简述既有线箱涵顶进施工技术关键

张春亚

【摘 要】 随着我国铁路建设的不断发展和提速，曾经原有的铁路平交道已越来越无法适应当前铁路发展的需求，对列车行车速度带来了较大的影响，这就需对铁路既有线路改造或是通过增建第二线工程，也可将公路与铁路平交工程改造为立交工程，这不仅有利于行车速度的提升，而且有效的确保了行车的安全和人身安全。在既有线下进行施工时，多采用顶进桥梁施工技术来进行，有效的确保了工程的质量。

【关键词】 既有线箱涵；顶进施工；技术关键

1.工程概况

和谐大道下穿淮南铁路立交桥铁路里程为淮南下行K205+109，道路中心线与淮南铁路法线交角为0.204°。下穿淮南线铁路框架桥为四孔（9.5+12.5+12.5+9.5）m的分离式框架。穿越处自南向北共有19股道，为2条正线和17条站线，其中3、4道为客线（现只进通勤车），5-17道为到发线，19-33道为调车线，19股道均位于直线地段。

下穿铁路框架分为南侧顶进段、北侧顶进段及中间现浇段，南北侧框架采用在工作坑预制后顶进施工，中间段框架采用明挖现浇施工。南北工作坑对称布置，顶进框架各长44m（包括5m开口箱），中间现浇段长32m，全长120m。顶进及现浇施工过程中，线路加固采用D16、D24型施工便梁。中间段框架采用线路便梁架设明挖现浇法施工。顶进采用500t卧式千斤顶进行，顶程约为53m。

2.铁路既有线顶进箱涵施工关键技术

既有线下箱涵顶进施工是否安全顺利进行，关键在于线路加固、工作坑开挖、后靠背施工、顶进控制。这四点是保证顶进施工顺利进行的关键技术。

2.1.线路加固

2.1.1.线路加固方法

在顶进桥涵施工中，为确保既有线的行车安全和施工安全，必须进行线路加固。线路加固常用吊轨加固法、横梁加固法、轨束梁加固、D型便梁加固等方法。无论选择哪种加固形式，都必须确保列车在通过时要保持均匀及限速来行驶，确保行车和施工安全得以保障。线路加固可以保证顶进时行车安全和施工安全，所以必须保证线路加固万无一失。由于涉及股道多，框架桥跨度大，同时车辆繁多，本工程采用D16和D24型便梁进行加固。

2.1.2.便梁施工要点：

便梁架设在慢行45Km/h的条件开始施工，主要工作内容为吊装便梁、穿抽钢枕、安装钢枕扣件和移梁。

1）安装横梁的位置应与轨枕位置一致，所以事先应将轨枕间距适当调整，抽换横梁应由纵梁两端向中心排列抽换。塞入横梁时要对准主梁联结板并定位，同时上好扣件，垫好橡胶轨垫，便梁架设完成后，进行线路绝缘检测，检测合格后方可放行列车。

2）穿钢枕过钢轨时采用绝缘性能良好的材料做好绝缘，防止轨道电路短路事件的发生。

3）D型便梁架设到位后，必须设置接地装置及便梁限位装置。便梁限位装置在盖梁上预埋钢轨，便梁架设到位后，预埋钢轨与便梁之间采用枕木和杂木板刹紧。

便梁安装就位后，还应每天进行检查养护工作，主要检查内容为：便梁扣件、螺栓是否损毁，尼龙挡肩绝缘情况。

2.2.工作坑及后靠背施工

2.2.1工作坑施工

工作坑是预制箱涵和顶进涵身的工作场地。工作坑的前端接近既有线路，后端布置运土坡道及后背等。工作坑设有底板，底板上铺设隔离层，其上预制箱涵，因此顶进工作能否顺利与工作坑的布局合理与否关系很大。工作坑修建要开挖土方，并且需要设置支撑。深工作坑的结构复杂，施工工期长，耗费劳动力多，造价较高，靠近铁路侧的安全隐患增大，因此在顶进过程中力求长距离顶进，少挖工作坑，设置工作坑时应考虑位置、坑深及边坡、尺寸等要求。

2.2.2后靠背施工

后背墙在桥梁顶进施工中具有极为重要性，也是一项重要的临时性措施，主要是承受在顶进过程中所产生的水平顶力。其在实际应用中常以板式后背墙和重力式后背墙为主，在进行设置时需要充分的考虑现场的实际情况，从而做到因地制宜，确保后背墙的安全可靠和易于拆除。

2.3.顶进控制

2.3.1.顶进工艺流程

2.3.2.顶力计算

P=K[N1μ1+（N1+N2）μ2+2Eμ3]

式中P——最大顶力（kN）。

N1——桥涵顶上荷载（kN）。

μ1——桥涵顶面与顶上荷载的摩擦系数。

N2——桥涵自重（kN）。

μ2——桥涵底板与基底土的摩擦系数，无试验资料时可采取0.7～0.8。

E——桥涵两侧土压力（kN）

γ——填土的重度，kN/m3。

H——悬空高度，m。

μ3——侧面摩擦系数，无试验资料时可采取0.7～0.8。

K——系数，应采用1.2。

通过顶力计算以选择顶进设备的型号、数量。

2.3.3.顶进准备工作

安装前对液压系统的各部件进行单体试验，合格后方可安装。全部安装好后进行调试，使其运转正常。安装时应使顶力轴线一致，并与横梁垂直，做到平、顺、直。顶铁支承面要求受力后不应产生弯曲变形。

顶进的实施是整个工程的关键环节，因此开顶前应进行试顶。试顶前应满足框架混凝土强度达到设计要求。线路加固完毕，符合施工设计和安全要求。试顶时，仔细观察顶力设备、后靠及滑板情况，发现问题及时处理。

2.3.4.顶进控制

在试顶确定顶进设备压力稳定、状态良好，框架顶进中线水平控制良好，进行破土顶进，待顶入一个顶程后进行挖土；当完成挖土工作后即开动高压油泵，使千斤顶产生顶力，通过传力设备，借助后背的反作用力推動框架前进。顶进时注意掌握挖土进度，严禁带水作业和超挖。

顶进作业必须利用列车间隙进行，派专人进行指挥。对线路便梁支点的稳定情况进行监视。列车通过开挖面时应停止顶进。

箱身在顶进过程中，技术人员和施工人员必须轮流倒班。在施工现场，对箱体的方向和高程进行全过程测量，并做好书面记录，发现问题及时纠偏。

设置液压系统的油管泵站时，应注意以下几点：

①、油脂须过滤，油管、油箱须清洗干净。油路布置要合理、密封良好，以便调整和控制，并不得妨碍施工。

②、液压系统部分须进行试验合格后方可安装。安装后必须进行试运转，详细检查油路、千斤顶及操作箱达到要求方可使用。

③、顶进过程中，当液压系统发生故障时，严禁在工作情况下进行检查调整，以防伤人。

顶进进度主要取决于洞内的挖土速度，故应尽可能为提高挖运的速度创造条件。顶进时，框架一旦进入路基，必须组织劳力机具不间断快速施工。实行昼夜三班制作业，决不允许中间停歇。因为框架停歇过久，将会引起地基下沉，增大顶进的阻力，给顶进造成困难。

顶进挖土以机械挖掘为主，人工修整为辅。顶进进尺为1.0m左右，挖一个行程的土方，紧跟为顶进箱身。挖土时应掌握坡面的平整，由上而下开挖并保留箱子基底以上一定厚度的土体，减少对基底以下土体的扰动，造成承载力下降，引起箱体下沉。列车通过时，严禁继续抢掏土，人员应撤离开挖面1m以外，以保施工安全。

3.结语

随着铁路既有线顶进桥梁施工项目的增加，需要在施工前制定科学合理的施工方案，在施工中严格按照施工组织设计和操作规程来进行每一道工序的施工，而且还要做好全面的质量管理活动，尤其重点控制线路加固、工作坑开挖、后靠背施工、顶进四个关键施工过程。严格把好质量关、安全关，确保施工能够在技术要求和质量标准下安全完成。

参考文献：

[1]郝卫华.软土地基顶进中桥涵扎头的处理方案[J].科学之友.2010（08）

[2]杨铸.铁路既有线下穿通道顶进施工技术分析[J].科技资讯.2008（32）

[3]杜守继，陈娟，朱建栋.下穿铁路的地道结构顶进过程的数值模拟[J].地下空间与工程学报.2005（06）