谈平改立箱涵顶进施工技术

2014-07-17王观海马荣珍

山西建筑 2014年13期

关键词：床板箱涵后背

王观海马荣珍

(西安铁路局勘测设计所，陕西西安 710054)

0 引言

我国很多铁路线因修建时间较早，未能全面考虑当地交通发展，导致很多遗留问题。而随着铁路部门列车提速及线路封闭方案的实施，铁路封闭与当地群众出行难的矛盾日趋激烈。

而在既有铁路线上修建平改立箱涵既能有效的解决当地群众出行难的问题，又能实现铁路部门封闭线路的要求。

本文结合阳安路线K102+425新建1-4.0 m钢筋混凝土箱涵工程实例，针对平改立箱涵顶进施工中的后背设计、既有线路架空、箱涵扎头等方面，谈一些体会，以供类似工程参考与借鉴。

1 工程概况

阳安线K102+425位于史寨—褒河区间，该段线路位于直线上。线路两侧为村庄及农田，当地群众经常穿越铁路，存在安全隐患。为适应目前列车提速及线路封闭的要求，需对该处进行改造。

经现场勘测后，根据现场实际情况，决定在阳安线K102+425处修建1-4.0箱涵。箱涵主体采用C35钢筋混凝土，净宽4.0 m，净高5.0 m，箱涵长度为10.0 m。箱涵采用顶进法施工，顶进工作坑设置在线路左侧，以0.5%的坡度上坡顶进。

2 箱涵顶进后背设计

2.1 顶进后背形式

箱涵顶进后背一般采用浆砌片石后背墙与钢筋混凝土后背桩配合的方式。常用的后背形式有埋入式、半埋式及填筑式3种，可根据施工现场情况灵活选用。本工程采用的是埋入式后背，其构造图见图1。

图1 埋入式后背墙构造图（单位：cm）

2.2 后背顶力计算

箱涵顶进后背顶力计算是决定工程施工成败的关键因素之一，计算公式如下:

其中，P为最大顶力，kN;K为安全系数，取1.2;N1为箱涵顶荷载(含线路加固设施)，kN;N2为结构自重，kN;f1为箱涵顶面与顶上荷载摩擦系数，取值由顶上润滑处理情况试验确定;f2为箱涵底板与基底摩擦系数，一般取值范围0.7～0.8;f3为箱涵侧面摩阻系数;E为结构侧面土压力，kN;R为钢刃脚正面阻力，kN/m2;A为钢刃脚正面积，m2。

3 线路加固及安全控制

3.1 线路加固

铁路线路加固的常用方法有:吊轨梁加固法、横抬梁加固法、轨束梁加固法、工字钢束梁法和D形便梁加固法。

本工程采用的是横抬梁加固线路，具体架空方案为:采用直径120 cm的C25钢筋混凝土挖孔桩为支墩，每侧1片16 m长100号特种工字钢做纵梁，20号钢枕做横梁，架空线路。挖孔桩桩底标高低于结构底板不小于1.0 m。顶进施工时，列车慢行45 km/h。

3.2 安全控制

1)抽换枕木。严格按规定隔6抽1施工，新穿木枕捣实后方可抽换下一根。木枕抽换完毕后，对线路全面检查整道。

2)穿横梁。合理布置道床开槽间距，工字钢入槽后及时在轨底加木垫、胶垫，安装扣轨与横梁扣件;捣固后开挖相邻一道，防止线路下沉，同时要控制间距不大于800 mm，以确保加固体系的刚度。

3)既有设备监护。在穿横梁的过程中，密切监护既有光缆、管道、信号设备，防止损伤，待工字钢穿完后，及时将其固定在横梁上。

4)架设纵梁。横梁穿完后，在横梁上安装纵向100号特种工字钢。要全面检查加固结构的限界，扣件、螺栓不得高出轨面，所有扣件要切实紧固。

5)横、纵梁连接。100号工字钢纵梁与横抬梁之间须采用U形卡箍固定，为防止顶进时线路横移，施工时须在顶力相反方向用钢缆及地垅将线路拉紧。

4 箱涵扎头预防及处理措施

4.1 预防措施

1)核对地质情况。在施工过程中，要核对设计单位提供的顶进箱涵地点的地质资料，并检测框架箱涵滑床板下地基承载力是否满足设计要求。若地质与设计不符或承载力达不到设计要求，由设计单位变更设计，以免滑床板在箱涵顶进重心移出端部时造成滑床板断裂、箱体前倾、扎头。

2)合理设计滑床板仰坡和箱涵船头坡。在框架箱涵预制时预留滑床板仰坡，以防框架箱涵在顶进出滑床板时因地质的变化，土质承载力降低造成扎头。根据经验滑床板仰坡一般取0.5%左右，主要视土质情况而定，土质密实且开挖得当，取0.5%左右即可;土质松软、含水量大，坡度应略微放大，一般以0.8%为宜。船头坡一般采用1∶10的坡度。

3)做好施工降水。如遇地质松软、地下水位高的情况，必须提出降低地下水的方法和措施。切实有效的降水措施必须贯穿始终，不可在降水问题上麻痹。如果降水不能降至底板以下0.5 m～1.0 m，则带水顶进会造成路基塌方和箱涵扎头。

4)其他。工作面禁止超挖、适当加长滑床板长度等措施亦可避免扎头现象的发生。