声屏障安装综合施工综合工法

声屏障安装施工工法1前言京沪高速铁路工程是中国采取自主研发II型板式无碴轨道技术修建国家关键工程，投资大、里程长、高，设计时速350km/h，运行时速高达300km/h。该工程穿越城镇居住区地段很多，高架桥百分比大。高速列车在运行中会产生噪声污染，影响沿线居民日常生活和工程环境目标。为了避免对工程沿线居民日常生活造成影响，声屏障在京沪高速铁路上得到大规模应用。为此我工区经过试验、总结和创新，形成了一套声屏障安装施工技术。该技术能够显著提升声屏障安装工效和质量，改善作业环境，降低施工成本,在高速铁路快速发展中含有较大推广应用价值。2工法特点2.1利用改装小吊车可随防护导墙移动，操作简单，调配方便，适应线性工程施工需要。2.2将基础螺栓安装和声屏障构件安装统一，优化施工工序，降低工序间接口矛盾，确保一次作业质量。2.3用自制标准螺栓检验卡具检验预埋螺栓质量，检验效率和可靠性显著提升。2.4用厚壁钢管替换锤击调校螺栓垂直度和间距，避免损伤螺纹。2.5利用电动扳手替换人工对H型钢立柱螺母施加设计要求扭矩，然后经过检测用扭矩扳手现场检测，提升了钢立柱安装质量。3适用范围本工法适适用于高速铁路声屏障安装，尤其适适用于高速铁路桥上声（风）屏障安装。4工艺原理针对高速铁路桥上声屏障安装特点，在工序优化、过程控制、现场管理和设备选择和改善上进行集成创新，采取科学合理技术方法确保一次作业质量和效率。经过以改装小吊车为主设备和专用机具结合，充足发挥现有设备和机具功效，提升机械使用率，适应声屏障线性化施工需要，提升安装工效和质量。5施工工艺步骤及操作关键点5.1工艺步骤声屏障安装施工工艺步骤图5-1所表示。每一道施工工序完成后，验收合格后后方可进行下一道施工工序。图5-1声屏障安装工艺步骤图5.2施工关键点5.2.1基础清理将基础预埋螺栓范围内遮板、竖墙顶面混凝土渣清理洁净，避免影响立柱调平。用钢丝刷将粘有混凝土渣螺栓清理洁净，直至螺母能灵活松紧。5.2.2螺栓调校和立柱间距检验（1）螺栓间距检验采取20mm厚有机玻璃板按设计图纸制作螺栓间距标准卡具（图5-2所表示），用卡具逐一检验螺栓间距和垂直度是否满足设计要求，若不满足，用钢管加力进行调整，不可用大锤敲击，以防螺栓折断或损坏丝扣。图5-2螺栓间距标准卡具（2）螺栓外露高度检验检验螺栓外露高度是否满足140±3mm设计要求，不满足螺栓要重新植筋；（3）钢立柱间距检验检验基础间距，标准榀（2m榀，标准板长度1960mm）误差为-10～+20mm，超出许可误差要将测量数据提供给厂家制作非标准单元板。（4）螺栓检验检验螺栓外观质量，看是否有损伤，有损伤要重新植筋替换。（5）现场数据整理整理好先导工序现场测量数据，方便现场安装和单元板定制时使用。5.2.3立柱安装（1）立柱就位。用吊车将立柱吊至桥上，用平板运输车运至安装位置后用改装小吊和人工辅助方法使立柱就位；（2）安装调平螺母及垫圈。按设计高度在预埋螺栓上安装调平螺母及垫圈，并用水平尺调平，具体做法为从第一个预埋螺栓至最终一个预埋螺栓拉条工程线，确保风屏障中心在一条直线上。底部用M30薄型螺母距遮板顶部4cm，4个薄型螺母安装后用水平尺逐一找平，控制相邻两个钢立柱高差+5mm。调整完成后在每个螺母上安装一个弹性垫圈。调校合格螺栓如上图5-3所表示。图5-3调校合格螺栓（3）立柱安装。用小吊车将钢立柱吊起，下降到适宜高度后，人工辅助钢立柱就位，使立柱底部钢板孔位对准螺栓后下放，然后安装防松动垫圈及固定螺母。防松动垫圈上下两片应处于完全密贴咬合状态，外圆应确保平齐，然后安装螺母，螺母安装时带凸台一面应和防松动垫圈相接触。小吊车吊装H型钢立柱过程图5-4所表示。图5-4小吊车吊装屏障H型钢立柱5.2.4立柱调整用水平尺、靠尺调整立柱，确保立柱垂直度及高度合格后先用电动扳手对H型钢立柱底座螺母施加扭矩，然后用专用扭矩扳手对扭矩进行检测，确保扭矩达成设计要求（见下图5-6声屏障螺栓安装步骤图）。立柱许可高程误差±5mm，垂直度偏差不得大于其高度0.2%。调校合格H立柱图5-5所表示。图5-5调校合格H立柱图5-6声屏障螺栓安装步骤图5.2.5重力式砂浆灌注（1）重力砂浆抗压强度应符合设计要求，大于C40混凝土抗压强度。（2）灌浆前应准备好计量设备、搅拌机具、灌浆设备、模板及养护工具，模板采取塑料复合模板或钢模板，模板支护应牢靠。施工前，应将和重力砂浆接触混凝土表面清理洁净，不得有碎石、浮浆、浮灰、油污等杂物，查对钢柱型号，安装对应木模板，调平并紧固。（3）搅拌时，用水量误差控制在±1%以内，不得经过增加用水量来提升其流动性。拌适用水性能应满足《铁路混凝土结构耐久性设计》要求。搅拌采取机械搅拌，搅拌转速不低于700r/min。先加入砂和水泥，后加入拌合水，搅拌时间不宜少于2min。（4）搅拌均匀浆料，放置1～2分钟，待其中气泡基础消失，即可进行灌注。从灌注孔灌注时，应采取漏斗进行灌注，漏斗高度不宜低于400mm；从侧面灌注时，模板高度应超出钢板底面5～10mm。注满约10分钟后将溢出砂浆掏出、抹平.（5）重力砂浆灌注时温度宜控制在5-30℃。夏季施工灌注前应对基础表面采取降温方法，灌注后立即采取保湿养护方法；冬季施工时可采取热水进行拌合，拌合水温度不高于60℃，浆体入模温度不低于5℃，受冻前重力砂浆抗压强度不得低于10MPa。（6）砂浆和立柱底座板应密贴、不漏浆，灌注应饱满、无气泡和蜂窝；灌注完成后应将高出立柱底座砂浆掏出、抹平，并用塑料薄膜或土工布包裹养护，养护时间在10d以上，强度达成设计值（通常为20MPa）后拆模，拆模时砂浆芯部和环境之间温差不得大于15℃。（7）重力砂浆达成养护时间和设计强度要求后施加预紧力，立柱连接螺栓预紧力应符合设计要求：1.93m桥梁屏障M24高强螺栓预紧力为100KN，扭力大于360Nm。5.2.6单元板安装（1）施工准备。将遮板顶面清理洁净，并安装好底部槽钢，安装原竖墙A螺栓时，先安装6mm钢板，上面再安装螺母。钢板和160×63×6.5mm槽钢采取M10螺栓、自锁放松螺母相连，槽钢连接应牢靠、密贴、顺直，安装后要确保钢板底部水平。（2）单元板安装。工人在自制升降平台上将单元板插入H型钢柱槽内，每榀单元板颜色由下往上依次变浅，部分歪斜单元板可用小撬杠调整。（3）技术要求。上下两块单元板横桥向错台不得大于1mm，相邻两块单元板之间高度偏差不得大于2mm。5.2.7综合接地按设计要求进行板和板之间接地连接，并在竖墙打孔进行接地扁钢安装；板和板之间接地连接完成后将接地扁钢和钢立柱连接，并用接地导线和竖墙A接地端子联通。6材料和设备6.1关键材料关键材料表表6-1 序号 名称 规格 单位 数量 备注 1 H钢立柱 1.93m 根 若干 每基础1根 2 调平螺母 M24薄型 个 若干 每基础4个 3 橡胶垫圈 M24外径44mm、内径25mm、厚度8mm 个 若干 每基础4个 4 防松动垫圈 M24、45#钢 对 若干 每基础4对 5 固定螺母 M24、45#钢 个 若干 每基础8个6.2关键设备关键施工机具配置表表6-2 序号 机械或设备名称 单位 数量 备注 1 3吨叉车 台 1 2 小吊 台 2 3 小撬杠 把 4 4 扭矩扳手 把 4 5 水平尺 把 4 6 平板运输车 台 1 7 橡皮锤 把 4 8 声屏障重力式砂浆浇筑模具 套 40 7劳动力组织科学合理地组织劳动力，是提升施工工效和质量关键原因之一。劳动力安排需结合施工设备，确保充足发挥人机效能。劳动力组织见表7。劳动力组织表表7 序号 工种名称 人数 工作职责 备注 1 技术责任人 1 全方面负责声屏障安装技术和施工管理工作 2 技术员 1 负责现场安装技术指导和质量控制 3 基础处理工 10 负责螺栓调校、处理和薄型螺母安装 4 立柱安装工 6 负责立柱吊装、安装和螺栓扭矩施加和检测 5 单元板安装工 4 负责单元板安装和综合接地安装 6 重力式砂浆浇筑工 8 负责重力砂浆灌注和对螺栓后续预紧力施加 7 杂工 2 负责垃圾清理吊运下桥 累计 32 8质量控制8.1原材料进厂检验和质量控制指标8.1.1外观质量及尺寸检验。检验其外观质量及尺寸是否符合设计图纸及相关规范要求，如H型钢立柱及其焊缝外观质量；螺栓、螺母、垫圈外观质量；防腐涂层外观质量及厚度；单元板外观质量及尺寸等。8.1.2质量证实文件检验。查出场所格证、检测汇报等是否齐全，检测汇报内容是否齐全和符合设计图纸和相关规范要求。供货单位必需提供产品合格证等质量证实文件，无产品质量证实文件一律不得进场；对产品起源、外观、规格等进行检验，不然，不得使用。具体质量指标和检验方法见表8-1.螺栓质量指标及检验方法表8-1 序号 检验项目 质量要求 施工单位检验数量 检验方法 1 预埋螺栓质量 8.8级摩擦型高强螺栓 按总数量抽样检验10% 查看合格证 2 螺纹加工精度 6级 8.1.3抽样检测。依据设计图纸和相关规范要求对需要进行抽样检测产品部件及标准件进行抽样检测。材料进入施工现场后，必需按批次检验产品第三方检测汇报，确定合格后方可进入施工现场，不然，不得进入施工现场并进行使用。原材料外观检验见表8-2.原材料外观检验要求及方法表8-2 项次 项目 要求 检验方法 1 颜色 颜色均匀一致，没有显著色差 观察 2 表面 光洁，透明声屏障构件内、外层表面均应无油污、毛刺等 观察 3 涂层 光洁平整，不应有脱膜、伤痕、皱皮、流坠、气泡等缺点 观察 4 尺寸 质量证实文件及图纸要求 尺量8.2安装前检验8.2.1声（风）屏障安装施工前必需对声（风）屏障基础各预埋件位置、尺寸、规格和倾斜度等指标进行认真检验，并填写工序验收签认进行质量确定，未经基础预埋件质量确定部位不得进行安装施工。具体检测指标见表8-4。声屏障配件检测指标表8-3 序号 检验项目 许可偏差 施工单位检验数量 检验方法 1 螺栓横、纵向偏差 ±3mm 按总数量抽样检验10%。 尺量 2 螺杆垂直度 0.2% 垂球法 3 外露螺杆长度 ±3mm 尺量 4 遮板预留槽底高程误差 ±5mm 按总数量抽样检验10%。 水准仪 5 H钢内侧焊缝高度 大于10mm 钢板尺 6 H钢和加强板角焊缝高度 大于11mm 钢板尺8.2.2安装前要对每孔梁上屏障预埋螺栓进行了编号，是否用标准模板对预埋螺栓进行对照检验，螺栓间距、外露高度、抗拔力等是否符合要求。对于基础预埋件出现位置不正确、倾斜、埋入深度不足，除了做好标识外还必需编制专题处理，并采取返工重植、校正等处理方法，确保安装质量。8.2.3安装施工前必需对全部作业人员进行具体技术交底，内容应包含工艺标准、缺点整改和处理方案等，并对作业人员进行考评，经考评合格者方可上上岗作业。8.2.4安装作业前必需对重力式灌注砂浆材料准备情况进行检验，确保其质量合格、数量充足、施工配合比符合设计要求8.3现场安装检验8.3.1高程检验。施工单位对屏障钢立柱底板高程进行统一测量，以确保底板、钢立柱高度统一、整齐划一。8.3.2外观检验。钢立柱、屏体等外观质量是否存在脱漆、碰伤、挤压变形等问题。存在以上问题钢立柱、屏体等一律不得安装上桥。8.3.3防松垫片检验。根据设计文件要求标准，必需使用进口防松垫片，须有产品质量合格证实文件和自检汇报。不合格垫片不得用于屏障安装。8.3.4焊缝探伤。检验钢立柱等焊接处焊缝是否经过超声波探伤，并无损伤，同时含有探伤汇报。焊缝探伤出现伤损不得安装。8.3.5重力式砂浆检验。一检验砂浆原材料质量是否合格；二是拌累计量是否正确；三是灌注砂浆后冬季防寒保温方法是否有效、保温时间是否符合要求。8.3.6砂浆灌注过程检验。砂浆灌注应在15～30分钟内灌注完成；强度达成设计值（通常为20MPa）后拆模；养护时间在10天以上，用塑料薄膜或草垫；浆体灌注应饱满，不然掏出，重新灌注；满足重力砂浆设计强度和养护时间要求后施加预紧力，立柱连接螺栓预紧力符合设计要求：3.15米高桥梁声屏障M30高强螺栓预紧力130KN，扭力应大于585Nm；2.15米高桥梁声屏障M30高强螺栓预紧力为100KN，扭力应大于450Nm；1.93米高桥梁风屏障M24高强螺栓预紧力100为KN，扭力应大于360Nm；路基声（风）屏障M24高强螺栓预紧力为100KN，扭力应大于360Nm；桥梁声屏障M24高强螺栓预紧力为45KN，扭力应大于162Nm（整体式声屏障基础）。安装时按设计图纸、相关规范及表8-4要求进行检验，确保施工质量。声屏障安装检测项目及方法表8-4 项次 项目 误差 检验方法 1 H型钢立柱安装 预留孔（槽）底高程 ±5mm 水准仪、尺量 外露螺栓长度 ±3mm 尺量 螺栓垂直度 0.2% 尺量 螺栓横、纵向偏差 ±3mm 尺量 高程 ±5mm 水准仪、尺量 轴线 ±5mm 尺量 H型钢立柱垂直度 0.2% 水平尺 立柱底部钢板平整度 ±0.5mm 水平尺 单个螺母预紧力 100kN 扭矩扳手 2 单元板安装 左右 ±2mm 尺量 上下板缝前后 ±1mm 尺量 相邻单元板高程 ±2mm 尺量8.4完工检验8.4.1钢立柱螺栓预紧力检验验收对全部预埋螺栓预紧力用扭矩扳手进行检验验收。达成要求标准，经过验收，未达成要求标准，必需返工处理预埋螺栓，直至预埋螺栓预紧力达成要求标准。8.4.2钢立柱底板高程检验验收检验底板高程是否符合设计高程，整齐划一。8.4.3钢立柱间距检验验收用钢尺检验验收。间距符合设计并未超出许可偏差，经过验收。间距超出许可偏差，必需重新调整，直至达标。立柱间距大于2米，必需增加预埋件，直至达标。8.4.4屏体安装检验验收对屏体外观质量，无掉漆、碰伤、挤压变形、橡胶条脱落等进行检验，凡外观无掉漆、碰伤、挤压变形、橡胶条脱落经过验收；同时对屏体安装平直性进行检验，屏体安装平整、顺直经过验收。8.4.5非标准屏体检验验收根据经过统计非标准屏体段进行安装，并检验特殊路段屏障（跨涵洞、路桥结合部非标准屏体）安装单元板顶部高度和相邻标准单元板顶部高度误差，该误差应控制在20mm以内。屏体外观无掉漆、碰伤、挤压变形、橡胶条脱落，安装平整、顺直，经过验收。对于接触网基础、接触网坠砣、里程标志牌等处采取特殊单元板段落，屏体应达成外观无掉漆、碰伤、挤压变形、橡胶条脱落，屏体安装平整、顺直。8.4.6重力式砂浆检验验收对砂浆和立柱底座板密贴情况进行检验，确保砂浆灌注饱满、无漏浆、无气泡和蜂窝；砂浆灌注施工完成后是否将高出立柱底座砂浆掏出、抹平；砂浆抗压强度是否符合设计要求，大于C40混凝土抗压强度。8.4.7屏障底部槽钢安装检验验收屏障底下一块单元板和遮板之间65mm间隙采取槽钢封闭，槽钢必需达成连接牢靠、密贴，安装平整、顺直。9安全措施9.1严格实施各项安全法规和安全技术规程，施工前做好班前安全教育和安全交底，未经三级教育工人不准上岗9.2因为包含桥上高空作业，全部作业工人必需带上安全帽和安全带，合适配置随身工作袋，以防工具和螺栓等坠物伤人，吊装作业时，无关人员应远离吊装区域。9.3各岗位工作人员，在上岗之前，全部必需经过针对性培训，关键岗位持证上岗，全部些人员全部必需熟知整个施工步骤，熟练掌握自己所负担工作内容和操作规程。不符合条件者不得上岗。9.4吊具及钢丝绳起吊前要检验并定时更换，发毛和断股时要立即更换钢丝绳并常常涂黄油保养。10环保措施10.1严格遵守国家相关环境保护法律法规、标准规范、技术规程和地方相关环境保护要求。10.2施工现场材料应堆放整齐，严禁随意丢弃施工废弃物和剩料，完工后后吊运下桥统一处理。11效益分析11.1经济效益分析本工法经过自制机具和购置设备相结合，人力和机械相结合，降低大型设备和劳动力用量，显著提升了声屏障螺栓和H立柱安装质量和效率。根据先导段施工工艺我工区834米声屏障估计需要40人工作8天才能完成，根据每人天天120元工资计算：120×40×8=38400元；改装设备后，增加小吊：5000元×2台=10000元，卡具：20元×4个=80元，砂浆浇筑模板：10套×20元=200元。人工费：120×32×4=15360元。节省人工费用为：38400（人工费）-15360（工艺改善后人工费）=23040元，增加设备费用：10000(小吊车）+80（卡具）+200（模板）—800元/天*8（25t吊车）=3880元。总共节省费用：23040-3880=19160元，经过利用小吊车和桥下拖车配合提升了施工效率，大大降低了使用人工。在未用小吊时，一个施工班组平均一天人工安装110-120m声屏障，使用自制小吊后一天可安装200-240m声屏障，功效提升近1倍。更关键是工期提前了4天，有效降低了高压电线下施工所带来巨大成本和作业危险工艺改善前后资源投入对照表11 施工资源投入 改善前 改善后 改变量 绝对量 相对量(%) 基础处理工 10 10 0 0 立柱安装工 12 8 -4 -33.3 单元板安装工 8 4 -4 -50 重力式砂浆浇工 6 8 2 33.3 杂工 4 2 -2 -50 累计 40 32 -8 -20 25吨吊车 1 0 -1 -100 3吨叉车 1 1 0 0 小吊 0 2 2 \ 螺栓间距标准卡具 0 4 4 \ 小撬杠 4 4 0 0 扭矩扳手 4 4 0 0 水平尺16 4 4 0 0 平板运输车 1 1 0 0 橡皮锤 4 4 0 0 重式砂浆浇筑模具 30 40 10 33.311.2社会效益分析经过设备改善，工序优化和加强管理高质量地完成了声屏障安装任务，降低了质量和工伤事故风险，缩短了工期，为京沪高铁联调联试顺利进行提供了有力保障。同时，声屏障安装降低了高速列车运行中产生噪声污染，维护了沿线环境，赢得了项目相关方好评。经过施工经验总结和改善施工工艺，形成了针对高速铁路声屏障安装优异工法，有利于提升企业关键竞争力和推进中国高铁施工技术发展。12应用实例20XX年5月—20XX年6月本工法应用于中铁十七局集团第三工程承建京沪高速铁路一标十二工区管段内声屏障施工，声屏障全长834米（H137-H151右侧，I19-I31左侧），提前4天完工，赢得了京沪高铁指挥部好评。工程完工运行以来，无任何质量问题，安装质量过硬。图12安装好声屏障_1234567890.dwg