浅谈渝怀铁路K543+802顶进涵施工技术

肖春碑

（中铁十二局集团第七工程有限公司，湖南 长沙 410004）

1 工程概况

渝怀铁路增建二线站前Ⅳ标管段内1～5 m顶进框架箱涵，框架箱涵顶进中心里程为K543+802，顶进段全长49.5 m，顶进涵长度34.5 m，主体涵身采用C40钢筋混凝土，顶进涵箱顶设沥青防水卷材及铺设3 cm厚C40聚丙烯纤维网砼保护层，侧墙设涂2层聚氨酯涂料，沉降缝处安设橡胶止水带。

2 总体方案

顶进涵施工前，应上属单位组织既有线供电、通信等相关单位进行联合调查，对顶进涵施工现场涉及有关地下电缆管线进行探查。防护迁移后组织施工，其主要施工流程：挖孔桩、支承桩、滑板后背墙、涵身预制施工—封锁线路，安设副跨、架设纵梁、横梁扣轨—涵身顶进—回填—封锁线路、拆除纵横梁—线路养护并恢复常速。

3 操作要点

3.1 光电缆及管线迁改防护施工

现场调查发现线路左侧有光缆2根，线路右侧有光缆1根，三根均位于既有路肩上，对顶涵施工没有影响，为防止施工带土顶进时引起覆土下沉，造成光电缆损坏或折断，施工前需将光电缆开挖出来采用镀锌钢管包裹防护固定在I10工字钢上，施工时做好明显防护标志，顺线路方向沿涵洞中心里程各50 m。

桩基开挖或顶进作业之前，在相关设备单位的指导下对管线位置及埋深情况，与业主单位、设备单位及监理单位确定具体的防护、迁移方案再进行防护迁移。

3.2 防护桩、支承桩、顶背桩开挖施工

该框架涵采用顶进法施工，线路加固支承桩4根、顶进防护桩使用20根1.5 m×1.5 m的挖孔桩，3根2 m×3.75 m顶背桩，以及副跨4个1.5 m×1.5 m支墩，采用纵横抬梁法架空加固线路，施工前办理慢行计划批复，挖孔桩施工应在限速条件下进行，限速45 km/h。

防护桩、支承桩以及顶背桩施工流程：桩基场地整平→组织测量，布放桩位→周围临时排水设施完善→开挖并浇筑护壁及锁口砼→安装电动卷扬机→重复上一节施工工序，循环作业直至设计标高→检查持力层后进行扩底→终孔验收→清理虚土、积水→安装钢筋笼以及声测管→隐蔽工程验收→浇筑桩身混凝土→超声波检测。

3.3 滑板、后背墙施工

3.3.1 滑板制作

滑板在施工中应保证有足够的强度和稳定性，确保箱涵设计中心线和滑板中心线保持一致。滑板厚20 cm，滑板下设通长锚固梁，锚梁与滑板轴线垂直，滑板下锚梁宽为40 cm，高100 cm，间距3 m，注意的是滑板下铺设10 cm厚碎石垫层，且用小型机具夯填密实，与后背梁一次性整体浇注。为了防止滑板与箱涵底板相粘连以及减少启动顶力，在滑板表面设润滑层。滑板自上而下分别为：塑料薄膜、滑石粉（25%机油）、2 cm厚的M10的水泥砂浆抹面，20 cm厚的C20的砼滑板，10 cm厚的碎石垫层。

为防止箱涵顶进时产生扎头现象，将滑板顶面做成船头坡形状，滑板仰坡坡度可为4‰～6‰。另外在滑板前端设置混凝土锚固段，确保箱涵在顶进过程中滑板前端出现损坏，避免耽误施工。

3.3.2 后背墙制作

后背采用C25钢筋砼后背梁，后背梁基础宽度为1.0 m ×1.2 m×6.0 m（宽×高×长）后背梁,与后背桩连成整体，后背桩基础采用2.0 m×3.0 m（宽×长）的人工挖孔桩，共3根，单根桩长16 m，挖孔桩钢筋与后背梁钢筋以及滑板钢筋连成整体。

3.4 主体涵身预制

顶进涵身预制于线路右侧，基坑位于原地面，无积水影响，且预制框架距既有线距离较远，对既有线无影响。施工前做好测量放样工作，将滑板中心线、箱涵框架的中心线、以及箱涵顶进的中心线三者确保在一直线上，预制箱涵施工顺序为：测量放样→安装底板钢筋→安装底模→浇筑底板砼→养护以及安装内模→安装侧墙及顶板钢筋→安装外模→安装钢刃角→浇筑侧墙及顶板砼→拆模、养护→施作涵身防水层。

箱涵直接在滑板上预制，分三次灌注成型，依次为底板、两侧边墙及顶板。模板采用木模（面积不小于1.8 m2），内、外模间用拉杆和木撑固定，防止跑模，施工时应保证模板的平顺和稳固。并注意每次灌注混凝土时，工作缝不能在同一平面内。

3.5 D24型便梁吊装和线路加固

因既有线线路右侧贯通线和的影响，给D24型便梁的安装带来很大的难度，结合施工场地和环境，利用已批复的三个封锁点进行吊装。D24型便梁吊装示意图如图1所示。

3.5.1 安设副跨

顶进框架涵顶进线路加固大、小里程两端各设一孔8 m跨的副跨，副跨纵梁每侧采用三片I45b工字钢，横梁采用I36c工字钢。线路加固基础主跨为直径150 cm的挖孔桩，副跨两端支墩为100 cm×100 cm×150 cm钢筋砼支墩，安装副跨放在一个封锁点内，即利用220T吊车将工字钢吊至既有线上，在人工搬运安装就位，同时注意吊装时应避免碰撞接触网或线路贯通线。

图1 D24型便梁吊装示意图

3.5.2 架设横梁

安装横梁在第二个封锁点内进行，穿插横梁前，定出横梁下穿线路位置，且应先安装线左纵梁，即用220 t吊车将向左侧D便梁吊至已浇筑好的滑轮条形基础上，利用滑轮运至线左，再利用预先制好的简易龙门架和葫芦将便梁抬起，拆掉枕木和钢轨，最后放置于支撑桩的固定位置，同时施工横梁横穿。按照工务规则要求抽取每隔6根既有横梁抽取1根出来，并重新调整间距，使每隔1根横插1根横梁，并派专人站施工边两端检查线路方向、水平。如施工中发现线路弯曲等异常情况，应及时采取措施。在横梁穿插过程中，应保证横梁与轨道安设绝缘胶垫，以免出现红光带。待横梁全部穿插完成，应振捣道砟密实，且恢复慢行。

3.5.3 架设纵梁

安装纵梁在第三个封锁点内进行，同理利用安装线左纵梁的方法。待线右纵梁就位后，立即先对纵横梁间采用扣件连接，扣轨过程中，应注意横梁与钢轨间采用胶垫使轨道与横梁保持绝缘，同时调整线路水平，以保证线路的稳定。

3.6 挖土以及出土

由于两侧防护桩存在间隙，开挖工作坑时应根据既有线路基土质和线路D24便梁加固情况确定，不宜超挖。箱涵上边坡土方每次开挖进尺为2 m，同时涵身范围内每次挖掘进尺不得超过0.5 m，做到随顶随挖，避免路基塌方。

开挖顶进过程要严格控制工字钢刃角切入土深度，且钢刃角入土深度不小于1 m。如既有线路基为松散的或塑性土质，钢刃角是保持桩基土方稳定的关键，应保证刃角入土深度。此外，施工前还应制定相应的预防坍塌以及临时排水措施。

3.7 顶进涵顶进

该涵洞顶覆土厚为6.85 m，采用线路架空进行带土顶进。该K543+802顶进涵设计最大顶力40 000 kN，采用5个1 000 t卧式液压千斤顶进行作业；油顶左右对称布置；顶进时采用钢刄角带土顶进，挖土进尺每循环控制在0.5 m以内，顶进开挖前，应先在开挖框架涵涵顶土方，每次开挖前进2 m，将涵洞顶上方土开挖走，卸走顶进过程中对线路的顶力。

3.8 拆除架空设施及线路恢复养护工作

框架顶进到位后，及时施作八字墙，同时对道床及时进行恢复，对在顶进过程中发生的局部下沉处及时补充道砟，道床采用花岗岩道砟，并捣实。观察并检查线路方向及水平情况。对于涵洞两侧超挖及八字墙的回填，采用河沙回填，边填边用水夯法夯实回填的河沙，确保路基稳定。待八字墙施工完毕及线路趋于稳定后，方可进行下一步纵梁的拆除。

拆除纵、横梁以及副跨在封锁点内进行，边拆边回填石碴并捣固，注意检查线路轨距、方向、水平情况，发现变化及时调整，并派线路工日夜对加固地段线路巡查保养，确保行车安全。

拆除工作应注意以下几点：

（1）施工前，应做好准备工作，将石碴提前装入袋装并堆码稳妥。

（2）拆除应在已批复封锁点内施工，采用简易龙门吊和葫芦拆除纵梁。

（3）应事先让防护员与驻站员、车站保持联系，随时以对讲机向工地负责人通报情况，以确保拆除工作的顺利进行。

（4）线路恢复按维修要求达到标准后，应向车站办理慢行计划的撤销工作，且保持线路养护直至交验完成。

4 注意事项

（1）施工前，应和铁路工务段、供电段等有关部门签订详细的施工安全协议和施工配合协议，明确双方施工范围和双方责任。并联系设备单位详细调查地下管线情况，认真制定管线防护或拆迁方案，且应加强协调，保持密切联系。

（2）顶进施工前，应对涵身进行全面检查，确保箱涵主体结构砼达到设计强度后，方可进行顶进施工。

（3）顶进施工过程中，如主体箱涵发生偏移，应调整千斤顶的顶力、开挖方式进行纠偏。

（4）在滑板及涵身预制完成后，必须完善排水系统，防止雨季积水浸泡既有线坡脚，从而影响既有路基边坡稳定，涵洞顶进就位后与路基排水系统顺接。

（5）施工前，应完成既有线方案报批程序，审批程序完善后方可施工。

5 结语

箱涵顶进施工是目前既有线常用的施工方法，本文用实例探讨了对其一些关键技术的把握与应用实施，通过该顶进涵防护桩、框架涵体，线路加固 顶进等工序的施工，可为以后类似顶进施工提供参考，有较大的实用性。