鐵路既有線頂進涵施工技術

中鐵十五局集團第二工程有限公司

摘要：本文以石長鐵路K166+950頂進涵施工為例，重點介紹了頂進涵挖孔樁、滑板和后背施工和頂進的施工技術，為類似工程施工提供可借鑒經驗。

關鍵詞：鐵路既有線；頂進涵；施工技術

1、工程概括

湖南省石長鐵路是國家Ⅰ級單線干線鐵路?，F石長鐵路對既有線進行電化改造并增建二線，建成后的石長鐵路為國家Ⅰ級雙線電化鐵路，既有線維持120公里時速，增建二線按160公里時速。為方便桃江縣花果山村民生活和生產，在K166+950新增1座頂進涵，涵頂覆土厚5.87m，具體參數如下：

2.1挖孔樁施工

既有線加固采用人工挖孔樁做支墩，挖孔樁主樁直徑1.4m，深度為14.22m。副跨樁直徑1.0m，深度為1米。挖孔樁施工注意事項：

（1）挖孔樁內側平面布置與預制框架涵外側水平距離60cm。

（2）挖孔樁樁徑主跨樁基采用Φ140cm，副跨樁基采用Φ100cm。主樁樁長嵌入涵洞基礎以下3米，當基底持力層不能滿足條件時適當對樁基進行加深。（根據基底巖層情況作相應調整）。

（3）樁身每循環開挖深度不超過1.0m，采用定型鋼模板澆筑護壁；，隨挖隨支確保施工安全，避免塌孔。

（4）挖掘時，不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加樁的摩阻力。

（5）在挖孔過程中，經常檢查樁孔尺寸和平面位置：樁位誤差不得大于50mm，傾斜度不超過1%，孔徑與孔深必須符合設計要求。

（6）挖孔時如有水滲入，及時灌注護壁混凝土，防止水在孔壁浸淌造成坍孔。孔內積水用潛水泵排出。

（7）樁孔挖掘及支撐護壁混凝土兩道工序連續作業，中間不作停頓，以防坍孔。

（8）挖孔樁作業期間，區段內限速45km/h，當既有路基質量較好時，挖孔可采用四角同時開挖，較差時嚴禁四處挖孔樁同時開工，前者回填到設計標高后，才能開挖剩余兩處。

（9）遇到流動性淤泥或流砂時，孔圈護壁的施工可按下列方法進行處理：減少每節護壁的高度（可取0.3-0.5m），或采用鋼護筒施工，采用上述方法后仍無法施工時，應迅速用砂回填樁孔到能控制坍孔為止，并速報有關技術部門及設計單位處理。

2.2滑板和后背施工

（1）地基承載力檢算。經計算，框架涵身及外荷載對底板的壓力為93.1KPa<σ0=150KPa，故工作坑地基承載力滿足要求。

（2）滑板抗滑檢算。因該頂進涵分三段頂進，所以滑板的抗滑能力只需要滿足最大頂力的一半，設計最大頂力為2487t，故滑板抗滑滿足要求。

（3）后背施工。后背由后背墻和后背梁組成。后背梁采用鋼筋混凝土矩形梁，為C30鋼筋混凝土。后背頂寬7.8m，高6.9m，后背墻上部為人工填土，下部為原狀黏土。地基承載力σ=150KPa，φ=30°，土的粘性系數c=10KN/m2，土地容重γ=18KN/m3，混凝土容重取2.6t/m3，最大頂力F=972t。經計算，單位寬度上的受力為478.3KN/m

2.3頂進涵預制

首先在滑床板上做好測量定線工作，使框架中心線與頂進橋位的中心線平行；按滑板上的定位線立模和綁扎鋼筋；鋼筋采用加工場集中加工，現場綁扎；模板用組合鋼模和大塊模板拼裝，框架內外采用碗扣式腳手架支撐；混凝土由拌和站拌和，混凝土輸送泵灌注，機械分層振搗；框架預制好后，頂部按設計設置防水層，外表進行潤滑處理，以減少頂進阻力；刃角安裝時必須嚴格安裝，不能出現向下或向上的傾角，以防框架頂進時產生高程偏差。

注意事項：（1）框架的伸縮縫的預留采用2cm的瀝青木板，瀝青木板與砼之間涂刷強力膠粘接，并用框架鋼筋支頂牢固。（2）澆筑混凝土之前仔細檢查模板的拼縫、連接螺栓、及拉桿的緊固程度，檢查碗扣支架的頂底托和碗扣松緊情況和方木是否位于頂托中心?；炷翝仓^程中應對模板進行跟蹤巡查，發現問題及時處理。（3）夏季施工應經常檢查塑料薄膜或養護薄膜的完整性。同時要注意灑水，使混凝土始終處于濕潤的環境中。

2.4線路加固架空

（1）架空扣軌。縱梁采用I45a工字鋼，橫梁采用I32b工字鋼逐空穿插，縱橫梁間采用U型扣件加固，并墊絕緣橡膠墊，扣軌布置形式如下：縱梁主跨采用2×4片I45a工字鋼成束，長度8.4m，線路兩側共計8根，為確保路基坍塌對線路無影響，縱梁副跨端頭采用φ1米樁長1米的人工挖孔樁作支墩，主樁與副跨支墩之間設φ1米挖孔樁支撐，縱梁副跨采用2×4片I56a工字鋼成束，長度12m，線路兩側共計16根，主跨橫抬梁采用I32b工字鋼逐孔穿插；副跨橫梁采用I32b工字鋼隔孔穿插。

（2）安設縱梁。安裝縱梁在封鎖點內進行，先對扣梁范圍內的道碴進行清挖，清挖一側扣一側縱工字梁，開挖時采用砂袋堆碼，以防道碴坍落，縱梁下支墩處鋪滿30～50mm厚枕木板并用釘釘牢；縱橫梁間采用“U”形螺栓連接，橫梁與鋼軌間墊木板和膠墊保持軌道絕緣，以保證線路的穩定。

（3）架設橫梁。安裝橫梁要在封鎖點內進行，架設橫梁前，定出橫梁下穿線路位置，以油漆作標記，涵孔范圍內采用每孔道床橫穿一根，橫梁穿入后及時回填道碴搗固，并派專人檢查線路方向、水平，發現異常情況及時采取措施。在橫梁穿入過程中，橫梁與基本軌間同步安設絕緣膠墊，使橫梁與縱梁形成一個整體，扣軌處每隔兩根枕木安裝絕緣軌距桿，絕緣軌距桿與橫梁必須有50mm空隙，防止軌距桿與橫梁、其它金屬工具連接發生紅光帶。

（4）頂進。K166+950涵洞涵頂覆土厚5.87 m，采用帶土頂進，在頂進首節的側板及頂板設置頂刃角，不設底刃角，刃角連接筋在涵身預制時已完成預埋。K166+950涵洞頂進部分長度為22米，計劃將線路架空進行帶土中繼頂進，中繼間側板及頂板設2米鋼護套，護套采用10mm鋼板，用螺栓緊固于首節尾端；千斤頂的頂力按額定頂力的60%～70%計算，并有備用千斤頂，首節與中繼節均采用4個400t臥式液壓千斤頂進行作業，油頂左右對稱布置；頂進時，待刃角完全切進路基土體后，開挖刃角內土體，挖土進尺每次控制在0.8～1.0m，開挖面的坡度控制在1：0.3范圍之內，每次開挖不得超過刃角切土范圍，依次循環開挖頂進，每一個頂程隨時測量框架的水平、中線，并做好記錄，如發現有“扎頭”或中線偏移，及時采用措施糾正。

（5）回填。本框架采用安裝鋼刃腳頂進到位后無需回填；若因原路基填筑質量原因造成框架兩側出現空缺區，需對空缺區回填中粗砂，由于空隙較小，可采用注水使砂達到密實的效果。待確定密實后觀察并檢查線路方向及水平情況，待線路趨于穩定后，方可進行下一步縱梁的拆除。

（6）拆除縱、橫梁。拆除縱、橫梁在封鎖點內進行，邊拆邊回填石碴并搗固，注意檢查線路軌距、方向、水平情況，發現變化及時調整，并派線路工日夜對加固地段線路巡查保養，確保行車安全。

（7）線路恢復?？蚣馨丛O計頂進到位后，馬上回填道床，拆除橫梁，拆完橫梁后再拆移縱梁，回填石碴，搗固，達到開通條件后，盡快恢復線路，解除限速，線路恢復按維修要求達到標準后，方可恢復正常運行速度。

結論

本工程通過周密組織、科學安排，制定了切實可行的頂進涵施工方案，并嚴格執行，圓滿完成頂進涵施工，為今后同類型工程提供了一些有益的參考。

參考文獻：

[1]增建鐵路石門至長沙鐵路增建第二線工程施工圖

[2]《鐵路工務安全規則》及廣運發[2010]165號文《廣鐵（集團）公司鐵路營業線施工安全管理實施細則》