大跨徑框架隧道中繼間頂進(jìn)既有鐵路施工技術(shù)

張順

【摘要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市加大了公路主干道的修建。中繼間頂進(jìn)技術(shù)是框架隧道下穿既有鐵路一種安全可靠的施工方法。本文根據(jù)具體工程介紹了鐵路地道橋中繼間頂進(jìn)施工技術(shù)要點(diǎn)，并對(duì)頂進(jìn)施工中的控制措施進(jìn)行闡述。供同行參考。

【關(guān)鍵詞】隧道；中繼間；頂進(jìn)；施工技術(shù)

引 言

頂進(jìn)施工不僅保證了施工安全及鐵路既有線(xiàn)行車(chē)安全，而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，由于頂進(jìn)法不影響既有鐵路的正常行車(chē)，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的目的，在鐵路線(xiàn)下修建立交橋已被廣泛采用。

1、工程慨況

某橋跨度為8m-16m-8m鋼筋混凝土框架橋，結(jié)構(gòu)總高度為8.4m，結(jié)構(gòu)凈高6.5m，中繼間頂進(jìn)，橋全長(zhǎng)55.56m，寬35.8m，該橋公路方向與鐵路夾角64°，橋上線(xiàn)路有單股、5條到發(fā)線(xiàn)及1條貨運(yùn)線(xiàn)，非電氣化鐵路，橋上股道為平坡，低路基。采用中繼間頂進(jìn)法施工，其主要工序包括工作坑開(kāi)挖和滑板后背等施工、橋涵主體預(yù)制及防水層制作、施工降水、線(xiàn)路加固和橋體頂進(jìn)等，施工工藝與其他頂進(jìn)橋涵大致相同。

2、工程的特點(diǎn)、難點(diǎn)

因本橋橫向分為兩段，因此在頂進(jìn)過(guò)程中兩段保證方向一致不錯(cuò)位是本橋施工的難點(diǎn)。而線(xiàn)路加固運(yùn)營(yíng)安全因素多，工序較多，且工期短，需要多工作面、上足人力、機(jī)械設(shè)備同時(shí)施工。

3、 頂進(jìn)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1橋涵主體分節(jié)預(yù)制

分為兩節(jié)分別澆筑預(yù)制頂進(jìn)施工，先預(yù)制、加固、頂進(jìn)一節(jié)到預(yù)計(jì)位置，然后重復(fù)前面工作頂進(jìn)第二節(jié)和前一節(jié)合龍，前節(jié)長(zhǎng)28.421m，后節(jié)長(zhǎng)29.137m。

3.2線(xiàn)路加固

在預(yù)制箱身的同時(shí)，對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行加固。因本橋頂進(jìn)時(shí)穿越線(xiàn)路較多，決定采用扣軌加縱挑橫抬梁加固線(xiàn)路方案，縱梁與橫梁、橫梁與枕木及扣軌之間采用u型螺栓扣板聯(lián)結(jié)，以保證整體穩(wěn)定性。地道橋范圍內(nèi)的每組橫梁下加自制滾杠滑車(chē)減少摩擦，減少地道橋頂進(jìn)時(shí)的阻力，用木楔子或枕木頭把其余空間塞緊。橫梁的一端支承在框構(gòu)頂上，另一端支承在路基枕木垛上為了不使線(xiàn)路橫移，橋涵頂板后部頂面預(yù)埋剛拉環(huán)，同時(shí)橋上備用足夠的50t油鎬，以備線(xiàn)路沉落整修所用。

3.3施工降水

橋涵頂進(jìn)的成敗主要取決于降水效果的好壞，所以頂進(jìn)前必須進(jìn)行充分降水。為此采用輕型井點(diǎn)與集水井結(jié)合方法，使工作坑和鐵路施工期間地下水位降至基底以下不小于0.5m，經(jīng)計(jì)算在工作坑內(nèi)設(shè)6眼井點(diǎn)，間距10m。橋涵頂進(jìn)期間作業(yè)坑范圍井點(diǎn)降水排入工作坑?xùn)|側(cè)衛(wèi)工明渠內(nèi)，線(xiàn)路上橋范圍內(nèi)井點(diǎn)降水排入路基東側(cè)溝內(nèi)。

3.4橋體頂進(jìn)

根據(jù)頂力大小，油泵及連接油管所能承受的壓力值及傳立柱的允許承載力，來(lái)確定每臺(tái)千斤頂?shù)膶?shí)際頂力，然后由前至后依次驅(qū)動(dòng)千斤頂，逐節(jié)推動(dòng)箱身，待后背處的千斤頂回收后，在回收的位置填放頂鐵，再開(kāi)始第二次頂進(jìn)，往復(fù)循環(huán)，直至箱體就位。

當(dāng)頂進(jìn)時(shí)由于受摩擦阻力的水平分力作用，容易發(fā)生較大的方向偏差，故需要加強(qiáng)方向控制，隨時(shí)調(diào)整兩側(cè)的頂力。每次頂進(jìn)的頂程應(yīng)控制的小一些 （0.2～0.3 m）；對(duì)于中繼間法頂進(jìn)施工來(lái)說(shuō)，此點(diǎn)尤為重要，因?yàn)檫@樣剪力力臂可以縮短，使剪力楔能發(fā)揮較大的抗剪能力，有效地防止錯(cuò)牙。

3.5中線(xiàn)與高程控制

用水平儀觀測(cè)設(shè)在箱身頂板四個(gè)角上的觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行高程測(cè)量。高程偏差調(diào)整主要依靠超欠挖土方，使箱橋吃土量加大或減少，以達(dá)到調(diào)整箱橋中線(xiàn)偏差的目的。在頂進(jìn)過(guò)程中，橋體每前進(jìn)一個(gè)頂程，即對(duì)橋體的軸線(xiàn)和高程進(jìn)行觀測(cè)，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)通知指揮人員采取措施，進(jìn)行糾偏。

框架頂進(jìn)扎頭較大時(shí)，框構(gòu)底部夯填碎石，嚴(yán)重情況下，停止頂進(jìn)施工，采取增加地梁方案。如基底土壤松軟時(shí)，換鋪20～30cm厚的卵石、碎石、灌筑白灰柱樁、砂等方法加固地基，增加承載力，以糾正“扎頭”。對(duì)于后背變形情況的觀測(cè)，在橫向位置設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。

4、頂進(jìn)作業(yè)控制措施

4.1頂進(jìn)挖土

（1）每次挖土進(jìn)尺及開(kāi)挖坡面應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況、線(xiàn)路加固情況和千斤頂?shù)捻敵檀_定。挖土?xí)r嚴(yán)格控制開(kāi)挖量及開(kāi)挖坡度（帶土頂進(jìn)施工）。

（2）框架兩側(cè)帶土頂進(jìn)，縱向放坡挖土，一次挖土長(zhǎng)度不得大于1m，每個(gè)頂程控制在0.5m左右，框架內(nèi)頂進(jìn)挖土分步分臺(tái)階進(jìn)行，先上后下，先中間后兩邊，防止兩側(cè)土體坍塌。

（3）頂進(jìn)過(guò)程中，頂進(jìn)取土采用挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖取土頂進(jìn)，即挖即頂，嚴(yán)禁超前開(kāi)挖，人工配合清底，保證框架在頂進(jìn)過(guò)程基礎(chǔ)帶15-25cn土頂進(jìn)防止栽頭。

（4）列車(chē)通過(guò)時(shí)，嚴(yán)禁繼續(xù)挖土，人員應(yīng)撤離開(kāi)挖面1m以外，當(dāng)挖土或頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)生塌方，影響列車(chē)安全時(shí)，應(yīng)迅速組織搶修加固。頂進(jìn)施工期間列車(chē)限速45km/h的速度慢行通過(guò)，堅(jiān)持隨挖隨頂?shù)脑瓌t。

（5）挖土機(jī)械鏟斗不得碰撞線(xiàn)路加固設(shè)施和橋涵主體結(jié)構(gòu)。挖土過(guò)程要嚴(yán)格控制刃腳切入土內(nèi)深度，一般不小于10cm。在松散的或塑性土質(zhì)中頂進(jìn)，中刃腳是保證土墻穩(wěn)定的關(guān)鍵，應(yīng)保持切入土內(nèi)。人工清理開(kāi)挖工作面時(shí)，挖土機(jī)械應(yīng)退出開(kāi)挖面，嚴(yán)禁人、機(jī)同時(shí)開(kāi)挖。挖土工作應(yīng)與觀測(cè)人員密切配合，隨時(shí)根據(jù)橋涵頂進(jìn)和方向偏差，采取超欠挖糾偏措施。

（6）每次挖土作業(yè)必須按照技術(shù)交底提供的清底深度和糾偏措施積極采取措施進(jìn)行嚴(yán)格控制，嚴(yán)禁在雨天挖土，嚴(yán)禁不清底強(qiáng)行頂進(jìn)作業(yè)，嚴(yán)禁超挖作業(yè)。

4.2框架頂進(jìn)

（1）頂進(jìn)前，對(duì)既有線(xiàn)路標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量、復(fù)核，線(xiàn)路加固時(shí)對(duì)局部進(jìn)行加墊調(diào)整，保證既有線(xiàn)路狀況不變。每次頂進(jìn)前應(yīng)檢查液壓系統(tǒng)、頂住安裝和后背變化情況等。

（2）為了防止框構(gòu)頂進(jìn)時(shí)底板隨之向前滑動(dòng)，板下設(shè)錨梁，為控制頂進(jìn)方向，底板兩側(cè)設(shè)導(dǎo)向支墩，于底板制作時(shí)用C20混凝土同時(shí)澆注成型。

（3）框架在工作坑底板上滑動(dòng)時(shí)，方向發(fā)生偏差，主要依靠底板上預(yù)先設(shè)置的方向墩墊撐來(lái)糾正。框架入土前要把方向矯正到設(shè)計(jì)位置，入土后就比較穩(wěn)定。

（4）頂進(jìn)過(guò)程中觀測(cè)油泵的工作壓力數(shù)值，如有異樣，則停止頂進(jìn)，查找問(wèn)題，以防頂進(jìn)設(shè)備損傷及其它事故發(fā)生，解決問(wèn)題后，再行頂進(jìn)。

（5）頂進(jìn)過(guò)程中，由于箱身高程的變化，及箱身頂進(jìn)時(shí)帶動(dòng)土體，造成線(xiàn)路高程升高或降低，從而影響到行車(chē)安全，所以要及時(shí)調(diào)整，當(dāng)線(xiàn)路方向不良時(shí)，可將槽鋼下木契打緊后，松開(kāi)附近幾個(gè)吊軌螺栓，及方向不良范圍內(nèi)橫向支承，用起道機(jī)撥道；要隨時(shí)上緊松動(dòng)的吊軌螺栓，加強(qiáng)對(duì)線(xiàn)路的觀察，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)整修；在覆蓋土內(nèi)頂進(jìn)箱身，其線(xiàn)路高程有變化時(shí)，可起道加墊細(xì)石碴調(diào)整。

（6）箱身頂進(jìn)就位后，盡快及時(shí)恢復(fù)線(xiàn)路，全部拆除撤換完畢后，再對(duì)其進(jìn)行全面維修直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，方可恢復(fù)正常運(yùn)行。

4.3頂進(jìn)施工注意事項(xiàng)

（1）頂進(jìn)前要做好各項(xiàng)檢查，工作人員不能站立在油管和頂鐵處，以防油管漏油及頂鐵崩傷人。對(duì)頂進(jìn)設(shè)備注意保養(yǎng)，確保各項(xiàng)設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。

（2）頂進(jìn)時(shí)加強(qiáng)對(duì)線(xiàn)路的養(yǎng)護(hù)，及時(shí)糾正變形的線(xiàn)路。

（3）框架頂進(jìn)時(shí)應(yīng)觀測(cè)油泵的工作壓力數(shù)值，如果有路基坍塌、油管漏油、頂進(jìn)設(shè)備控制失靈等情況時(shí)，立即停止頂進(jìn)、挖土。

（4）對(duì)于頂進(jìn)過(guò)程中可能存在的土壤液化增加黏著力的現(xiàn)象，在對(duì)基底表層換填處理和降低地下水位的同時(shí)，考慮增加備用千斤頂，通過(guò)增加頂力措施預(yù)防可能存在的不利因素。

結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐證明，合理的施工方案和技術(shù)措施是工程順利施工的關(guān)鍵，本工程在較短時(shí)間內(nèi)順利完成了橋涵頂進(jìn)施工任務(wù)，為以后中繼間防水的制作和引道的施工等后續(xù)工程預(yù)留了足夠的時(shí)間，確保了該工程按期、保質(zhì)、保量竣工的實(shí)現(xiàn)。

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