1、既有线大体积箱涵顶进施工作者：徐贵勇（作者单位：中铁二十一局库轮二线 ZH1 标线下项目部 地址：新疆轮台县军粮供应站 3 楼 邮编： 841600）摘 要：顶进施工方法的特点是在保证铁路交通安全运行的前提下，在不影响行车的条件下，用设备将铁路外预制的钢筋混凝上箱涵顶入铁路路基内，形成与铁路的立交的道桥。本文以南疆线野云沟至轮台段增建第二线铁路箱涵顶进施工为例，介绍在高水位下施工及不影响列车通行的情况下完成大体积混凝土箱涵顶进的施工技术。关键词：大体积箱涵、顶进、施工方法在铁路的既有线施工中，涵洞的顶进施工是一种常用的施工手段，它可以保障在施工中继续铁路的安全运行，但施工起来比较复杂，加之所处
2、的地理环境的差异，使此种施工的难度更加大。笔者根据施工现场，在高水位影响情况下完成大体积涵洞顶进的过程，对该种情况下施工提出一些工艺工法上的认识，并加以论述。1.工程地质概况地层主要为第四系全新统冲、洪积粉质黏土和细圆砾土。场区浅层地下水为第四系孔隙潜水，主要接受地下径流和大气降水补给，地下水位埋深约 1-2 米，毛细水强烈上升高度为3.4-3.6 米，平交改立交使地下水出露，水位较高，给施工带来很大的难度，首先需要设置止水帷幕并挖井降水。工点处地下水有氯盐侵蚀性，环境作用等级为 L1，特殊岩土为中亚硫酸盐渍土，设计地基承载力为：120Kpa，抗渗指标P12。2.施工方法本涵为新建箱型涵，新建
3、 17.0m,净高为 5.3m，孔径为 5.0m，涵身混凝土等级为 C40。根据地质条件对顶进影响范围内路基进行注浆加固，防止顶进时发生正面和侧面塌方。注浆压力：注浆加固地层压力为 0.30.5Mpa（喷头压力） 。本加固范围内主要为淤泥质土和亚粘土，且分布均匀，所以本工程的注浆率控制在 30%35%之间。2.1 工作坑制作 2.1.1 根据设计和现场条件，选择工作坑位置。工作坑顶进端及侧边边坡均采用 1：1.25，后背端边坡采用 1：1，顶进端坑顶距既有线中心距离 3.3m。2.1.2 工作坑平面尺寸按以下原则确定。长度=前端空顶长度+顶进框构长+顶镐长度+后背梁厚度+后背厚度+后端工作面。
4、宽度=顶进框构全宽+两侧工作面宽度+两侧集水井和排水沟宽度。2.1.3 工作坑四周挖排水沟。 2.2 滑板制作 2.2.1 修筑滑板滑板采用 C15 号砼灌筑，厚 20cm。滑板修筑前在其下部地基上夯填 10cm 厚的碎石层。为减少顶进摩擦阻力，滑板混凝土内纵向均匀埋设 6m 长钢轨六根，轨头面与滑板平面水平。滑板砼要求振捣密实，表面要求平滑，为防止滑板与箱体底板粘连，同时为减少启动阻力，滑板混凝土强度达到 2.5MPa 后，在滑板顶面施作润滑隔离层，其做法为表面涂 2mm 厚机油滑石粉混合物（混合物比例 3：7） ，上铺油毛毡，油毛毡接缝顺顶入方向搭接并粘接牢固。最后铺塑料布，为了防止绑扎钢
5、筋时损坏隔离层，在隔离层上抹 2cm 砂浆保护层。施工时采用方格网控制高程法，其平整度力求最佳，要求表面光洁平滑。2.2.2 设置润滑隔离层润滑隔离层由润滑层和塑料薄膜组成，其作法是：待滑板顶面干燥后，浇一层石蜡油，厚约 2mm。2.3 线路加固线路加固采用 1 组 D24 型施工便梁加固 ，行车限速 45km/h。便梁两端采用挖孔桩为支撑点。线路两侧各挖两个深度为 11m、直径 1.25m 的挖孔桩，横向中心间距为 4.46m，纵向中心间距为 24.12m，桩内下设钢筋笼并浇筑 C30 混凝土。便梁安装采用高位布置，轨底到梁底的距离为 375mm,便梁拼装时，先将一片纵梁就位；一片梁就位后，
6、另一片纵梁高出枕木面 0.2m，以便抽换枕木，待纵梁垫稳牢固后，安装连接板与牛腿等。抽换横梁应按公务规则要求“隔六抽一”。由纵梁两端向中心排列抽换 1 根枕木头，塞一根横梁；其中，有 1 根钢轨下面需垫大块绝缘橡胶板，防止轨道电路短路，影响信号和行车。塞入横梁时，要对准主梁联结板并定位；同时，上好扣件并垫好橡胶轨垫。将高的一片纵梁降落就位，并联纵横梁。逐段扒除道碴，安装斜杆和所有联系系统。组装过程中，联结板及牛腿上螺栓孔均应上满螺栓、弹簧垫圈，不得漏装。便梁就位完毕，经检查各部位均符合规范要求后，方可进行线下路基的开挖。便梁架设后，派专人日夜巡守，加强养护整修，确保路基稳定和线路状态良好。2.
7、4既有线路开挖钢筋混凝土涵身预制好后，既从下行线侧进行土方开挖，开挖一段顶进一段，以利于路基土的稳定。为保证行车安全和施工的顺利进行，制订了以下施工措施：（1）在开挖一侧设置汇水井，及时把雨水及地下水抽除；（2）现浇基础混凝土时掺加早强剂，提高混凝土标号，保证在较短时间内达到设计强度，以缩短路基土的暴露时间。（3）钢便梁处限速 45km/h，桥两端各 800m 处设减速移动信号牌，钢便梁两端各 20m 处设减速地点标。移动减速信号牌的设置按照铁道部颁发的铁路工务安全规则执行。（4）为防止在线路开挖后出现便梁支点下沉的情况，须在开挖前准备 200T 千斤顶 4 台，道碴若干。2.5顶进设备a .
8、千斤顶：千斤顶的布置以箱体中心线为轴对称设置。为防止箱底板因直接承受顶力而压碎，在顶镐与箱底板尾部接触处设置一块 20mm 厚的承压钢板，承压钢板下端焊接钢板托盘，千斤顶放置在钢板托盘上，以避免千斤顶与底板接触造成刮板现象。b.传力设备：顶铁：顶铁用钢板和旧钢轨焊接制成，长度规格分 10/15/20/25/30/40cm，每种规格的顶铁按每台千斤顶2 套配备，另准备若干 0.5/1/2/3cm 的补空铁垫板以填充顶铁间的空隔。顶柱：顶柱用旧钢轨和钢板焊制成，长度规格分 1/2/4m 三种，每台千斤顶配置数量与顶铁相同，总共需配备数量分别为 6/10/10 套。c.固定横梁：用两根 155a 型
9、钢和钢板条组焊而成。顶柱间横梁长度 5 米，按每隔 3 米顶柱长设置一道，共需 3 套；后背横梁按最大后背长度 6.4 米制作，数量一套。2.6 开顶前的准备工作安设和调试顶进设备：箱身和后背建成后即可安装顶进设备。将各种传力设备和液压系统油管电路按设计和说明书安装联结好，检查无误后开动千斤顶空顶进退一次进行调试，发现问题即时检修。2.7顶进作业顶进过程中设专人指挥，专人检查线路。在施工方案报批批准后，方可进行顶进作业。利用高压油泵带动千斤顶，并借助后背支承将预制好的钢筋混凝土箱涵一次性顶入铁路路基。桥涵顶进作业应在列车运行的间隔时间内进行。列车通过时，必须停止箱体顶进。顶进期间，应派专人在每
10、趟列车通过后，检查路基和线路几何尺寸、工字梁和支墩的技术状态，发现不良情况立即停止顶进，进行加固、整修。对连接螺栓、垫木、撑木每通过一趟列车必须复紧或塞紧一次。顶进过程中，每当油泵油压升高 510MPa 时，应停泵观察，如有异状及时处理。严禁施工人员接近、跨越顶铁，或站在已经定位的顶铁上。顶进中设专人观测顶铁有无弯起，如有变化应随时停顶整修，续接顶铁长度 48m 时应加横向连接板一道，以增大顶柱之间的稳定性。（1）试顶和框构起动：试顶时，油泵应逐渐加压，每次升压后还要稳定 10 分钟，并对设备及滑板、后背梁等发生的裂缝情况进行检查。（2）顶进：过程是：框构前进后，回镐使千斤顶复原，然后在空档处
11、填放顶铁，以待下次开镐。如此循环往复，直至框构就位。顶进时注意以下几点：a.框构起动后，开始为不切土的空顶，但此时需要注意控制好框构顶进的方向，切不可麻痹大意，以免产生较大偏差，造成纠正困难。b.框构沿正确方向入土后，至框构入土 1/2 长度前，是顶进孔道定型阶段，此时要严格控制中线偏移和水平高差，经常观测，及时进行纠偏的调整水平。c.框构入土超过 1/2 长度后，孔道已基本成型，除继续掌握水平外，纠偏摆动要小，注意防止框构“扎头” ，框沟底板需吃土顶进。d.安放顶铁、顶柱要做到三个一致，即轴线一致、长短搭配一致、位置一致。为减少顶柱自由长度和增加稳定性，每间隔 4 米顶柱长设横梁一道。每行顶
12、柱间用方木顶紧，顶柱上填一层 50100cm 厚的土层并夯实。顶进时，车站设驻站联络员，预告列车通过时间，动车组通过时前半小时停止顶进作业。顶进时，顶铁上及两侧严禁站人。顶进完成后，线路采用小型捣固机养护，达到提速条件后，得到设备单位认可，方可取消慢行3.控制措施3.1 路基下注浆路基下注浆既是保证顶进时线路前方及侧方不出现塌方，也是大体积顶进框构的持力层，因此注浆效果的好坏直接关系到框构在顶进过程中出现扎头现象。施工前进行试验段施工，确定各施工参数，并对试验段注浆效果进行检测，承载力达到设计要求后再大面积施工。3.2 工作坑地基加固 由于箱体预制到箱体顶进还有一段时间，因此地基加固效果关系到
13、箱体是否会出现下沉现象。本工程采用 20%水泥掺量进行注浆，地基加固后对地基进行承载力检测，检测结果大于设计规定值。本工程箱体预制至顶进间隔时间为 30d，顶进前复测未发现箱体下沉。3.3 滑板船头坡设置滑板锚梁沟采用人工开挖，滑板设 5上坡，前端标高与桥体底板底标高相同。滑板表面作到光滑平整，高程误差控制在 3mm 之内。浇筑时滑板混凝土采用平板振动器振捣，平板重叠宽度不小于 1/3 板宽。为防止顶进过程中出现扎头现象，滑板面按 5做成头高尾低的坡度。 3.4 空顶控制 箱体在滑板上空顶时，根据偏差及时调整箱体两侧顶力，使箱体严格按设计轴线进入路基，因为箱体大部分进入路基后，已经形成了孔道，
14、再纠正方向比较困难。3.5 顶进过程中控制 测量控制。测量工作对箱体顶进很重要，每顶进一镐（每镐 50cm，每次开挖步距 50cm） ，测量一次高程和左右方向偏差，并做好记录，以便根据偏差情况，采取相应措施，及时纠偏，保证箱体顺利就位 。4. 便梁拆除便梁拆除首先回填道碴，并振捣密实，先拆下一片纵梁，拆除牛腿及连结板等纵梁与钢枕的连接件，进行线路的整修；再拆下另一片纵梁，拆除牛腿及连结板等纵梁与钢枕的连接件后进行线路的整修；按“隔六抽一”的方式将钢枕抽换为设计要求的枕。注意一边抽换枕木，一边进行线路的整修。枕木抽换完毕后经检查线路方向和水平均符合规范后，方可撤销慢行点。结语通过运用顶进技术，既保证了涵洞的正常施工，又满足了上下行联络线的开通要求，施工中严格按照铁道部及南疆铁路局关于既有线施工的规定，建立必要的防护制度及安全措施，在保证工期的前提下、安全快速的完成了施工任务。参考文献(4 篇)1 铁路桥涵工程施工质量验收标准.2 铁路桥涵施工规范.3铁道部第四勘测设计院.桥涵顶进设计与施工M.北京：中国铁道出版社，1983。
