鐵路頂進(jìn)框架涵施工過(guò)程控制

王 朋

摘要:本文結(jié)合實(shí)踐,重點(diǎn)介紹新建鐵路與既有鐵路線并行時(shí)框架涵的頂進(jìn)施工過(guò)程控制,以達(dá)到保質(zhì)保量、安全快速完成施工任務(wù),以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞:頂進(jìn)框架涵;施工過(guò)程;控制

中圖分類號(hào):U455.462文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1009-8631(2009)12-0069-02

前言

頂進(jìn)涵是在地基堅(jiān)固的前提下,把涵洞的箱體頂入路基就位,起到了節(jié)約了人力、物力、財(cái)力,以達(dá)到了施工期短、安全質(zhì)量高、效益好的效果,一直被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路建設(shè)工程的復(fù)線建設(shè)和改擴(kuò)建。

本文主要結(jié)合新建榆橫鐵路線與既有鐵路線神延鐵路并行段的頂進(jìn)涵施工,以本人的施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)整個(gè)施工過(guò)程控制進(jìn)行分析、研究,提出獨(dú)特的見(jiàn)解。

一、施工前的準(zhǔn)備工作

榆橫鐵路K245+320箱型涵位于既有神延鐵路線右側(cè),兩條線路線間距為5.30m,與既有線正交。本箱型涵為立交而設(shè),為將來(lái)穿越管線預(yù)留。該涵洞橫向凈寬為5m,設(shè)計(jì)為伸入既有線路基2m,考慮到既有線路基安全和行車安全,避免開(kāi)挖基坑對(duì)既有線路基的擾動(dòng),該箱形涵采用頂進(jìn)法施工。

(一)開(kāi)工前的審批程序

由于是既有線施工的特殊性,開(kāi)工前必須編制詳盡的施工方案及施工進(jìn)度計(jì)劃,報(bào)鐵路運(yùn)輸主管部門審批。施工前必須與有關(guān)部門聯(lián)系,雙方到現(xiàn)場(chǎng)勘察,訂立書(shū)面協(xié)議,協(xié)議中應(yīng)明確施工方案、防護(hù)措施、封鎖要點(diǎn)各步驟中的責(zé)任單位以及竣工驗(yàn)收手續(xù)等,經(jīng)上級(jí)部門批準(zhǔn)后方可施工。

(二)既有線路的加固

1、依據(jù) “靈活自主”的原則并結(jié)合實(shí)際情況,采用單孔頂進(jìn),既有線加固措施采用24mD型施工便梁加固,加固期間,對(duì)既有線路進(jìn)行要點(diǎn)封閉處理,開(kāi)通后限速45km/h行駛;24mD型施工便梁加固線路輔以Φ100cm挖孔樁做臨時(shí)支撐點(diǎn)。施工時(shí),為防止箱形橋兩側(cè)的路基邊坡發(fā)生塌方, 在兩側(cè)路肩路基四角及邊坡做防護(hù)樁,防護(hù)樁數(shù)量、樁長(zhǎng)、配筋及混凝土標(biāo)號(hào)根據(jù)應(yīng)力檢算結(jié)果確定。頂進(jìn)一側(cè)進(jìn)行刷坡,并打鋼管、擋板進(jìn)行防護(hù)。

2、根據(jù)人工挖孔樁開(kāi)挖土質(zhì)情況,決定是否有必要采取壓漿措施,如需壓漿,頂進(jìn)前在箱形涵頂進(jìn)影響范圍(箱形涵及兩側(cè)支撐樁范圍內(nèi))采取水平打管注漿固化的措施,能有效防止頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)生大面積塌方現(xiàn)象。

(三)地下(上)管線保護(hù)措施

一般情況下,既有鐵路線兩側(cè)管線布置比較密集,施工前,先對(duì)施工區(qū)域及其周圍的地下管線、會(huì)同其產(chǎn)權(quán)、維護(hù)單位共同確認(rèn)地下管線的位置走向,并規(guī)定需要施工防護(hù)的范圍,需要拆遷的地下管線,及時(shí)與產(chǎn)權(quán)單位簽訂拆遷協(xié)議,并盡早拆遷。需保留的地下管線,與產(chǎn)權(quán)單位商定加固防護(hù)方案,采取切實(shí)可行的措施,保證施工中正常使用及以后的使用維護(hù)。

(四)勞動(dòng)力配置和材料準(zhǔn)備

1、根據(jù)框架涵的工期要求、工程規(guī)模、工程特點(diǎn)等情況,合理配置勞動(dòng)力,保證各工序的人員齊全;上崗前,認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)既有線施工安全規(guī)則和安全技術(shù)操作規(guī)程,提高全員安全生產(chǎn)意識(shí),做到預(yù)防為主,防治結(jié)合,責(zé)任到人。

2、施工所用材料由技術(shù)人員提出材料供應(yīng)計(jì)劃,各項(xiàng)材料必須按材料供應(yīng)計(jì)劃時(shí)間供應(yīng),保證施工的正常需要;同時(shí),頂進(jìn)施工所需要的各種設(shè)備、機(jī)具要提前進(jìn)場(chǎng),進(jìn)行設(shè)備檢修和維護(hù),確保頂進(jìn)施工萬(wàn)無(wú)一失。

二、頂進(jìn)涵的施工程序

(一)開(kāi)挖工作坑

1、工作坑是預(yù)制和頂進(jìn)框架的工作場(chǎng)地,工作坑的位置,根據(jù)鐵路兩側(cè)地形、場(chǎng)地大小及土質(zhì)情況全面考慮,工作坑開(kāi)挖的尺寸,工作坑底板尺寸按下式確定:

(1)長(zhǎng)度=前端空頂長(zhǎng)度+頂進(jìn)框構(gòu)長(zhǎng)+頂鎬長(zhǎng)度+后背樁厚度+后背墻厚度+后端工作面寬度

(2)寬度=頂進(jìn)框構(gòu)全寬+兩側(cè)工作面寬度+兩側(cè)集水井和排水溝寬度。

2、工作坑四周還要留有排水溝和集水井位置,以滿足施工期間排水的需要。

3、工作抗開(kāi)挖好后,應(yīng)檢查承載力是否滿足頂進(jìn)涵的要求,以防不均勻下沉,底面還應(yīng)結(jié)合滑板制造,做成沿頂進(jìn)方向頭高尾低的仰坡,以便在頂進(jìn)出現(xiàn)“扎頭”時(shí)調(diào)整到預(yù)期位置。

(二)修筑底板及設(shè)置潤(rùn)滑層

1、滑板主要是預(yù)制框架時(shí)的底板,同時(shí)在框架頂進(jìn)時(shí)起導(dǎo)向作用。一般情況下,砼滑板鋪筑前,坑底鋪墊10cm厚碎石,滑板用C15砼灌注并在滑板內(nèi)安放鋼筋網(wǎng),滑板厚度不小于20cm,滑板每隔3～4m設(shè)置一道地錨梁,與底板一同澆注。

2、底板施工高程控制采用直徑16mm鋼筋頭埋入基坑內(nèi),分成2×2m方格網(wǎng),在澆注混凝土?xí)r按點(diǎn)找平,以控制底板面高程。

3、在預(yù)制框構(gòu)之前,再鋪一層塑料布,以防止框構(gòu)與底板粘連,減少啟動(dòng)阻力。

(三)修筑后備

1、后背主要是承受頂進(jìn)時(shí)的水平頂力之反力的臨時(shí)結(jié)構(gòu)物,它是保證頂進(jìn)工作順利進(jìn)行的重要設(shè)施,直接關(guān)系著頂進(jìn)質(zhì)量。

2、后背組成為后背梁、后背漿砌片石及后背填土三部分,后背梁通常為C20鋼筋砼,在挖好工作坑后與滑板一起施工。

3、為使千斤頂頂力通過(guò)后背梁均勻傳至后背上,在后背梁與后背之間澆注C20號(hào)豆石砼墊層,厚150mm,并在豆砼與背之間墊兩層油毛氈,以便頂進(jìn)就位后拔樁;后背填土根據(jù)后背尺寸設(shè)計(jì),盡量利用工作坑后側(cè)邊坡的原狀土,不足部分借土填筑。

(四)預(yù)制框架

1、為使框架身、滑板及頂進(jìn)涵位的中心線一致,預(yù)制框架前要做好測(cè)量定線工作。

2、框構(gòu)預(yù)制的施工程序:安裝底板模板─綁扎底板鋼筋─灌筑底板砼─養(yǎng)護(hù)─安裝側(cè)墻內(nèi)模─綁扎側(cè)墻鋼筋─安裝外模─灌筑側(cè)墻砼─養(yǎng)護(hù)─安裝頂板內(nèi)模─綁扎頂板鋼筋─灌筑頂板砼─養(yǎng)護(hù)─拆模─作箱身防水層及潤(rùn)滑設(shè)施。

3、模板與支護(hù):框構(gòu)外模采用組合鋼模板,內(nèi)模采用大面積鋼模板;外側(cè)模板用方木和鋼管支撐,內(nèi)模用碗扣式滿堂腳手架支撐。

4、鋼筋:所有主筋必須按要求采用閃光對(duì)焊,并且將接頭進(jìn)行縱向打磨加工。

5、砼灌筑:涵身砼分三個(gè)階段施工,先灌筑箱身底板,當(dāng)?shù)装鍙?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后,再綁扎上部鋼筋,灌筑兩側(cè)邊墻至約3/4高度,最后再灌筑上部剩余邊墻及頂板。

(五)頂進(jìn)作業(yè)

1、頂進(jìn)前的準(zhǔn)備工作:安設(shè)和調(diào)式頂進(jìn)設(shè)備,箱身和后背建成后即可安裝頂進(jìn)設(shè)備;將各種傳力設(shè)備和液壓系統(tǒng)油管電路按設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)安裝聯(lián)結(jié)好,檢查無(wú)誤后開(kāi)動(dòng)千斤頂空頂進(jìn)退一次進(jìn)行調(diào)試,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)檢修。

2、試頂作業(yè):試頂?shù)捻斄Σ荒苓^(guò)大,一般應(yīng)為涵身自重0.8～1.2倍,開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)不能突然增大到此數(shù)值,應(yīng)使頂鎬逐漸加壓,每升壓一次要穩(wěn)定10分鐘,并由專人對(duì)滑板、后背和頂進(jìn)設(shè)備進(jìn)行檢查。如一切正常,方可加壓進(jìn)行正常頂進(jìn)。在加壓過(guò)程中如油表值突然下降,表示框架與滑板脫離,框架開(kāi)始向前移動(dòng),直至刃角吃土后試頂結(jié)束。試頂時(shí),油泵應(yīng)逐漸加壓,油泵升壓大小及間隔時(shí)間按下表:

3、頂進(jìn)過(guò)程:在滑板上空頂,當(dāng)框架前刃角接觸路基邊坡時(shí),開(kāi)始挖土運(yùn)土,當(dāng)刃腳前方挖土寬度達(dá)到60～70cm(根據(jù)頂鎬行程長(zhǎng)度而定)即可開(kāi)動(dòng)油泵,使頂鎬推動(dòng)框架前進(jìn),待頂鎬頂完一個(gè)行程,再安放一個(gè)不同規(guī)格的頂鐵等待下次開(kāi)頂,如此反復(fù)直至框架就位。

4、測(cè)量觀測(cè):每次頂進(jìn)都進(jìn)行中線和高程測(cè)量,中線隨時(shí)觀測(cè),水平高程每頂一鎬一測(cè),將測(cè)量結(jié)果及時(shí)通知頂進(jìn)施工負(fù)責(zé)人,作到及時(shí)調(diào)整,從而控制箱形涵頂進(jìn)的水平、方向。

5、頂進(jìn)挖運(yùn)土:洞內(nèi)挖土采用人工方法,分上下兩層進(jìn)行,即要框構(gòu)內(nèi)設(shè)置挖土中間平臺(tái);每次挖掘進(jìn)尺控制在30-40cm,嚴(yán)禁超挖。

(六)頂進(jìn)完畢后工作

頂進(jìn)完畢,拆除頂進(jìn)設(shè)備,上道碴,更換軌枕,安裝線上其它設(shè)施,拆除鋼便梁、橫梁及其加固部件,恢復(fù)線路正常通行。

三、頂進(jìn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)

(一)頂進(jìn)施工質(zhì)量控制措施

1、以規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)文件為依據(jù),對(duì)施工過(guò)程中的鋼筋加工綁扎、模板制作安裝、混凝土作業(yè)、測(cè)量、試驗(yàn)、框架頂進(jìn)等主要工序隨時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決,以確保頂進(jìn)質(zhì)量。

2、在框構(gòu)主體后方設(shè)置觀測(cè)站,使用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀,觀測(cè)框構(gòu)頂進(jìn)時(shí)的中線和高程,每頂一鎬測(cè)量一次左右方向偏差,并做好記錄,以便及時(shí)糾正偏差,保證頂進(jìn)順利進(jìn)行。

3、主體在空頂過(guò)程中,利用支墩控制頂進(jìn)方向,發(fā)生偏移時(shí)在主體底板外側(cè)設(shè)置一臺(tái)千斤頂,校正方向。

4、偏高時(shí),在底板前端超挖,略低于底板,逐漸調(diào)整。

5、挖土工作必須根據(jù)觀測(cè)結(jié)果,選擇挖土合理方式。

6、安放頂鐵時(shí)必須保持頂鐵與軸線順直一致,并且與橫梁垂直;頂鐵要放平、直、順,做到各頂鐵長(zhǎng)度一致,間距一致。

7、頂進(jìn)過(guò)程中,每頂一次鎬,必須進(jìn)行一次觀測(cè),對(duì)方向和高程的偏差要做到及時(shí)發(fā)現(xiàn),及時(shí)處理,防止擴(kuò)大。

8、當(dāng)方向發(fā)生偏差,可調(diào)整兩側(cè)頂力,進(jìn)行調(diào)整。

(二)確保既有線安全的技術(shù)保證措施

1、搞好線路加固方案,加強(qiáng)施工安全控制,填報(bào)“既有線施工審批表”報(bào)監(jiān)理、業(yè)主主管部門審批。

2、必須按照既有鐵路線主管部門批復(fù)的施工組織設(shè)計(jì)施工,不得擅自變更施工方案,隨意擴(kuò)大施工范圍。

3、嚴(yán)格遵照鐵道部《鐵路行車線上施工技術(shù)安全規(guī)則》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

4、嚴(yán)格執(zhí)行施工申報(bào)審批制度,施工進(jìn)點(diǎn)后立即與設(shè)備管理單位簽定施工安全協(xié)議書(shū),精心組織施工,減少對(duì)既有線行車的影響,確保行車安全。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)理論和實(shí)踐的結(jié)合,對(duì)框架涵頂進(jìn)施工過(guò)程的控制進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究,在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的,對(duì)以后類似于該框架涵的施工、質(zhì)量及施工安全管理、控制具有一定的指導(dǎo)意義,以供同行參考和借鑒。

參考文獻(xiàn):

[1]《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》.

[2]《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(TB-10415-2003).

[3]《鐵路橋涵施工規(guī)范》(TB10203-2002).

[4]《鐵路施工安全規(guī)范》(TB10401—2003).

作者簡(jiǎn)介:王朋,現(xiàn)就職于陜西省鐵路投資集團(tuán)有限公司。