铁路桥梁空心桥墩工程施工设计方案

1.编制说明
1.1.编制依据
大包铁路电化改造枢纽古店至东联络线及配套工程DDLX-1标段工程招标设计文件、图纸。

大包铁路电化改造枢纽古店至东联络线及配套工程DDLX-1标段工程施工招标文件、补遗书、答疑书。

对本次编制围进行现场调查所形成的调查资料。

现行的铁路工程施工技术规、规则、质量验收标准及有关规定。

我公司颁发的ISO9001、ISO14001、GB/T28001质量、环境、职业健康安全手册及程序文件。

我公司积累的类似工程相关经验和资料及施工工艺、工法。

我公司的管理水平、人员技术状况、装备力量及多年来的施工经验。

1.2.工程概况
1.2.1.工程简况
大铁路是我国的经济命脉线，是中国第一条电气化重载运煤专线，是、、西部煤炭外运的主通道，承担着全国四大电网、十大钢铁公司和6000多家工矿企业的生产用煤和出口煤炭运输任务，煤运量占全国铁路总煤炭运量的近1/7，2008年煤炭运量实现3.5亿吨。

2008年1月31日国家主席视察大铁路后指示要尽快修建大后方通道，确保2009年运量实现4亿吨。

新建古店至东联络线及配套工程正是为大铁路后方通道而修建的一条枢纽通道，跨京包线特大桥地处省市，位于大包铁路电化改造枢纽古店至
东下行联络线东站的西咽喉处，本桥为跨越既有京包铁路、西至东北环联络线及解决跨铁路两侧路基填土过高而设。

本桥为2-24+24-32+2-24+5-32m 预应力混凝土梁桥，桥全长1062.4m ，共34个墩台，钻孔桩274根，桩长7354m，砼17092立方；钻孔桩孔径为1m。

其中空心墩共计13个占总桥的38%，空心墩身高20m～27.5m。

桥墩采用圆端型，桥台采用T型，墩台基础采用钻孔桩及部分明挖基础，桥两端分别位于半径600m和2000m的反向曲线上，中间位于直线上及7.5‰、4‰、-4‰的坡道上。

本桥的实体墩身采用C30、C40混凝土，空心墩身采用C35混凝土；墩台顶帽、托盘及桥台挡碴块、道碴槽均采用C35混凝土；支撑垫石采用C40混凝土；钻孔桩基础、承台均采用C30、C40混凝土。

1.2.2.地形地貌
本桥所处在市的垃圾场及取土场，地形复杂，高程在1030-1075m之间。

1.2.3.地质、水文及气象条件
枢纽位于台背斜的北部，第四系地层厚度大于50m，基岩埋藏较深，地质构造对铁路工程影响不大。

主要岩性为新黄土、黏性土、砂类土、碎石类土，无大的不良地质现象。

位于市的郊区，多分布有杂填土，厚度、分布不均，新建工程施工时应予清除。

由于地方取土、取砂，在御河河床、漫滩及平原阶地形成众多取土坑，坑深壁陡，对于桥梁、支挡工程基础应埋置一定的深度，防止因取土坑影响，发生倾伏。

地下水主要为孔隙潜水，赋存于第四系松散堆积层中，含水层主要为砂类土及碎石土。

地下水主要靠大气降水补给，地下水埋深大于40m。

地下水一般对混凝土结构不具侵蚀性。

气候分区为中温带亚干旱区，该地区四季分明，寒暑温差变化大，冬季寒冷漫长，干旱多风，春季风大雨少，气候干燥，夏季短而酷热，降雨集中，秋季气温剧降。

按对铁路工程影响的气候分区，该地区为寒冷地区。

主要气象要素见下表：
1.2.4.主要技术标准
本桥设计荷载为"中-活载"；地震基本烈度7度，α=0.15g，Tg=0.40s；冻结深度1.9m。

桥两端分别位于半径600m和2000m的反向曲线上，中间位于直线上及7.5‰、4‰、-4‰的坡道上。

本桥为2-24+24-32+2-24+5-32m 预应力混凝土梁桥，桥全长1062.4m ，共34个墩台。

1.2.5.工程建设条件
1.2.5.1.当地建筑材料情况
本线附近砂石料较丰富，基本分布在市南郊区后山附近，储量丰富。

本线地区一级道碴，由北周庄采石场供应。

其它建筑材料砖、石灰、木材
等均可就近购买。

1.2.5.2.交通运输情况
1.2.5.2.1.铁路
本项目与大包电气化改造工程密切相关，根据区间能力需要，枢纽需新建大包线至湖大线上、下行货车联络线，联络线北端接轨古店站，南端接轨东站。

与本线有关的既有铁路主要有枢纽各联络线、丰沙大线、北同蒲线、大线。

1.2.5.2.2.公路
本段沿线公路交通发达，主要有109、208国道及京原、大运干线通过；此外还有大塘、大、大涞等干线贯穿各县。

国道距线位平均约2-3Km，可以作为本线施工运输干线；乡村道路发达。

本段材料运输利用既有公路不能完全满足铁路施工的运输需要，部分地段需要修建便道或对拟利用乡村道路需加以拓宽补强加以改造后才能满足施工需要。

1.2.5.3.人文条件
主要集中在古城村，多为汉族。

1.2.6.主要工程量汇总表
详见附表1
1.2.7.工期和质量要求
1.2.7.1.工期要求
根据业主要求该工程于2008年5月25日正式开工修建，要求2008年底开通运营，2008年8月20日达到架梁条件，这样桥墩必须在2008年8月15日前完工，除去桩基、承台及混凝土养护期，桥墩实际施工期为40
天。

1.2.7.2.质量要求
确保全部工程达到国家及铁道部现行的工程质量验收标准。

工程质量具体指标：单位工程一次验收合格率100%。

1.2.8.工程特点、重点及难点
1.2.8.1.本工程特点
本工程为应急配套工程，合同工期仅为40天，时间紧任务重，施工组织压力大。

施工专业多、交叉干扰多，施工协调组织难度大。

1.2.8.2.本工程重点、难点
跨京包线特大桥：共有钻孔桩274根，墩台34个，桩长7354m，砼17092立方，其中空心墩共计13个占总桥的38%，空心墩身高20m～27.5m。

施工工艺复杂，质量标准高，人员、材料、机具高度集中，是本工程的重点工程。

本桥上跨既有京包线、东Ⅱ场，在施工中封锁过渡需多个专业的配合，工作量大，技术复杂，且涉及既有线行车安全，是本工程的难点。

2.施工组织机构
2.1.施工组织机构图
详见附图1
2.2.岗位人员配备情况
成立大包铁路电化改造枢纽古店至东联络线及配套工程项目经理部，由项目部全面负责整个项目的施工、竣工及修补缺陷。

项目部下设四科二
室（即施工技术科、安全质量科、物资设备科、劳资财务科、综合办公室、工程试验室），负责项目部的日常管理和对项目部各作业队的计划、组织、指导、监督和协调。

项目部的主要人员均不再在其他工程项目上任职。

2.3.岗位职责描述
2.3.1.项目经理
主持全面工作，全面履行项目合同，对工程质量、安全、工期和成本控制负全责；负责项目经理部部行政管理工作。

2.3.2.项目副经理
负责组织指挥施工生产、各作业层的接口界面协调和部考核，监督年、季、月施工计划执行。

负责现场施工进度、工程质量、安全生产、环境保护、文明施工、成本控制的管理和措施的具体落实；组织协调生产要素的合理配置，确保工程阶段性目标的实现。

2.3.3.项目总工程师
负责组织对全部施工图的会审，主抓技术管理和重大技术方案的制定，负责编制年、季、月施工计划，并负责与监理单位、设计单位和业主技术部门的协调工作。

负责新技术、新工艺、新设备、新材料及先进科技成果的推广和应用。

2.3.4.项目总经济师
负责组织本工程项目的设计变更、对外索赔工作；负责组织对工程施工过程中成本的计划、控制、分析、纠偏等工作；负责组织本工程项目的验工计价、经营核算工作。

2.3.5.各科室管理职责
2.3.5.1.施工技术科
组织设计文件会审，编制实施性施工组织设计。

负责工程测量、量测、地质预报、试验、配合设计、监理的工作。

负责建立技术管理日志，做好项目技术档案管理工作。

掌握工程进展情况，归纳分析影响进度的因素，并提出改进措施。

组织重点技术问题攻关，负责技术交底，检查指导施工队的技术工作。

组织实施工程竣工后保修和后期服务；组织推广应用“四新”技术，开发新成果。

2.3.5.2.安全质量科
负责本工程的现场安全、质量管理工作；组织编制安全、质量管理办法、质量控标准、纠正和预防措施、创优规划；配合监理工程师做好现场质量的监督检查；负责职工安全、质量教育培训，组织开展全面质量管理活动和安全质量的检查评比与考核。

建立健全环境保护责任体系。

依据国家及当地环保部门的有关规定，针对本工程施工及周围环境特点，制定具体详细的环保、水保规划与措施，并具体负责抓好贯彻落实，减少本工程的施工对当地环境造成损害。

2.3.5.3.物资设备科
负责现场设备的管理，负责材料订货、采购。

根据项目管理特点，制定物资设备管理标准和实施办法，对工程使用的材料、机电设备的质量和管理、机械设备的管理、维护保养负责。

2.3.5.4.劳资财务科
依照合同法负责项目部与各施工队进行劳务合同、部承包合同制定、签定和管理。

负责本工程项目的财务管理、承包合同、成本控制、成本核
算工作。

按照财务法负责本工程的资金管理，并依靠集团公司保证满足本工程的施工资金。

2.3.5.5.工程试验室
试验室负责本试验段项目的检验、试验、交验，按检验评定标准对施工过程实施监督并对检验结果负责。

负责现场各种原材料试件和混凝土试件的样品采集和测试、检验及质量记录。

根据现场试验资料，提出各种混和料的施工配合比等试验数据，并在施工过程中提出修正意见报批准执行。

配合各科研项目完成试验工作，作好资料整理及分析。

2.3.5.6.综合办公室
负责本工程信息传递、文件管理、关系协调等工作，及时将各种信息进行反馈，为项目经理决策提供依据。

严格执行ISO9001、ISO14001、GB/T28001程序文件《文件和资料控制程序》，编制本工程文件、图纸管理办法，并组织实施。

负责施工驻地和现场的治安保卫、宣传报道工作。

负责本工程消防工作。

负责项目部后勤保障等工作
3.施工总体部署
在施工过程中，紧紧围绕本施工段的难点、重点、特点和工期要求，总体考虑只要具备施工条件的工程要全面开工，不具备开工条件的创造条件开工，由点到面，全线推进。

3.1.施工准备
3.1.1.临时驻地、施工场地布置和施工平面布置示意图
详见附图2
3.1.2.施工便道
本工程材料运输主要拟利用既有公路，但既有公路不能完全满足铁路施工的运输需要，部分地段需要修建汽车运输便道或对拟利用乡村级路加以拓宽补强改造后才能满足施工需要。

本标段拟修建到取土场、搅拌站等及与既有公路连接引入的新建汽车运输便道共5.5km，改建道路2km。

汽车运输便道标准为：道路宽4米，每500米设一宽4米，长15米的会车带，泥结碎石路面，通过河道的地方埋设涵管或采用混凝土硬化过水路面，汽车运输便道的排水可以结合铁路永久性排水工程修建。

修建汽车运输便道的同时，做好环境保护和水土保持工作。

3.1.3.施工用水
本段为缺水地区，生活用水采用自来水，施工用水需修3km管道引入，为了保证用水量现场需打井并修建储水池。

3.1.
4.施工用电
施工用电主要利用地方高压电源引入，现场设置变压器送电。

本工程共建10KV电力线路5公里，考虑特大桥及搅拌站及预制场等共设2处变压器，供工程施工用电，另外配备3台120kw发电机组作为备用，小型结构物施工用电采用自发电供给。

3.1.5.通讯联络
为保证工程施工信畅通，及时与业主、监理单位和设计单位取得联系，项目部及各施工队驻地安装程控及传真机，配备宽带连网电脑，形成自上而下的信息传递和指挥调度系统。

3.2.区段划分及作业分工
根据工程实际情况及工期目标，按各区段工作量均衡的原则将整个标段划分为3个区段，各区段按专业布置施工队伍，共布署6个施工队伍，一处砼拌和站和小型构件预制场及一处存梁场。

各个区段划分、队伍部署及任务见下表。

3.3.总体施工方案
总体施工顺序：确保重、难点工程，兼顾一般，同时开工，整体推进。

区段划分及队伍部署表
先期进行大临设施的建设，优先安排特大桥的钻孔桩施工，安排各桥桥台部分先行施工，然后顺次安排各承台和墩身施工。

桥面防护栏杆及人行道随着架设同步完成。

工程所需T梁均采用价购方式，存梁场存放。

钻孔桩采用旋挖钻机及冲击钻机成孔，空心桥墩采用吊机提升翻模法施工，砼采用搅拌站集中供应，搅拌运输车运输，泵送入模。

桥梁墩身采用定型大模板施工，桥台采用组合钢模板，辅以木模，模表面衬PVC板。

3.4.空心桥墩施工方案
根据业主要求该工程于2008年5月25日正式开工修建，要求2008年底开通运营，2008年8月20日达到架梁条件，这样桥墩必须在2008年8月15日前完工，除去桩基、承台及混凝土养护期，桥墩实际施工期为40天。

如何安全按时完成施工任务是一次大的挑战。

跨京包线特大桥共34个墩台，其中空心墩13个占总桥的38%，而且空心墩施工难度大，高度在20～27.5米。

因此在施工方案、施工工序合理安排上尤其重要。

3.4.1.施工介绍
高墩为减轻自重，一般设计为空心墩。

高空心墩采用吊机提升翻模法进行施工，翻模由模板、工作平台、吊架、提升设备组成。

翻升模板建议采用2层布置，每层高4.0m，以墩身作为支承主体。

上层模板支承在下层模板上，循环交替上升。

工作平台采用20号槽钢组拼成型的空间桁架结构，配合随升收坡吊架，为墩身施工人员提供作业平台，稳定性能良好。

平台的提升系统采用液压穿心千斤顶进行提升，自动化程度高，可控性能良好。

3.4.2.施工特点
翻模是由上、下二组同样规格的模板组成，随着混凝土的连续灌筑，下层混凝土达到拆模强度后，用吊机配合自下而上将模板拆除，接续支立，如此循环往复，完成桥墩的灌注施工。

3.4.3.施工方法及工艺要求
3.4.3.1.墩身模板
外模分上、下两节，一次支立而成，接缝采用阴阳锲接头，模板制作精度如下：尺寸误差小于2mm，倾斜角偏差小于1.5mm，孔位误差小于1mm。

为确保工程质量，在工厂统一加工。

模板用槽钢骨架与6mm钢板组焊成整
体。

施工过程中，两节模板交替轮番往上安装，每一节都立在已浇筑混凝土的模板上。

模采用组合钢模拼装，外模间设带纹的对拉螺栓，以利于拆模和避免墩身混凝土形成孔洞。

墩身腔每隔一定高度预设型钢作支撑梁，上面搭设门式脚手架作为装拆模和浇筑混凝土工作平台之用。

安装和拆卸模板，提升工作平台以及钢筋等物品的垂直运输均由塔吊完成。

每块外模背面沿墩身上升方向焊接两条带孔钢轨，并使上、下节模板的钢轨对齐，工作平台利用插销固定在钢轨上。

安装好上节外模后，可取下插销，利用塔吊将平台沿钢轨向上滑升到上节固定。

3.4.3.2.模板位置调整
当四大块模板组拼成形后，所有螺栓不必拧紧，留出少量松动余地。

模板前后方向偏斜的调整通过手拉葫芦拉至正确位置，左右偏斜的调整则在模板底边靠倾斜方向的一端塞加垫片实现。

模板之间的缝隙塞有橡胶条，防止漏浆。

由于模板制作及起始第一节模板调整的精度都很高，以后每次调整幅度很小。

调整完毕后，拧紧全部螺栓，即可浇筑混凝土。

3.4.3.3.拆模
在安装钢筋的同时，可以开始拆下面一节外模工作。

拆模时用手拉葫芦将下面一节模板与上面一节模板上下挂紧，同时另设两条钢丝绳栓在上下节模板之间。

拆除左右和上面的连接螺栓，然后通过两个设在模板上的简易脱模器使下节模板脱落。

脱模后放松葫芦，使拆下的模板由钢丝绳挂在上节的模板上。

然后逐个将四周各模板拆卸并悬挂于上节模板上。

这样将拆模工作和钢筋安装工作同时进行，节约至少半天时间，同时最大限度地减少了对塔吊工作时间的占用。

3.4.4.控制标准
墩台模板允许偏差和检验方法
4.工期计划及施工进度安排
4.1.总工期计划
该工程于2008年5月25日正式开工，2008年8月20日达到架梁条件。

4.2.施工进度安排
4.2.1.总体施工顺序安排
跨京包线特大桥工程：
钻孔桩基础：2008年6月1日～2008年8月1日
承台：2008年7月5日～2008年8月5日
墩台身：2008年7月20日～2008年8月15日
4.2.2.施工进度计划网络图和横道图
见附图3、见附图4：
4.3.工期保证措施
工期不仅是对项目投标的要求，它更是施工企业进行工程管理的三大控制目标（质量、工期、成本）之一。

我单位将从工程一开始，就按照项目法施工的要求精心组织，精心施工；在施工过程中，根据工程进度实际情况，及时采取有效措施，确保全面履约，实现工期计划目标。

4.3.1.工期保证体系
为确保总工期和分阶段工期目标的实现，中标后迅速组织人员、设备进场。

项目部成立保证工期领导小组，建立工期保证体系。

见工期保证组织机构框图，见工期保证体系框图。

项目部将充分考虑年施工期、气候、交叉施工对工期的影响，遵循如下原则对本标段工期提供可靠的组织及体系保证。

纵向分段、平行作业、总体推进，突出重难点的原则。

抓住时机、连续作业、机械化快速施工的原则。

科技先行、注重环保、确保质量的原则。

4.3.2.组织保证措施
4.3.2.1.明确各层工期管理责任
项目管理层的责任：
在合同工期之，实现项目工期计划目标；动态配置各种生产要素；制订并落实各施工阶段的工期计划；跟踪控制生产过程，落实有关措施。

项目作业层的责任：
执行各施工阶段的工期计划；按计划安排进行倒班作业；缩短工序作业间隔时间，提高综合效率；开展劳动竞赛。

4.3.2.2.早准备、早上场、早施工
坚持一个“早”字，即“早准备、早上场、早施工”。

开工前，认真搞好施工调查，确定施工材料和机械配件供应商，并备足施工需用的材料和配件，避免因材料及机械配件供应不及时而造成的停工待料。

4.3.2.3.对形象进度进行监控
按每旬、每月、每季、每年编制分项、分部工程的施工形象进度计划，看实际完成与计划完成工程量的差距，分析差距产生的原因、单位、分部和分项，采取相应对策，对工程实施形象进度控制。

4.3.2.4.对关键线路进行监控
充分结合工程实际，明确关键线路，狠抓关键工序，并根据工程进展变化，适时调整网络图，明确不同阶段的关键工序，通过对关键工序、关键点的有效控制，实现总工期目标。

4.3.3.制度保证措施
建立健全各项工期保证制度，确保施工生产各环节、各专业、各工种之间的平衡与协调，确保项目施工按进度计划顺利实施。

4.3.3.1.值班制度
施工高峰期间实行24小时昼夜值班，无夜间施工的一般时段实行夜间值守。

4.3.3.2.会议制度
每天召开一次工程交班会，每周召开一次调度例会，每月召开一次工程例会，每半年召开一次调度业务会议。

4.3.3.3.检查制度
检查工程形象进度和计划执行情况、调度命令执行情况、值班记录问题的处理情况，文件资料的归档保存情况。

4.3.4.资源保证措施
4.3.4.1.人力保证
为加快本标段的施工进度，保证工期，我们已组织好精干足够的施工管理人员和施工队伍，整装待命待接到中标通知书后，迅速做好施工前的各项准备工作。

做到项目经理部精干高效，做到各施工队人力配置上工种齐全，持证上岗。

4.3.4.2.设备保证
设备的选型力用、多效、耐用的原则，防止待机误工。

在施工中确保施工机械按计划正常运转。

机械、设备进场时确保状态良好，重要施工设备如龙门吊、钻机等已提前做好配备。

在使用过程中做好运转记录，防止带病作业而延误工期。

4.3.4.3.材料保证
确保材料供应满足施工需要，同时合理安排施工顺序，坚决杜绝返工和窝工现象的出现。

4.3.4.4.资金保证
保证充足的资金，搞好部经济责任制，确保工程进度计划，确保施工资金按期到位，保证施工材料的供应，满足施工需要。

完善奖罚制度，落实好按劳分配原则。

实行不同形式的计件工资、计时工资、承包工资，以经济为杠杆，充分发挥施工人员积极性和主动性，提高生产效率，提前工期有奖，延误工期受罚。

4.3.
5.技术保证措施
4.3.
5.1.不断优化施工组织设计
以本标书的初步施工组织设计为依据，及时编制实施性施工组织设计，充分发挥科技是第一生产力的优势，在施工中不断优化施工方案。

采取目标管理、网络技术等现代化管理方法，使施工组织更加全面和严谨。

在施工中要对实施性施工组织中的有关工序衔接、劳力组织、工期安排上不断优化，使其更加完善。

4.3.
5.2.合理安排交叉施工
在施工过程中，不同专业交叉作业时，优先保证关键及控制工程劳力、机具、材料的投入，确保工期目标的实现。

进行工序排列，搞清专业工序交叉点，制定合理的工序施工控制网络及各工序协调配合方案，并有专人专门负责专业工序交叉部位的施工协调，使专业工序交叉对施工影响减少到最小。

5.主要工程项目的施工工艺流程和施工方法
5.1.钻孔桩基础
5.1.1.埋设护筒：
为固定桩位,导向钻头,隔离地面水，保护孔口地面及提高孔水位、增加对孔壁的静压力以防坍塌，钻孔前必须埋设护筒。

护筒采用壁厚5mm钢板制作，接头焊缝严密,不漏水。

护筒直径采用1.0m，埋设时,顶面高出施工水位或地下水位2.0m，并高出施工地面0.3m,并且穿过淤泥等松软土层，将筒底设置在较密实的土层中至少0.5m，护筒埋设用加压和锤击的方法进
行,埋设应准确稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不能大于50mm。

5.1.2.泥浆制备：
采用泥浆护壁方法进行钻孔固壁，泥浆比重1.1～1.3，故对孔壁能增大静水压力，并在孔壁形成一层泥皮，隔断孔外水流，保护孔壁，防止坍孔。

开钻前，储备一定量的粘土，在泥浆制备池制浆备用，同时制作好泥浆沉淀池，以保证泥浆的循环使用。

5.1.3.钻孔：
钻机安放平稳后，检查钻头或钻杆中心与护筒中心的偏差不大于50mm，方可开钻。

开钻时,以低档慢速钻进，钻至护筒下1.0m后，再以正常速度钻进。

在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法，在粘性土中钻进，选用尖底钻头，中等转速，大泵量，稀泥浆，进尺不得太快，太快钻杆易折断，泥块不易粉碎。

在砂土或软土层中钻进，宜用平底钻头，控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，防止泥浆排量不足，钻碴来不及排除而造成埋钻事故。

钻孔要一次性成孔，不得中途停顿，因故停钻时，不得清孔，孔口应加盖，并将钻头提离孔底5m 以上。

钻孔达到设计深度，经终孔检查后，即进行清孔，其目的在于使沉淀层尽可能减薄，提高孔底承载力，同时也为灌注混凝土保证质量，不出故障。

清孔时，将钻头提离孔底10—20cm空转，保持泥浆正常循环，以中速压入符合规定指标的泥浆,把孔比重大的泥浆换出,使含砂率逐步减小，直到稳定状态为止。

清孔时一定要保证孔水头,避免坍孔。

一切完毕后，经监理工程师认可后，方可进行下一道工序。

钻孔桩施工工艺流程图见附图5：5.1.4.钢筋笼制作及吊装：。