼外又不浸湿炸药，而且注水又简便、费用又低，能提高炸药能量利用率（节省炸药）、提高施工效率、提高经济效益和保护环境，有效地控制飞石、降低粉尘、噪声和震动，确保环境安全和减轻对环境的污染。预应力孔道压浆技术应用预应力筋张拉后，孔道应尽早压浆。预应力孔道压浆采用真空辅助压浆法施工。真空辅助压浆技术是后张预应力压浆施工的一项新技术，它的基本原理是在孔道的一端采用真空泵对预应力管道先进行抽真空，使之产生-0.06Mpa左右的真空度，然后用压浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道另一端灌入直至充满整条孔道，并加以不大于0.6Mpa的正压力。泥浆净化分离设备应用本工程将使用泥浆净化装置对泥浆进行净化、分离，并增加泥浆循环次数，降低钻孔桩施工对环境的污染。泥浆净化装置具有以下优势：⑴泥浆的充分净化，有利于控制泥浆指标和减少卡钻事故，提高造孔质量。⑵对土碴的有效分离，有利于提高造孔工效。⑶泥浆的重复使用，有利于节约造浆材料，降低施工成本。⑷泥浆的闭路循环净化方式及较低的碴料含水率有利于减少环境污染。桩基钢筋接长冷挤压连接技术应用钻孔桩成孔后需进行清孔作业，此道工序进行后孔内泥浆比重显著降低，护孔功能削弱，因此清孔后应尽快灌注水下混凝土，但往往因接长钢筋笼浪费较多时间，采用冷挤压接长工艺可将安装钢筋笼的时间缩短至一个半小时。在征得业主、监理工程师及设计单位同意的情况下，我单位将在本工程桥梁桩基础施工中采用该施工工艺。无拉杆厂制钢模复合式大模板技术应用为提高桥表面质量，拟在此工程中采用无拉杆复合模板工艺进