鋼筋混凝土圓管頂入施工法

吳中正

摘 要：對鋼筋混凝土圓管頂入施工法行了歸納和分析，對施工過程中的場地布置、購涵管、加固線路、開挖工作坑、設置后背和導軌、頂進圓管、恢復線路和頂進中高低、偏心等方面提出了新的見解和施工方法。

關鍵詞：圓管；頂入；涵管；坡度

中圖分類號：U449 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0071-02

隨著城鄉經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，各種煤氣、天然氣，上、下水管道等線路穿越鐵路的施工日益增多。為了加快施工進度并減小施工對人們正常生產、生活的干擾，根據有關規范，并結合我段多年來從事鋼筋混凝土圓管頂入法的經驗進行了歸納、分析。

1 頂進圓涵施工

1.1 施工順序

場地布置和購涵管→加固線路→開挖工作坑→設置后背和導軌→頂進圓管→恢復線路→圓涵節縫處理→出、入口砌筑→清理工地→撤離。

1.2 施工準備

施工準備工作有以下幾個方面：①準備有關技術資料，包括中心樁、附近水準點、管線坡度標高、地下水位情況、地質情況、地下隱蔽物的情況、被套管材孔徑和建設單位的其他要求等；②確定圓涵孔徑和長度；③工作場地征用、拆遷工作；④購置圓涵。

1.3 加固線路

鐵路加固方案應視圓涵孔徑、路基土質、地下水位等情況確定。一般可采用43 kg/m或50 kg/m3-2×3-3扣軌形式加固線路?？圮夐L度應伸出圓涵邊緣3 m以上。

1.4 開挖工作坑

工作坑的位置應根據管線坡度和線路兩側的地形確定，一般應選在高程較高、地形平坦、交通便利、施工障礙較少的一側開挖。在地下隱蔽物不明的情況下，要先挖探坑，探明情況并采取相應的解決措施后，再按設計要求開挖工作坑?；拥某叽缫獫M足導軌、涵管和施工作業的要求。工作坑兩側邊坡的設置應視斜坡坡度而定，一般的斜坡坡度為1∶0.75～1∶1.5，靠近鐵路路基一側邊坡的坡度應<1∶1. 工作坑的頂邊距最外側的鐵路中心線應≥3.2 m。根據土方的數量和地形情況，可分別采取邊坡道路和機械吊運等開挖方法。

頂進圓涵時，應盡量避免雨季作業。如果必須在雨季作業時，需執行太原鐵路局《暴風雨安全行車措施》中的有關規定，并做好草袋圍堰等防洪設施，準備好抽水機、發電機等必要機具。

1.5 設置后背和導軌

后背的設置根據頂力大小和地形情況確定，一般可采用枕木鋼軌梁式或板樁式。后背必須有足夠的剛度，以防因受力而導致變形。另外，后背還要與導軌中線保持垂直。

導軌的設置根據圓涵的縱坡和方向鋪設。一般情況下，頂進方向為下坡時，導軌的設置采取平坡處理；頂時方向為上坡時，導軌的設置坡度應比設計坡度再增大3‰～5‰. 導軌的鋪設必須順直，軌下滿鋪枕木，枕下鋪15 cm厚的碎石，碎石下的地基要進行夯實處理。安裝時應嚴格控制高程、內距和中線。可按涵管的外徑制做弧形樣板，并進行檢查。導軌高程和內距的允許誤差為±2 mm，中線的允許誤差為3 mm，涵管外徑距導軌枕木頂面的距離應≥20 mm。

將首節涵管安裝在導軌上后，應測量涵管的中線和前、后端的涵管管底高程，合格后方可頂進。

1.6 涵管

涵管采用北京市第三水泥管廠按照北京鐵路局京橋通-5002生產的企口式或雙插式管節，其標準管長為3 m，管內直徑從1 050～3 000 mm不等，可按涵頂覆土高度進行選擇。

圓涵頂管施工的阻力一般較小，根據施工經驗，直徑為1 050～1 550 mm，長10～20 m的圓涵，其最大阻力一般在500～1 200 kN，布置一臺2 000 kN液壓頂鎬配合施工即可。

在涵管頂進時，頂鎬對涵管的施力點一般在涵管底部往上的1/4×D～2/5×D之間，D為涵管外徑。如果施力點選擇不當，會引起涵管坡度發生變化。

1.7 頂進挖土

為了減小頂涵阻力，應在涵管前端先挖土，后頂進。涵前超挖量視線路、運輸、土質、地下水、覆土深度、涵管孔徑等因素確定。根據以往的施工經驗，每次超挖量一般控制在10～30 cm為宜。涵管上部225°的范圍內超挖量不得大于1.5 cm，涵管下部135°的范圍內不得超挖，以保持土地基原狀。

如果遇到地下水位較高或路基土質松散時，要采取有效降低水位的措施和在涵管前端加設鋼板護罩。頂進應晝夜不停施工，但在頂進過程中遇到下列情況之一時，應立即停止頂進，迅速采取措施處理完善后，再繼續頂進：①頂進前方發生塌方或遇到障礙；②后背頂斜或嚴重變形；③涵位偏差過大，且校正無效；④頂力超過涵口允許承受能力，造成損傷。

1.8 中線和高程的控制

對頂進方向和高程應勤測量、勤檢查。在頂進首節涵管和校正偏差過程中，每頂進20～30 cm，應對中線和高程測量一次；在正常頂進中，應每頂進40～60 cm，對中線和高程測量一次。工作坑內應設置穩固的水準點，以便在測量高程時校核。在坑外沒有干擾的地點設置兩個固定中心樁，據此檢查前端涵管是否在設計中線上。

1.9 偏差糾正

1.9.1 用頂鎬糾正

前端涵底偏高時，用頂鎬上端頂土，下端頂涵底內壁，以頂回正常位置；涵底偏低時，用頂鎬上端頂內壁，下端頂土，以頂回正常位置。中線偏左或偏右也可用此法糾正。

1.9.2 挖土糾正

如果發現涵管方向偏左或偏右時，可在相反方向的外側挖土，繼續頂進，逐漸糾正。

1.9.3 墊板糾正

頂進中如果發現涵管扎頭，可在涵管前部的下方鋪墊5 cm×20 cm×40 cm的防腐木板，在木板的輔助下，使涵管的頂進角度符合設計坡度，繼續頂進即可糾正坡度問題。

挖土和墊板糾正方法均可配合頂鎬偏心加壓，加快糾正速度。如果偏差過大就很難糾正，所以在頂進中必須認真、及時測量。