科技进步奖顶进涵.docx
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科技进步奖顶进涵
山西潞安工程有限公司
科学技术进步奖推荐书
一、项目基本情况
项目名称
余吾热电煤矸石晾晒系统工程返料带式输送机地道顶进涵技术
主要完成人
李国跃、韩加宏、滕晋康、张建斌、张小波、汤学华、曹天振
主要完成单位
绿源建材有限公司
推荐部门
推荐日期
成果登记号
项目可否公布
项目起止时间
2011年7月——2011年9月
任务来源
计划编号
推荐部门意见：
（写明推荐条件和推荐等级）
公章
年月日
二、项目简介
项目名称：
余吾热电煤矸石晾晒系统工程返料带式输送机地道顶进涵技术
（项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况）
本项目属铁路桥涵施工中箱涵顶进技术应用。
余吾热电过铁路段返料带式输送机地道斜跨余吾煤矿铁路站场西咽喉。
跨越铁路处为四股道，分别为5、9、8、7股道，其中跨5、9股道为道岔岔尾部分，跨8股道为直股，7股道为曲股（见附图1）。
铁路轨顶距地道顶约2m，地道与站场夹角为108º~120.5º，站场两侧设有纵向排水沟。
地道箱涵结构总高度为3.6m，结构净高2.5m，顶板厚0.5m，边墙厚0.5m，底板厚0.6m，过铁路段地道总长64m，其中前段11.5m和后段27.5m采用开挖现浇施工方法，中间段25m采用现场预制顶进施工的方法（见附图2）。
本工程施工难点主要有：
1、在不影响列车行使的情况下对已有线路进行加固及架空；
2、工程中箱涵为下穿既有线施工，在箱涵顶进作业中确保顶进过程中涵身平面位置及涵顶标高的正确为本工程施工中的难点，且本箱涵顶进长度创集团公司之最。
附图1：
地道箱涵与铁路股道、电缆沟平面示意图
附图2：
预制箱涵工作坑剖面图
三、项目详细内容
1、立项背景（相关科学技术状况及其存在的问题）
山西潞安余吾热电有限责任公司煤矸石脱水晾晒系统工程是2011年绿源公司的重点工程，也是公司第一次作为施工总承包承揽的工程。
往年我们公司都是以钢结构施工进行单一模式经营，随着社会经济的发展，这种单一模式必将成为制约公司发展的瓶颈。
近一两年，公司努力突破自己，并开始涉足土建、设备安装等工程，努力开拓市场，为实现公司多元发展奠定坚实基础。
返料带式输送机地道顶进段箱涵基底处于第三层黄土状粉质粘土层上，底板作用的承载力为210KPa，满足箱涵主体基础设计承载力120KPa。
涵底标高951.05m，板顶标高954.65m，箱涵上部既有线路基顶面956.50m。
箱涵全长25m，采取一次顶入法顶进，此施工方法我公司没有先例。
2、详细科学技术内容（总体思路、技术方案、实施效果）
要保证本工程顺利施工，我们必须在施工前对本工程的施工的重点、难点有一个清楚的认识。
施工前，需对已有5、9、8、7股道进行加固，且仔细验算千斤顶的最大顶力，确保箱涵顺利顶进。
在箱涵顶进作业中确保顶进过程中涵身平面位置及涵顶标高的正确为本工程施工中的难点。
一、既有线路加固及架空施工方案
1、根据现场实际情况，制定既有线路加固措施及顶进措施施工顺序。
加固5、9、8、7股道，封锁8股道，机车在5、9、7股道运行，在铁路南侧开挖工作坑，基坑基底处理后，后背加固，在工作坑内预制砼箱涵，待砼箱涵强度达到顶进设计强度，利用千斤顶由南向北顶进，将箱涵北段顶至5、9股与8、7股道中间部位，恢复8股道行车，封锁5、9股道，机车在8、7股道上运行，待箱涵顶进至站场北侧水沟外后，恢复5、9股道行车。
2、方法总体思路：
采用6个直径1m人工挖孔钢筋砼支点桩（见附图3）。
上面放置56B工字钢束梁（3根工字钢抱焊成束）为线路架空纵梁。
垂直纵梁上铺30槽钢横担梁，横担梁间距0.543m，均匀分布在纵梁上，两片30槽钢之间采用高强螺栓联结（见附图4）。
附图3
附图4
3、开挖支点桩时，注意对受影响地段的线路加轨加固，施工时加强支点基础的观测，如有沉陷，应及时调整。
架空设备的紧固扣件应按规定上紧上牢，保持架空线路的稳定（水平、轨距和方向），架空期间应派专人对架空设备进行昼夜检查养护。
4、线路加固是顶进作业的关键工序。
必须接到调度命令后，并到车站办理签证手续，方可进行线路加固施工。
线上加固按以下要求进行作业。
（1）对线上有关设施的处理
线路加固前，工地负责人首先要安排有关人员对线上所有电力、电器，通讯信号及有关设施，一定要调查清楚，并通知有关单位协同进行处理，在施工期间，必须采取切实可行的措施保证铁路器材的正常使用，确保行车安全。
（2）线上加固的要求
1）各种架空设备要求放置平稳，连接牢固，结构稳定，使之整体，不允许结构螺栓有松动现象。
横担梁每穿一组，上下要及时用枕木或木锲支垫稳固，并将相邻木枕捣固密实，并将道床用道碴封好。
2）维修人员应经常检查纵梁、横担梁，保证各个部件应结构稳定，安全可靠，如发现危及行车应及时处理，保证需要行车安全。
附图5：
线路加固及架空现场图
二、箱涵一次顶入法技术方案
1、顶力计算
[按桥规第2-386条（2-132）式]：
P=K[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3]g
式中：
P——最大顶力（KN）
K——系数，取K=1.2
H1为轨底至箱涵顶高度，取H1=1.85m，H2为轨底至涵底高度，H2=H1+涵身全高=1.85+3.6=5.45m
N1——涵顶上荷载（t），N1=1.85×25×7×γ=615.13（t）
f1——涵顶部表面与顶部荷载之间的摩阻系数，取f1=0.3
N2——涵身自重（t）。
N2=QL+10（t）=26.88×25+10=682（t）式中Q为单位长度涵身自重（t/m），L为顶进涵长，10（t）为机具、人群、钢刃角以及未能及时运走的土重等施工荷载。
f2——涵身底板与基底土摩阻系数，取f2=0.8
E——涵身两侧土压力（t）。
涵顶土压e1=ξγH1，涵底土压e2=ξγH2，式中ξ=0.3，γ=1.9t/m3
E=（e1+e2）HL/2=187.25（t）
f3——侧面摩阻系数。
取f3=0.8
P=K[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3]g=1.2×（615.13×0.3+1297.13×0.8+2×187.25×0.8）×10=18262.12KN=1826t
考虑千斤顶75%的工作效率，故选用9台规格300t的千斤顶（另2台备用）。
2、顶进涵施工
（1）预制箱涵混凝土强度达到75%即可拆除模板，强度完全达到100%时，方可进行顶进施工。
施工前，顶进液压系统的各部件，应单体试验，合格后方可安装，全部安装后必须试运转，检查油路、千斤顶及控制台，达到额定油压方可使用。
顶进设备安装完毕后，必须首先进行试顶。
各有关部位及观测点均应有专人负责随时检查变化情况；开泵后，每当油压升高10Mpa时，须停泵观察，发生异状及时处理；当千斤顶活塞开始伸出，顶柱（铁）压紧后应即停顶，经检查后背、传力柱和油压等部位无异常现象时，可再开泵，直至桥身起动。
（2）工序流程
箱涵框构在工作坑底板上移动时，顶进程序为：
当箱涵框构与路基接触后，顶进程序为：
（3）挖土顶进施工
1）挖土：
每次挖土进尺，开挖面应平顺，自上而下挖土。
挖土作业应与观测人员密切配合，随时根据涵顶进方向和水平偏差，采取超、欠挖纠正措施。
挖土作业应派人对土体变化态势进行观测监护。
挖土要作到：
涵身不超挖；涵底须按照顶进坡度开挖；每次开挖的长度不宜大于1m，即千斤顶顶镐的行程。
2）顶进：
a安装传力柱要求：
每安放两节传力柱需安装分配梁一道,分配梁长度要≥6m，因顶进较长，传力柱必与箱涵垂直安放，并用螺栓联贯牢固。
传力柱端头，必须平整，不允许有折线和不稳定现象发现，如果发现接头位置有起撬或不平时，应采取补就和更换，不合格的传力柱应立即更换。
b顶进要求：
每次顶进前应检查液压系统、顶柱（铁）安装和后背变化情况等；桥涵身每前进一挖土进尺，应观测轴线和高程至少一次，发生偏差及时纠正,以保证顶进中线和标高的正确；顶进时，应对各观测点变化情况进仔细观测，发现异状，应立即停止顶进，待问题处理后再顶进作业；应做到随挖随顶。
图为施工人员在安放传力柱
（3）涵身顶进的方向和标高控制：
为了保证箱涵框架按设计轴线顶进就位，减小偏移，千斤顶、传力柱严格箱涵架轴线均匀布置。
不断检查液压系统油管路，保证每一个管路畅通，确保顶力均匀。
及时提供顶进距离，方向情况，做到每顶进一次测量一次，以便施工人员掌握，调整挖土、顶镐布置，确保顶进轴线不偏离设计轴线。
结合本工程地质情况，在滑板预制时按平坡施工，施工标高为就位时的标高，顶进按平坡顶进，保证涵身就位设计高程的要求。
顶进过程中，若发现偏差，应及时校正。
校正的方法采用坑内和箱涵端面纠偏这两类方法。
具体作法如下：
1）挖土校正法：
在箱涵偏向设计中心的一侧超挖，而在相对一侧不超挖或者留坎，使箱涵在继续顶进中，逐渐回到设计位置，校正中不得猛纠硬调，以防产生相反结果。
偏差为10～20毫米时，采用此法较正。
2）顶木较正法：
当偏差大于20毫米时或者用挖土法较正无效时，用圆木或方木一端顶在管子偏离设计中心的一侧管壁上，另一端装有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后开动千斤顶，利用顶进时顶木斜支管子所产生的分力使管子得到校正。
图为施工人员在顶进施工过程中进行测量
工作坑控制基桩布置示意图如下图：
3、发现、发明及创新点：
1、研究并实施了既有线路加固架空施工技术。
2、研究并实施了箱涵一次顶入法施工技术。
（不超过400个汉字）
4、保密要点
箱涵一次顶入法施工技术中保证涵身平面位置及涵顶标高的正确。
（不超过100个汉字）
5、与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较
顶进涵技术是国内铁路、桥涵专业中经常使用的施工方法，在已有公路、铁路及其他建筑结构物地基下顶推穿越。
常用的顶进涵技术包括一次顶入法、对顶法、中距间法、对拉法等施工方法。
（不超过800个汉字）
6、应用情况
本项目应用效果主要体现在三个方面，
1、研究并实施了既有线路加固架空施工技术。
2、研究并实施了箱涵一次顶入法施工技术。
3、研究并解决了箱涵一次顶入法施工技术中涵身平面位置及涵顶标高的正确的技术难题。
本项目从方案选择、技术论证，到实际操作均遵循科学严谨和实事求是的工作态度。
本工程技术方案科学合理，施工工艺简洁可靠，从而提高了生产效率、达到施工技术规范要求。
成果转化、推广或产业化方面还需帮助解决的问题
为我公司储备一定专业技术能力，为日后施工累了宝贵的经验。
项目总投资额
回收期
栏目
年份
新增利润
新增利税
创收外汇
节支总额
累计
经济效益额分析：
社会效益：
四、对本项目做出创造性质的主要人员情况表
姓名
性别
年龄
职务、职称
工作单位
参加本项目起止时间
对项目做出创造性贡献的内容
李国跃
男
53
经理
绿源建材有限公司
11.7——11.9
项目总策划
韩嘉宏
男
42
项目经理
工程师
绿源建材有限公司
11.7——11.9
项目组织协调
滕晋康
男
43
项目技术负责人
工程师
绿源建材有限公司
11.7——11.9
方案技术指导
张建斌
男
51
现场负责人
绿源建材有限公司
11.7——11.9
现场组织协调，组织方案实施
张小波
男
30
施工员
助工
绿源建材有限公司
11.7——11.9
配合现场实际操作，组织方案实施
汤学华
男
27
质检员
助工
绿源建材有限公司
11.7——11.9
现场质量控制
曹天振
男
29
安全员
助工
绿源建材有限公司
11.7——11.9
现场安全控制
注：
推荐一等奖限报10人，二等奖限报7人，三等奖限报5人。
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