淺析下穿鐵路箱涵頂進(jìn)施工技術(shù)

馬龍飛

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)快速發(fā)展，鐵路出行方式漸漸成為交通運(yùn)輸行業(yè)的中流砥柱。在現(xiàn)階段鐵路的建設(shè)中，下穿鐵路箱涵頂進(jìn)環(huán)節(jié)作為鐵路建設(shè)關(guān)鍵組成部分之一，頂進(jìn)施工的安全開展直接關(guān)系鐵路的安全運(yùn)營(yíng)狀況。本篇文章就主要對(duì)下穿鐵路箱涵頂進(jìn)的施工技術(shù)和手段進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。

關(guān)鍵詞：下穿鐵路;箱涵頂進(jìn);施工工藝

在下穿鐵路箱涵頂進(jìn)施工項(xiàng)目中，鐵路路基通常都是高路堤，而且大部分填筑土都是砂性土，頂進(jìn)過(guò)程中存在大面積坍方的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重的還會(huì)影響鐵路運(yùn)營(yíng)安全和施工人員的生命安全。因此，施工企業(yè)要想避免這種狀況的出現(xiàn)，就要最大程度的完善頂進(jìn)施工技術(shù)，保證箱涵安全、順利頂進(jìn)到預(yù)期位置。

1 施工技術(shù)措施與方法

1.1 總體施工方法

一般狀況下，施工人員利用頂進(jìn)施工技術(shù)時(shí)，經(jīng)常是先拉槽再頂進(jìn)，并且在前期還要對(duì)鐵路既有線路進(jìn)行大量的加固工作，進(jìn)而最大程度的確保頂進(jìn)工作不會(huì)影響鐵路行車安全。通常既有鐵路加固可采取架設(shè)D16、D24型施工便梁的方法，便梁支墩采用鋼筋混凝土條型基礎(chǔ)，條基下采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。鉆孔樁、條基完成后，即刻架設(shè)D型施工便梁。同時(shí)，箱涵要事先在基坑中澆筑好，并且等到頂進(jìn)準(zhǔn)備工作全部結(jié)束后方可利用油壓千斤頂頂進(jìn)箱涵。這樣可以有效的降低對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響和頂進(jìn)工作的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 箱涵預(yù)制

箱涵預(yù)制工作可以說(shuō)是箱涵頂進(jìn)工作中的關(guān)鍵組成部分?？紤]到鐵路運(yùn)營(yíng)安全，一般將預(yù)制箱涵的頂進(jìn)工作基坑設(shè)立在既有線坡腳5米以外，從而降低基坑開挖和箱涵預(yù)制對(duì)線路的正常運(yùn)營(yíng)的影響。以寧波環(huán)城南路鐵路立交工程為例，基坑選取雙排φ1.0m鉆孔樁基礎(chǔ)+冠梁的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁間采用密排高壓旋噴樁進(jìn)行止水。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行基坑開挖，主要利用挖掘機(jī)等設(shè)備來(lái)開展挖掘工作，基底以上30cm范圍采用人工清底，以防止擾動(dòng)基底土體。一般采用分段分層的開挖方式，開挖的土方必須及時(shí)通過(guò)自卸車輛外運(yùn)，不得隨意堆放在基坑周邊，以防止基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、開裂導(dǎo)致基坑坍塌。在開挖過(guò)程中，必須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊建筑及土體的變形量，以確?；影踩；娱_挖完成后，要及時(shí)澆筑地錨梁、滑床板和箱涵，以達(dá)到反壓基底的效果，防止基坑排樁位移、基底土體隆起。

1.3 箱涵頂進(jìn)施工注意事項(xiàng)

在有關(guān)人員開展箱涵頂進(jìn)工作之前，要提前修建臨時(shí)施工便道、設(shè)立臨時(shí)用電和用水線路;選取泥漿處理區(qū)域;確定臨時(shí)土方堆積區(qū)域以及安排施工過(guò)程中相關(guān)設(shè)備的安裝區(qū)域。與此同時(shí)，在開挖基坑前，要及時(shí)布設(shè)沉降位移監(jiān)測(cè)樁，并且還要做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)外的截排水、基坑內(nèi)的降水工作。除此之外，企業(yè)要著重提高后靠背的強(qiáng)度和剛度，保證箱涵頂進(jìn)的后靠背具有一定程度的變形量，進(jìn)而使其可以承受頂進(jìn)箱涵時(shí)的最大頂力。

2 箱涵頂進(jìn)施工

2.1 頂進(jìn)準(zhǔn)備

箱涵頂進(jìn)前，首先要開展的就是頂力計(jì)算，技術(shù)人員要計(jì)算每個(gè)箱涵的自重以確定最大頂力數(shù)值，然后再確定需要的千斤頂數(shù)量。同時(shí)，更換傳力設(shè)施（頂鐵或者頂柱）也是以千斤頂?shù)捻敵毯拖浜捻敵虨榛A(chǔ)來(lái)確定的。在頂進(jìn)過(guò)程中，頂鐵和頂柱要橫向配置I40工字鋼，并且確保每節(jié)（頂鐵或者頂柱）設(shè)立一道橫梁，這樣可以避免傳力設(shè)備偏心受力后出現(xiàn)上拱彈起和橫向移動(dòng)的狀況。

2.2 設(shè)備安裝調(diào)試及試頂

頂進(jìn)環(huán)節(jié)中的試頂環(huán)節(jié)一定要等到混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后再開展，而且還要提前安裝和調(diào)試頂進(jìn)設(shè)備，制定測(cè)量方案，等到相關(guān)的儀器和設(shè)備都調(diào)試正常后方可開展試頂工作。對(duì)于頂進(jìn)設(shè)備的安裝調(diào)試，要先開展檢驗(yàn)工作，然后再開展調(diào)試工作。與此同時(shí)，作業(yè)人員在開展試頂工作時(shí)，要事先保持油泵處在工作狀態(tài)，等到油壓升高到一定程度后（通常為5-10MPa），暫停油泵，然后對(duì)箱涵的軸線、四角標(biāo)高、縱向頂進(jìn)距離以及后靠背等區(qū)域開展檢驗(yàn)工作，假如出現(xiàn)了異常狀況，技術(shù)人員就要在最短的時(shí)間內(nèi)展開分析解決工作。試頂同時(shí)，需要通過(guò)人工和機(jī)械結(jié)合的手段拆除箱涵前方的冠梁和鉆孔樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)。等到試頂環(huán)節(jié)結(jié)束，確認(rèn)沒有異常情況才可以開展正式的頂進(jìn)工作。

2.3 頂進(jìn)作業(yè)

一般的箱涵頂進(jìn)采用全斷面切土頂進(jìn)手段，此方法在頂進(jìn)時(shí)不對(duì)線路下方的土體進(jìn)行開挖，頂進(jìn)后期因土體包裹箱身導(dǎo)致摩阻力增大需要較大頂力，對(duì)千斤頂設(shè)備考驗(yàn)較大;而采取線路加固措施架設(shè)D型施工便梁后，架空了線路大幅提升了既有鐵路的運(yùn)行安全，因此可采用線下邊拉槽邊頂進(jìn)的施工方法。通過(guò)挖掘機(jī)在線下作業(yè)將箱涵頂進(jìn)前方土體挖除，大大減小頂進(jìn)阻力，縮短頂進(jìn)時(shí)間，提高頂進(jìn)效率，降低頂進(jìn)施工對(duì)線路設(shè)備的影響。在頂進(jìn)過(guò)程中，作業(yè)人員要嚴(yán)苛的以鐵路規(guī)范為基礎(chǔ)來(lái)開展工作。此外，為了確保頂進(jìn)工作的安全，要采取挖頂結(jié)合的方式保證每挖掘一個(gè)頂程距離的土方，就要及時(shí)對(duì)箱身開展頂進(jìn)工作，從而避免開挖面過(guò)大導(dǎo)致鐵路路基土體塌方的風(fēng)險(xiǎn)。作業(yè)人員在鐵路下方拉槽時(shí)要以頂進(jìn)需要為基礎(chǔ)來(lái)挖土，不能將路基徹底掏空導(dǎo)致箱體“扎頭”，拉槽應(yīng)從箱涵底板以上起坡，以滿足挖掘機(jī)在鐵路下方拉槽所需工作面為限。這樣一來(lái)，可以最大程度的確保頂進(jìn)工作的順利開展。

2.4 頂進(jìn)測(cè)量

一般狀況下，為了保證箱身頂進(jìn)的方向和高程，要在頂進(jìn)工作開始之前及時(shí)在頂進(jìn)的后方設(shè)立觀測(cè)區(qū)域，安排觀測(cè)所需要的基準(zhǔn)樁，而且觀測(cè)區(qū)域和后靠背要維持一定距離，避免后靠背出現(xiàn)變形影響觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，在開展頂進(jìn)工作時(shí)，每頂進(jìn)一個(gè)頂程，測(cè)量人員都要仔細(xì)檢查箱身的軸線和高程，并且做好記錄。當(dāng)產(chǎn)生偏差時(shí)，要及時(shí)采取措施進(jìn)行糾偏。

2.5 施工控制及糾偏

如果頂進(jìn)工作出現(xiàn)了方向偏差，這時(shí)就要用到箱身方向糾偏手段了。首先第一種方法就是適當(dāng)增加偏移一側(cè)的千斤頂頂力或者降低非偏移一側(cè)的頂力來(lái)開展調(diào)整工作。第二種方法則是以偏差的大小為基礎(chǔ)，在加換頂鐵時(shí)及時(shí)調(diào)整后背的頂鐵或者頂柱。還有第三種方法，在箱身偏移較大采取前兩種方法無(wú)效且頂進(jìn)距離不超過(guò)一半頂程的情況下，可采用小型千斤頂垂直箱身軸線頂在箱涵底板部位，以頂進(jìn)工作坑前端圍護(hù)鉆孔樁為支撐點(diǎn)，縱向、橫向同時(shí)開頂。這樣就可以高效的解決箱身方向的偏差問(wèn)題。與此同時(shí)，還有一種可能出現(xiàn)的問(wèn)題就是箱身“抬頭”和“扎頭”，而這種問(wèn)題可以通過(guò)控制超挖量大小來(lái)糾正。在“抬頭”量不大時(shí)可以適當(dāng)把前方開挖面挖到和箱底面平的位置;假如“抬頭”量較大，則在箱底超挖一點(diǎn)，寬度與箱身相同，然后在頂進(jìn)過(guò)程中漸漸的調(diào)整，使其達(dá)到鐵路規(guī)范的要求。糾正箱身“扎頭”的方法，可適當(dāng)增加抬頭力矩，即增加底板鋼刃角的阻力，使刃角多吃土，逐步頂進(jìn)調(diào)整;第二種，采取吃土頂進(jìn)法，即挖土?xí)r，開挖面基底保持在箱身底面以上0.3～1m，利用鋼刃角將高出部分土壓入箱底，糾正“扎頭”。第三種，用增加箱身后端平衡重的辦法，改變箱身前端土層受力狀態(tài)，達(dá)到糾正“扎頭”的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，在開展下穿鐵路箱涵頂進(jìn)工作時(shí)，完善頂進(jìn)技術(shù)，不僅可以在一定程度上確保施工、行車安全，還可以通過(guò)制定應(yīng)急預(yù)案來(lái)應(yīng)對(duì)頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)各類安全質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)各種技術(shù)手段，可以有效提升下穿鐵路箱涵頂進(jìn)施工的技術(shù)水準(zhǔn)和施工品質(zhì)，從而使得下穿鐵路箱涵可以按照進(jìn)度計(jì)劃安全順利地頂進(jìn)到位并保證整個(gè)項(xiàng)目按期竣工驗(yàn)收。

參考文獻(xiàn)：

[1]程海維.鐵路箱涵頂進(jìn)施工技術(shù)探討[J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2013（5）.

[2]耿秀明.箱涵下穿鐵路頂進(jìn)施工技術(shù)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（8）.

[3]李傳奇.鐵路箱涵頂進(jìn)施工技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究，2014（15）.

[4]郭揚(yáng)衡.箱涵下穿鐵路頂進(jìn)施工技術(shù)的探索[J].城市建筑，2014（12）.