淺談下穿鐵路頂進(jìn)施工技術(shù)

【摘要】文章通過(guò)工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了下穿鐵路頂進(jìn)涵施工工藝、線路加固、無(wú)縫線路應(yīng)力放散等施工技術(shù)，希望對(duì)下穿既有線工程施工提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】頂進(jìn)涵；框架涵；線路加固；無(wú)縫線路應(yīng)力放散；施工工藝

一、工程概況

本工程位于貴港市仙衣路，為污水管道工程，Φ1650mm污水管下穿黎湛鐵路K49+970.33，采用1-3.0m×3.0m鋼筋混凝土框架護(hù)管涵，護(hù)管涵與黎湛鐵路正交，與在建南廣鐵路夾角為87°，交叉處南廣鐵路里程為ZDK53+608.5。護(hù)管涵采用中繼間法頂進(jìn)施工，下穿既有黎湛鐵路的護(hù)管涵共6節(jié)，單節(jié)長(zhǎng)度7.5m，采用中繼間法頂進(jìn)施工。下穿在建南廣鐵路的護(hù)管涵共5節(jié)，單節(jié)長(zhǎng)度9m，采用明挖現(xiàn)澆法施工。護(hù)管涵施工完成后在涵內(nèi)安裝Ⅰ級(jí)鋼筋砼污水管。護(hù)管涵頂進(jìn)施工期間，鐵路線路采用10m縱挑橫抬梁+D24施工便梁+10m縱挑橫抬梁進(jìn)行加固，直徑1.5m人工挖孔莊作便梁支墩。污水護(hù)管框架置于粉質(zhì)粘土層上，設(shè)計(jì)要求涵底地基容許承載力必須大于等于150Kpa。

二、框架涵主體施工

1、框架涵施工工藝

由于工期較緊，框架施工安排平行及交叉施工，在進(jìn)行挖孔樁施工時(shí)同時(shí)進(jìn)行護(hù)管涵框架預(yù)制，挖孔樁施工12根樁全面同時(shí)開(kāi)挖。

下穿黎湛鐵路護(hù)管箱涵設(shè)計(jì)為1-3.0m頂進(jìn)框架，采用中繼間覆土頂進(jìn)法施工。護(hù)管箱涵外至檢查井的污水管采用頂管施工，在I1#及I2#檢查井接既有污水管。工作坑設(shè)在湘黎湛鐵路鐵路的左側(cè)，因地形條件允許，基坑采用放坡開(kāi)挖，坡比為1：1，工作坑靠近鐵路一側(cè)的臨時(shí)開(kāi)挖邊坡采用打鋼軌樁及噴射混凝土進(jìn)行防護(hù)，并在施工期間對(duì)路基及邊坡的穩(wěn)定進(jìn)行監(jiān)控，保證行車(chē)安全和施工安全。

下穿黎湛鐵路每節(jié)護(hù)管箱涵長(zhǎng)度為7.5米5節(jié)，8.7米1節(jié)，工6節(jié)，總長(zhǎng)46.2m。同時(shí)在工作坑內(nèi)進(jìn)行流水作業(yè)預(yù)制。頂進(jìn)施工時(shí)，先將位于軸線上的3節(jié)護(hù)管涵向前頂進(jìn)，讓出場(chǎng)地后，再將其它管節(jié)用千斤頂橫移至軸線位置，繼續(xù)向前頂進(jìn)。根據(jù)頂力的大小，后背設(shè)置4臺(tái)200T油頂，每個(gè)中繼間設(shè)置4臺(tái)200t油頂。根據(jù)設(shè)計(jì)及框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，護(hù)管涵框架框架澆注施工分兩次，即框架底板及部分邊墻、框架部分邊墻及頂板。

2、工作坑開(kāi)挖

工作坑兩側(cè)邊坡，采用1：1坡度開(kāi)挖。原地面與工作坑底高差8.3米，在距基底4米高處留設(shè)1米寬的平臺(tái)，在開(kāi)挖坡面采用噴C20混凝土防護(hù)，混凝土厚8cm。并用草袋進(jìn)行堆碼防護(hù)渡汛，以免雨季汛期造成路基滑塌影響鐵路行車(chē)安全。工作坑土方開(kāi)挖分層進(jìn)行，同時(shí)人工配合刷坡，并及時(shí)進(jìn)行路基邊坡防護(hù)。

3、滑板及潤(rùn)滑保護(hù)層施工

為防止框架在頂進(jìn)過(guò)程中底板隨框架滑動(dòng)，在底板下設(shè)置地錨梁，地錨梁按寬0.4m，深0.4m，每道間距3m設(shè)置。同時(shí)在框架兩外側(cè)0.2m處布置導(dǎo)向墩，按寬0.5m×0.5m，深1.0，間距3m布置?；迨┕で?，在順涵體中心線方向增加寬0.6m深0.8m的縱梁，間隔5m。為加強(qiáng)頂進(jìn)后背力，在滑板靠近后背處預(yù)留不小于1.5米長(zhǎng)鋼筋，深入到后背范圍，待頂進(jìn)后背施工時(shí)，與其一起澆筑，使滑板與后背形成一體。為防止扎頭現(xiàn)象，主體結(jié)構(gòu)前端設(shè)1：10船頭坡，長(zhǎng)1500mm，高150mm。潤(rùn)滑隔離層采用石蠟、機(jī)油和塑料薄膜制作。為控制框架在頂入土之前的準(zhǔn)確方向，在頂進(jìn)前進(jìn)方向沿滑板兩邊按設(shè)計(jì)要求設(shè)置P50鋼軌導(dǎo)向墩，間距2.5m一個(gè)。

4、主體護(hù)管框架預(yù)制

護(hù)管涵框架主體工程為1-3.0m頂進(jìn)框架涵，共6節(jié)采用分節(jié)預(yù)制，每?jī)晒?jié)同時(shí)進(jìn)行，分三步流水施工。頂進(jìn)采用中繼間法頂進(jìn)施工。

框架涵主體施工首先綁扎底板以及伸入底板的墻體豎向鋼筋，綁扎完成安裝周?chē)０宀y(cè)量鋼筋頂面標(biāo)高，控制底板頂高程以及底板保護(hù)層厚度。底板混凝土澆筑完成，養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間等混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，可以承受排架以及桿件模板的力后，進(jìn)行墻體分布鋼筋、墻體模板、洞內(nèi)排架施工。完畢安裝頂板模板，綁扎頂板鋼筋安裝涵體端頭以及兩側(cè)外墻模板，澆筑墻身、頂板混凝土。

三、頂進(jìn)后背施工

頂進(jìn)后背采用P43鋼軌樁后背，鋼軌打入滑板面下2.3m，后背寬5.7m。頂進(jìn)后背土方開(kāi)挖在工作坑土方開(kāi)挖完成后立即進(jìn)行。頂進(jìn)后背設(shè)置在距離框架后挑檐不小于2.5m的距離處，垂直于框架中心線設(shè)置，中間位于在中心線右側(cè)設(shè)置4m的出土坡道。后背基礎(chǔ)底開(kāi)挖好，綁扎后背鋼筋，滑板縱向鋼筋伸入到后背與后背連為一體。鋼筋綁扎完畢，根據(jù)技術(shù)施工放線，進(jìn)行頂進(jìn)后背模板安裝，并對(duì)模板進(jìn)行加固?；炷翝仓r(shí)一次成型。頂進(jìn)后背采用C25鋼筋混凝土。

四、線路加固

線路加固采用2組D24施工便梁和3-3-3-3 P50鋼軌扣軌對(duì)線路進(jìn)行加固，施工便梁兩端連接10m防塌方段采用工字鋼縱挑橫抬梁法加固線路，下部結(jié)構(gòu)采用人工挖孔樁支墩，樁徑為1.5m，樁長(zhǎng)為18.1m，共計(jì)8根樁，線路加固末端采用枕木垛支承工字鋼縱梁。工字鋼線路加固采用3根I56c工字鋼順鐵路方向縱抬作為縱梁，支點(diǎn)分別落在孔樁和枕木垛上，在線路軌枕間用I55b工字鋼作為橫抬梁，工字鋼間距60cm，用U型螺栓把縱、橫梁連成整體；工字鋼加固段線路上采用4組P43軌1-2扣加固線路以保證方向，避免線路橫向位移，為增加線路整體穩(wěn)定性，在線路兩側(cè)橫梁上扣5根P50軌束梁一束，確保行車(chē)安全和施工安全。

五、無(wú)縫線路應(yīng)力放散

放散量（△l）的確定：△l=0.0118×L×（t1-t2） （mm）

其中：0.0118—鋼軌的線膨脹系數(shù)

L—放散鎖定長(zhǎng)度

t1—設(shè)計(jì)鎖定軌溫（℃）

t2—原鎖定軌溫（℃）

原單元鎖定軌溫左股為35.4度、右股為35.7度，設(shè)計(jì)鎖定軌溫為45度，則理論放散量左股為192mm，右股為186mm。

鋸軌量（△L）的確定：△L=△l±a （mm）

l—長(zhǎng)軌節(jié)放散量（mm）

a—整治線路爬行時(shí)鋼軌移動(dòng)量，如移動(dòng)方向與應(yīng)力方向相反為正，反之為負(fù)。

施工方法及作業(yè)過(guò)程：施工方法：滾筒結(jié)合應(yīng)力調(diào)整器拉伸放散法?；咀鳂I(yè)程序：復(fù)緊放散地段前后100m線路→按規(guī)定設(shè)置慢行防護(hù)信號(hào)→慢行時(shí)隔二松一松開(kāi)扣件→封鎖后，設(shè)置停車(chē)信號(hào)防護(hù)→全面松開(kāi)扣件、安裝滾筒→撞擊鋼軌并安裝拉伸器→鋼軌拉伸到位后，隔一緊一上緊扣件→全面恢復(fù)線路→取消封鎖或慢行防護(hù)→清理施工現(xiàn)場(chǎng)。

六、框架涵頂進(jìn)

框架頂進(jìn)采用200t臥式千斤油頂及高壓泵控制臺(tái)，傳力柱采用自制的鋼軌頂鐵，根據(jù)框架重量擬采用6臺(tái)4路以上的油泵控制臺(tái)控制。

頂進(jìn)挖土采用機(jī)械挖土，汽車(chē)運(yùn)棄土的施工方法。為增加兩側(cè)土體的穩(wěn)定，開(kāi)挖面寬度小于框架外輪廓，兩側(cè)各預(yù)留不小于5cm的土層，讓兩側(cè)鋼刃角吃土前進(jìn)。頂進(jìn)過(guò)程中根據(jù)框架高程的變化隨時(shí)調(diào)整吃土量。入土后，加快挖土出土速度，頂進(jìn)挖土進(jìn)尺控制在0.3m左右，使框架緊切開(kāi)挖面，實(shí)行連續(xù)作業(yè)，保持箱體不斷頂進(jìn)。

按頂進(jìn)長(zhǎng)度隨時(shí)更換或填補(bǔ)不同規(guī)格的頂鐵，每隔4～8m頂鐵設(shè)置一道橫梁，使傳力均勻及橫向穩(wěn)定，并在其上填土1～1.5m，并碾壓，頂進(jìn)時(shí)設(shè)專(zhuān)人看護(hù)，頂柱和后背上均不得站人，以防止頂柱弓起崩出或后背意外傷人。

在頂進(jìn)過(guò)程中，及時(shí)掌握框架頂進(jìn)的方向和高程，框架每前進(jìn)一頂程，即對(duì)框架的軸線和高程進(jìn)行觀測(cè)，并詳細(xì)做好記錄，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整，高低偏差主要采用底板前端吃土量多少來(lái)調(diào)整，方向糾偏主要靠增減一側(cè)頂鎬的頂力與調(diào)整前端箱體兩側(cè)吃土量來(lái)控制。

七、結(jié)語(yǔ)

該工程通過(guò)線路加固以及無(wú)縫線路應(yīng)力放散等措施，保障了既有線的安全。并對(duì)框架涵以及頂進(jìn)施工進(jìn)行嚴(yán)密的控制，保證了工程的質(zhì)量。工程完工后完全符合設(shè)計(jì)要求，并為頂進(jìn)涵工程施工提供一定的參考。