浅谈既有线框架涵架空顶进施工与防护技术

赵高静

摘要：框架涵架空顶进相对传统涵洞工程更具有结构性能优良、安全可靠、工期短，既对线路恢复快，又对既有线运营影响小等优点。近年来，架空顶进法广泛应用，已成为既有线改造工程首选工法，施工工艺日益完善。

关键词：既有线，框架涵，架空顶进，加固，施工

Abstract: the framework han overhead in jacking relative to traditional culverts engineering structure is more excellent performance, safety, reliability, short time limit, both to line rapid recovery, and to have the advantages of small existing operation effect. In recent years, the widely used overhead straight, has become the preferred method of existing reconstruction project, construction technology is increasingly perfect.

Keywords: existing lines, contain the framework, overhead in jacking, reinforcement, construction

中图分类号：TU323.5文献标识码：A文章编号：

前言

目前我国铁路正在向安全、快速、高效的方向发展，铁路线路全封闭，全面取消平交道口，采用线路架空、顶进框架涵的施工技术广泛应用。通过对漯河至阜阳增建该框架桥顶进施工对既有线路架空设计考虑充分，结合的架空加固线路技术，成功解决了框架涵顶进时既有线路架空施工与防护难题。

一、工程概述

框架涵位于改建铁路漯河至阜阳增建二线K69+268里程处，下穿既有漯阜线。孔跨为4m,净高为3.8m，与线路斜交37度，涵长17.84m，左船槽长50.6米，右船槽长45m。涵底位于粉土层上，地基土容许承载力为150KPa, 承载力满足要求。

二、施工方案

线路大跨度架空加固是框架桥顶进施工的难点，直接影响到施工进度及施工、行车安全。该涵洞处既有道口为当地正式通道，有车辆通过，涵洞施工时对该道口进行绕行。路线绕行具体见施工平面布置图。由于旁边既有盖板涵影响，施工时既有线采用D24施工便梁架空，。挖孔桩防护既有线及线路锁定，确保行车和施工安全。按现场施工要求，箱体采用顶进施工。架空施工期间要求列车限速45Km/h。顶进作业完成后再拆除D型便梁，恢复正常行车。

施工流程图

施工流程简图

2.施工准备

专职管理员应做好全方位计划、协调工作，组织好作业人员，明确相关责任制度、管理规定、应急方案，确保工程款项就位并有效分配专职技术员应收集齐全该工点水文、地质、人文、历史等情况，核实图纸是否齐全，校对设计图纸。做好相应技术交底、仪器整备工作。钢筋、混凝土组料、配合比均须试验检验合格方可采用。专职采购、设备管理员应准备齐全相关机具、输送渠道，联络好工程所需水、电及后续材料供应渠道。检查核验机具使用状况，并做好充分的预留备用及应急机具渠道。

施工前测量放样，准确定出工作坑开挖边线。根据放样尺寸线，留出施工平台后。同时做好材料进场、检验、临时便道的修建、水电的接通工作。作好施工场地的排水工作，对原有道路做好绕行、对原有沟渠做好疏导工作，尽量减小对附近居民生活和环境的影响。

3.工作坑开挖前准备

下列工程完成后方可进行工作坑开挖。

（1）施工放线完毕，且工作坑位置、工作坑中心线（包括线路中心）、方向、高程经复核无误。

（2）根据设计地质水文资料，结合现场情况，决定开挖坡度，定出开挖范围。

（3）根据地形，做好基坑四周地面的防洪、排水工作。

4.修筑滑板、框架、防水制作

（1）根据设计的要求，按1:1进行放坡开挖，工作坑尺寸为前端比箱身长1m，后端与后背相连，两侧比箱身各宽0.3m，底板中心线与涵洞中心线一致。工作坑滑板浇筑30cm厚的C15钢筋混凝土。滑板与基底之间设置锚梁，锚梁每3米设一道，并与滑板板一齐浇筑，锚梁厚40cm，宽30cm。滑板顶面设置成前高后底的船头坡，坡度采用6‰，滑板顶面平整度要求2m范围内不超过5mm。同时沿桥涵顶进方向在滑板两侧设置砼或钢轨导向墩，用来纠正顶进时方向的偏差，导向墩间距2m，埋深0.8m，高出滑板0.4m。

（2）在工作坑底板润滑隔离层上预制钢筋混凝土框架涵身，首先用全站仪进行测量定位，使箱身中心线、工作坑底板中心线和顶进桥位的中心线三者布置在同一直线上。框架预制施工工艺流程为：在工作坑底板上安好箱身底板模→绑扎底板钢筋→检查合格后灌注底板混凝土→安装边墙，顶板内模并养护→绑扎边墙，顶板钢筋→检查合格后浇筑边墙顶板混凝土关养护→拆模并养护。

5.线路架空、加固

D型梁架空施工，在既有线桥涵开挖作业前，必须加固线路，确保行车安全和施工安全。开挖工程中，线路需保持正确的水平与方向位置，如发生变动及时调整。

（1）线路加固采用D型便梁加固线路方法，本框架具体做法如下：拟采用D24施工便梁架空，支墩采用挖孔桩基础。

（2）挖孔桩施工前采用静力触探仪对挖孔桩位桩底的承载力进行检测，综合设计及业主的意见，通过承载力的计算确定挖孔桩的尺寸和底底扩孔范围。采用桩径2x1.6m，桩长取11.6m。按照涵身中心线及设计位置进行定位测量，定出挖孔桩的位置。

挖孔桩采用人工跳跃式交叉开挖，采用人工提升土方，运送至施工范围外的弃土场。护壁采用C25钢筋混凝土，每层护壁上口厚30cm，下口厚20cm;横向钢筋采用φ8圆钢，间距400cm，竖向钢筋采用φ10圆钢，间距设置为20cm；桩身采用C20混凝土填芯，横向钢筋采用φ8圆钢，间距400cm，竖向钢筋采用φ10圆钢，间距设置为20cm。竖向筋上下层搭接不小于20cm。

经过分析，对框架桥地基采取构造性加固措施，预防顶进“扎头”现象和不均匀沉降。加固施工工艺标准:深层水泥搅拌桩桩径500mm，采用矿渣32.5水泥加固料，水泥掺入比15%，水灰比为1:2，按2%水泥用量掺入水玻璃，水泥土28天无侧限抗压强度为1Mpa.高压旋喷桩桩径500mm，也用矿渣32.5水泥加固料， 按230kg/m控制水泥用量。水泥填充率为80%,水灰比为1:1，按4%水泥用量掺入氯化钙，水泥土试块1天龄期无侧限抗压强度为2MPa。

6.设备安装与顶进

（1）主要安装设备。千斤顶：千斤顶的布置以框架涵的中心线为轴，对称布置，放在箱体底板尾部，按额定顶力的70%计算，采用同一类型的千斤顶；高压油泵：高压油泵安装在工坑内后部一侧，连接件牢固，在最大使用压力下，无漏油现象；阀安装：分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀；液压辅助件安装：液压辅件有油箱、油管和管接头及密封装置。油管内径按流量决定，但回油管路主油管内径不小于10m，分油管路内径不小于6mm；顶铁：安装顶铁时，应与顶力轴线一致，并与横梁垂直，应做到平、顺、直。当顶程较长时，在4~8m处加横梁一道，顶铁按千斤顶每次冲程更换，配备各种长度不同的顶铁；顶柱：顶铁长度大于1m时称顶柱，也称传力柱；活动横梁：承箱体顶进而前移，并将顶力均匀地传给顶铁；固定横梁：顶柱的横向连接梁，能避免其受压失稳，并使顶力均匀分布。

（2）利用公式nkPi≥P计算出千斤顶的总台数（k为顶力利用系数，一般取0.7，Pi为单个千斤顶的设计顶力），另考虑备用千斤顶。依前进或扭动方向均匀布置千斤顶，顶铁、框架间加插木板等柔性板保护框架。挖土必须符合规范，阶梯掘进，视现场土质按经验确定前方掘进尺度。

（3）桥涵预制完毕达到设计强度后，即可进行顶进施工。顶进前要详细检查各项准备工作，对橡胶止水带采用槽钢保护，防止顶进过程中損坏。对顶进设备检验维护，配备千斤顶等易损设备及零配件。

顶进过程中箱涵出现左右偏移时，采用调整千斤顶及涵侧加导向木块调整；出现上下偏移时采用下挖土方或加垫砼垫层抬高；顶进时开挖土方每次不得大于1m，根据土质状况调整每次挖土距离。顶程每次0.5m为宜，采用机械开挖，车辆运输。顶进过程中设专人检查传力柱、后背桩、后背墙有无变化，发现问题及时调整加固；做好施工降水工作，根据施工区实际情况做好降水、排水，保证地下水位低于底板底1.0m以上；顶进中对软弱地基采用夯填片石、碎石、干砖碴或灌注速凝砼进行地基加固。

三、后续施工

后续施工包括：回填、整修、恢复线路、拆除设备、施工洞口及检验工程。待涵体顶进完工后，开始进行基坑回填。D型梁的拆除必须在要点封锁的情况下进行，要组织足够的人力、物力、财力。保证在要点的界限内恢复线路。尽量减少对行车的干扰。

结束语

架空顶进施工特点在于施工同时可不间断行车。这就意味着我们必须巧妙组织，安全、保质保量、快速地完成施工任务。施工过程中，行车干扰影响极大，处置不当则易出现不可估量的后果。因此，须规范施工，高度警惕，快速妥善处理问题，确保安全不留遗患。

参考文献

[1] 王兵，王德华. 大跨度下穿顶进框架桥线路加固设计[J]铁道设计标准.2010（07），71-74

[2]刘东亮. 大跨度顶进箱形框架立交桥的架空设计[J] .铁道设计标准. 2007（06），45-46

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。