箱涵下穿铁路顶进施工技术分析

耿秀明

【摘要】随着社会经济的迅速发展，铁路在我国交通行业中占据着极为重要的地位。然而在整个铁路施工中，作为铁路施工中的重要组成部分，箱涵下穿铁路顶进施工直接关系着铁路的安全运营。在此，本文针对箱涵下穿铁路顶进施工技术中的相关工艺及措施做如下论述。

【关键词】下立交工程；箱涵顶进；软土地基；施工技术

前言：下穿既有铁路干线立交工程常采用预制箱涵整体顶进技术，其最大的优点是在保证铁路线路安全运营的前提下，直接用顶进设备将在工作坑预制好的钢筋混凝土箱涵顶入铁路路基，形成下穿铁路的立交工程。

1、工程概况

在本工程施工中，其地道桥采用净宽16m的单孔箱涵，且箱涵的整体结构为边墙厚1.03m、高8.3m的框架结构，其顶板及底板的厚度规格分别为1.1、1.2m。

在本工程的具体施工中，穿越既有线范围主要使用了顶进施工方法，由下图不难看出，施工主要从北侧开始，且顶进段为单节长30m的箱涵；箱涵工作坑围护结构的整体规格为桩长21m、桩间距为1.2m，止水帷幕为长17m的水泥搅拌桩，基坑内地基加固桩采用高6m的水泥搅拌桩加固。

图1箱身顶进平面示意图（m）

2、施工方案的选择

在整个工程施工方案的选择上，仍需将工程的特点充分考虑进去，本工程主要以顶进法施工，并对常规的边挖边顶技术进行中了全面分析，在加固整个先挖后顶的地基路段后，在该地段的基坑上做了垫层与滑板，然后施工箱涵主体；另一方面为采用90H型钢作为纵梁、45b工字钢作为横梁进行线路加固，然后进行顶进施工，边顶进边进行挖土，这种方法在使用中特点鲜明，主要体现在：首先，提前预制好箱涵，在线路加固好后进行顶进施工，对铁路运输影响时间较短；其次，采用90H型钢作为大纵梁进行加固，取消了传统的扣轨，大大提高了整个线路加固系统的刚度和强度，路基允许塌方的距离大大提高，特别对软土地区容易塌方的路基有突出的优点。缺点在于90H型钢大纵梁的安装较为困难，安装过程对既有线路的运输影响较大。

3、施工技术措施与方法

3.1总体施工方法

以顶进法进行施工时，通常是先挖再顶，对此在进行施工时对于铁路既有线路需先有计划的进行加固，以保证施工不影响铁路整体性，加固完成后边开挖边顶进。在此之前，箱涵需要先在基坑中修筑好，待准备工作全部完成后借助千斤顶顶进箱涵。

3.2箱涵预制

预制箱身所用基坑通常需要设置在既有线位置处，以某工程为例，该工程箱涵工作坑位于既有线北15m以外位置，基坑开挖及箱涵预制不影响线路的正常运输。该工程本次施工选择以明挖方式进行，施工中除采用挖掘机开挖的方式之外，部分挖掘借助人工开挖，或以两者相结合的方式进行操作。挖掘除的基坑土均以自卸车运走，有计划的作填埋处理。这一过程中，为保证施工在工期内顺利完成，该工程在挖掘工作坑的同时也施工地锚梁和后背。同时为保证工作坑作用性，开挖完成后即可继续下一道施工工序。

4、顶进施工

4.1制作滑板及后背

滑板及后背是使用钢筋混凝土来进行制作的，滑板可以和地锚梁一块浇筑混凝土，在滑板顶面用1：3砂浆抹平厚度不大于2厘米，平整度力求最佳，再在其上涂1～2毫米厚的机油，滑石粉或石腊，要求表面光洁平滑，框构底板浇注前再铺塑料布一层以减少顶进摩阻力，在塑料布上浇筑3cm的保护层。本工程地质条件为软土地区，顶进挖土很难形成规则的掌子面，吃土顶进容易造成“抬头”现象，滑板施工时严格控制高程，防止吃土顶进出现大的抬头。

后背是承受箱涵顶进时反力的临时结构物，通过钻孔灌注桩以及钢筋混凝土后背梁作为顶进反力的结构物。钢筋混凝土后背梁同滑板是紧密的连接到一起的，其承担这框架桥顶进时产生的所有顶力，同时还要合适的安全储备；在每次的顶进过程中，其所发生的变形是比较微弱的；后背梁把顶力传送至后背，把力的作用有效的散发开，防止集中受力的现象出现；另外还要在坑底板和后背连接的位置处加强钢筋，起到辅助后背的作用，加强后背的承载能力，增强滑板的抗拉裂效果。

4.2恢复线路

首先在箱涵顶进之后，要结合具体的线路养护标准进行回填道碴，等到所有线路都恢复正常之后把线路加固体系拆除，首先吊车移走90H型钢大纵梁，然后把工字钢横梁抽出，边抽横梁边回填道碴，振捣密实，移交线路。其次，箱涵顶进到达位置之后，在边角路基和围护桩二者之间填筑草包，并浇筑混凝土墙，起到支挡的作用；边角路基采用打设L形钢板桩进行保护，保障边角路基整体的稳定性。

4.3箱涵顶进技术

该项技术的应用关键是准确把握好箱身的顶进情况，特别是其方向和高程，因此在顶进前需做好顶进观测工作。具体操作可以选择在顶进后方位置处布置经纬仪与水平仪，即在该处设置观测点，保证对箱身顶进全过程的观察，以确保其轴线、横向、高程的准确，一旦发现偏差，需立即停止顶进并及时纠正。

在箱身顶进过程中，可以借助高压旋转喷桩作滑道，注意施工全程的加固工作。滑板浇筑阶段，坡度与标高应在原有程度上有所提高，通常情况下分别提高0.3%和30mm以解决预留沉降问题。

顶进方向控制：一是顶进时适当调整两侧顶力调整方向，特别是本工程为斜交顶进，通过计算布置千斤顶的数量，在顶进前端钝角侧适当多布置几台千斤顶，能够有效的进行纠偏；二是随顶进随测量随调整千斤顶的出顶量。顶进过程中发现方向偏差超过允许偏差时，可调整轴线两侧顶力并结合试调两侧顶力逐渐矫正归位。

顶进高程控制：当箱涵顶进过程中出现扎头时，要减少挖土的数量或停止挖土，刃角吃土顶进，同时利用底板船头坡吃土爬坡逐步进行调整；出现抬头时，适当进行超挖，同时清理底板前端土体或适当挖低，随顶随测，逐步调整。

总结：通过上述分析能够看出，顶进法在桥涵的修筑中应用具有非常理想的效果，同时还对铁路的影响也非常小。在施工的过程中，线路的加固问题是非常重要的，同传统的纵横梁工字钢相比，采用H90型钢大纵梁及45b工字钢横梁加固更加可靠、更加便捷。

参考文献：

[1]李小林.下穿铁路斜交箱涵顶进施工技术[J].上海铁道科技，2009（3）.

[2]Wang Shengzu. Under the existing in case of jacking construction technology [J]. Shijiazhuang Railway University， 2011 （1）.

[3]龔宏华.顶进框架桥沉井后背墙设计与施工[J].铁道建筑，2010（7）：24-25.

[4]Zhang Qunsheng. Analysis method of existing railway bridge and culvert foundation and key technology of jacking construction [J]. Journal of railway engineering society， 2008 （3）.

[5]王胜祖.既有线下穿箱涵顶进施工技术[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版）.2011（01）