鐵路運(yùn)營線下隧道施工中的箱涵頂進(jìn)施工技術(shù)

章舒展

杭州市市政公用建設(shè)開發(fā)有限公司，浙江 杭州 310000

1 工程概況

某鐵路立交橋使用到鋼筋混凝土頂進(jìn)式箱涵框架結(jié)構(gòu)，該鐵路為營業(yè)線既有普通鐵路，設(shè)計(jì)時速120km/h，運(yùn)行速度80km/h，線路設(shè)計(jì)形式為單線一股道，無縫線路，非電氣化區(qū)段，鋼軌型號為P60軌，軌枕采用普通砼枕，橋處位于直線段，線路慢行期間，施工地段限速45km/h。頂進(jìn)框架與線路斜交角度為60°，框架頂程11.5m?？蚣艹叽鐬楦?.5m、寬11.94m、長8m。箱涵頂進(jìn)施工的順利開展以便梁施工成型且挖孔樁基礎(chǔ)加固到位為基本前提［1］，后背墻選用的是鋼筋混凝土，以鋼模為材料組織預(yù)制作業(yè)，拌合站根據(jù)施工需求生產(chǎn)適量性能良好的混凝土，通過起重機(jī)澆筑入模。箱涵施工全流程中，主要包含預(yù)制和正式頂進(jìn)兩個環(huán)節(jié)，且需要完成架空作業(yè)后方可開展頂進(jìn)作業(yè)。

2 線路加固

本項(xiàng)目采用D24型施工便梁進(jìn)行線路加固，數(shù)量為1組。吊裝便梁、穿抽鋼枕和移梁時，須在封鎖點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。主要進(jìn)行條形基礎(chǔ)、架設(shè)便梁及箱涵頂進(jìn)的施工。

箱涵頂進(jìn)到位以后，為了防止箱涵兩側(cè)路基蹋方，在箱涵兩側(cè)路基邊坡采用槽鋼樁支護(hù)，支護(hù)長度為5m，樁間距為1.0m。在樁的頂部設(shè)置冠梁將樁連成整體，以防發(fā)生側(cè)移。

3 預(yù)制箱涵施工階段

3.1 工作坑施工

根據(jù)箱涵施工要求合理設(shè)置工作坑，保證在承受荷載能力方面具有較好的表現(xiàn)，若現(xiàn)場為松軟土質(zhì)，要求其承載力至少達(dá)到150MPa。為避免不均勻沉降現(xiàn)象，需填入適量的級配砂石，并沿頂進(jìn)方向修筑仰坡。工作坑施工期間應(yīng)配套高效的排水設(shè)施，例如修筑排水溝、集水坑。

3.2 滑板和潤滑層施工

頂進(jìn)工作坑滑床板均采用C25鋼筋砼，厚度0.50m，下設(shè)地錨梁，地錨梁深0.5m（滑床板底面向下），寬0.5m，兩側(cè)設(shè)導(dǎo)向墩，頂面應(yīng)用M10砂漿抹平，厚度2cm。

正式澆筑混凝土前，首先進(jìn)行整平作業(yè)。待工作坑基底整修平整后，澆筑20cm厚碎石墊層，隨后綁扎鋼筋并支立模板?；寮板^梁混凝土按設(shè)計(jì)圖紙要求完成澆筑。攤平后采用平板震動器搗固，直到表面出現(xiàn)泛漿方可停止。澆筑到頂面標(biāo)高后，需保證混凝土表面抹壓處于密實(shí)平整的狀態(tài)，待初凝前再進(jìn)行二次抹光。后靠背混凝土與滑床板混凝土澆筑應(yīng)遵循不間斷的原則，使其連為一個整體，此外，與滑床板連接處需增設(shè)加強(qiáng)鋼筋，目的是為了與后靠背外側(cè)的鉆孔樁共同承受頂力。澆筑作業(yè)完成后應(yīng)采取相關(guān)養(yǎng)護(hù)措施，以保證混凝土施工質(zhì)量。

滑床板作為框架預(yù)制的基礎(chǔ)場地，對控制頂進(jìn)框架原始姿態(tài)有著至關(guān)重要的作用，同時也對框架在頂進(jìn)初期的高低、方向等起到控制性作用，因此，制作過程中，必須合理設(shè)置滑床板坡度（本項(xiàng)目擬設(shè)坡度2‰）和嚴(yán)格控制滑床板平整度［2］。為了減少頂進(jìn)時框架與滑床板間的摩擦力，在滑床板頂面上設(shè)置潤滑隔離層。具體施工為：將滑床板表面清理干凈，保證其處于干燥狀態(tài)。用噴壺噴灑一層黃油，將石蠟加熱，溫度以150℃為宜，并向其中摻入10%～20%廢機(jī)油，兩者攪拌均勻后即可噴灑，噴灑厚度控制在3mm，靜置一段時間待石蠟?zāi)毯鬄⒁粚踊郏ê穸?mm），最后再在其上鋪設(shè)兩層油毛氈，油毛氈接縫處壓茬0.2m，接縫應(yīng)沿頂進(jìn)方向，避免頂進(jìn)過程中發(fā)生擁推的問題，油毛氈每邊應(yīng)比箱體寬0.15m。需要注意的是，在進(jìn)行焊接或者綁扎作業(yè)時，不能破壞潤滑層。

3.3 后背墻施工

箱涵頂進(jìn)施工期間，后背墻的作用在于承受荷載，該部分的承受能力直接關(guān)乎箱涵的整體質(zhì)量，因此需根據(jù)合理的方法完成后背墻的施工作業(yè)。后背墻的基本尺寸要求為寬102m、高5m，澆筑所用材料為C25鋼筋混凝土，為保證后背墻的穩(wěn)定性，要求其埋地深度應(yīng)超過3m，并在結(jié)構(gòu)后方布設(shè)8根Φ1m的橫梁。

3.4 預(yù)制箱涵制作

潤滑層施工到位后，可進(jìn)入到箱涵預(yù)制環(huán)節(jié)，首先應(yīng)測量放樣，再按照先底部（底模板安裝、鋼筋綁扎及澆筑）、后墻體（墻模板安裝、鋼筋綁扎及澆筑）、最后頂部（內(nèi)側(cè)頂模安裝、鋼筋綁扎及澆筑）的順序有序施工，此后采取養(yǎng)護(hù)措施并設(shè)置防水層。

3.5 挖土作業(yè)

箱涵頂進(jìn)期間挖土作業(yè)以人工挖土方式為主，且分為多層依次推進(jìn)，箱涵內(nèi)部布設(shè)木制平臺。根據(jù)工期要求以及工作人員的作業(yè)進(jìn)度，按照1～1.5人/m的標(biāo)準(zhǔn)配備適量高素質(zhì)施工人員，單次挖掘進(jìn)度以30～40cm為宜，不可出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。挖土期間需及時整平坡度，且要滿足坡度在1：0.8以內(nèi)的要求。避免完全挖除的情況，即箱涵底部應(yīng)保留5～10cm的土層，以免在頂進(jìn)期間出現(xiàn)扎底的情況。挖土過程中的擾動性較強(qiáng)，需在無列車通行的時段組織此項(xiàng)工作，若有列車通行時必須及時暫停。

3.6 箱涵頂進(jìn)施工

箱涵頂進(jìn)施工前需做好準(zhǔn)備工作，即全面檢查箱涵結(jié)構(gòu)，將實(shí)際結(jié)果與施工圖對比分析，核對箱涵的位置和高程。鐵路工程箱涵頂進(jìn)的工作量較大，應(yīng)組織試頂作業(yè)，其目的在于檢驗(yàn)頂進(jìn)設(shè)備的工作狀態(tài)，分析頂進(jìn)力與設(shè)計(jì)要求的差值并檢查預(yù)先設(shè)置的滑板、后背墻等結(jié)構(gòu)是否存在異常之處。千斤頂采用4臺320t液壓泵，油泵應(yīng)逐步加壓，隨著頂力的提高，當(dāng)其達(dá)到設(shè)計(jì)要求的30%，50%，70%，90%時，分別要給予適當(dāng)?shù)拈g隔時間，各自至少應(yīng)達(dá)到20min，40min，50min，60min。期間檢查滑板和后背墻的質(zhì)量情況。箱涵頂進(jìn)前必須由專業(yè)部門檢查線路加固效果，若無誤方可正式頂進(jìn)；施工期間應(yīng)由專員檢查頂進(jìn)設(shè)備運(yùn)行狀況以及現(xiàn)場施工情況，完整記錄各項(xiàng)信息，為質(zhì)量評價提供依據(jù)。若前部挖土量到達(dá)一個頂程，此時即可啟動油泵，千斤頂提供的頂推力在經(jīng)由傳導(dǎo)設(shè)備后將進(jìn)一步到達(dá)待施工區(qū)段，使箱涵在頂推作用下到達(dá)指定區(qū)域。箱涵就位后，利用千斤頂復(fù)位，再根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)劃組織下一次的頂進(jìn)作業(yè)，按照上述方法有序頂進(jìn)，直至將所有箱涵均頂進(jìn)到位為止。

4 頂進(jìn)線路監(jiān)控

4.1 支墩頂端沉降監(jiān)控

支墩頂端下沉量的出現(xiàn)將同時對便梁和軌道的穩(wěn)定性造成影響，使其出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象。對此，將沉降測量水準(zhǔn)點(diǎn)置于便梁支撐點(diǎn)周邊，以便在支墩施工期間做好觀測作業(yè)?？紤]兩個測量時段，白天每通行一趟列車后均測量1次，夜間則至少達(dá)到1次，條件允許時可多次測量。

4.2 施工便梁移動監(jiān)控

便梁支撐在支墩上，其受力條件復(fù)雜，移動方式具體有兩種：順向移動及側(cè)向移動。監(jiān)控點(diǎn)布置：在便梁端部及中部兩處布設(shè)一定的水平移動監(jiān)測點(diǎn)；監(jiān)測頻率：日間1次/2h，夜間適當(dāng)延長間隔時間，為1次/4h。

4.3 便梁連接牢固度監(jiān)控

人工定期檢查各連接件，根據(jù)實(shí)際情況采取相適應(yīng)的緊固措施，將施工期間產(chǎn)生的各項(xiàng)信息完整記錄，以便分析連接件的具體表現(xiàn)。列車每通行一次后均組織監(jiān)測，若存在異常狀況，則及時采取處理措施。

5 結(jié)束語

箱涵頂進(jìn)施工難度較大，內(nèi)外部因素均會對其造成影響，施工期間需注重對箱涵方向的檢測與調(diào)整，編制科學(xué)的箱涵洞口止水方案，以可行的方式降低阻力，從而有效避免箱涵扎頭等異常狀況。案例工程中，箱涵頂進(jìn)施工發(fā)生于既有鐵路線路之上，需兼顧箱涵自身頂進(jìn)質(zhì)量以及既有鐵路的正常運(yùn)營要求，因此必須形成行之有效的專項(xiàng)施工方案，推動工程的順利開展。