“橋式盾構(gòu)法”下穿鐵路施工方法與質(zhì)控分析

梁洪嘉

摘 要：橋式盾構(gòu)法”作為一種非常先進(jìn)的頂涵施工手段，可以有效地發(fā)揮出傳統(tǒng)頂涵施工的優(yōu)勢(shì)。在保留傳統(tǒng)頂涵施工側(cè)預(yù)制工藝的同時(shí)，利用對(duì)結(jié)構(gòu)頂?shù)募夹g(shù)改革，有效地將明挖開(kāi)槽轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵掳低诙軜?gòu)支護(hù)手段，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，降低了車輛運(yùn)行對(duì)施工的不良影響。該文將針對(duì)“橋式盾構(gòu)法”的內(nèi)涵以及實(shí)際工程內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)地分析，其目的是探究“橋式盾構(gòu)法”下穿鐵路施工方法與質(zhì)控措施，不斷優(yōu)化原有的鐵路施工效率。

關(guān)鍵詞：路施工；“橋式盾構(gòu)法”；盾構(gòu)頂進(jìn)

中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

盾構(gòu)一般由鋼柱、鋼梁、頓殼、子盾構(gòu)、液壓推進(jìn)系統(tǒng)所構(gòu)建而成。在實(shí)際開(kāi)展裝配的過(guò)程中，下第一節(jié)框架橋前端與路基進(jìn)行施工支護(hù)，擔(dān)負(fù)著頂推導(dǎo)向作用。然而，在實(shí)際開(kāi)展“橋式盾構(gòu)法”時(shí)，還需要結(jié)合不同地質(zhì)的實(shí)際情況，確保中心天然土的承載力。在開(kāi)展“橋式盾構(gòu)法”施工的過(guò)程中，盾構(gòu)的橫向截面呈現(xiàn)簡(jiǎn)支梁橋形狀，并且其外廓尺寸與鋼架橋外廓尺寸相差不多。盾構(gòu)的橫向截面的橋形跨梁中滯后挖掘的大斷面土體，從盾構(gòu)入土直到出土均保持在1︰0.75的坡比。盾構(gòu)母體當(dāng)中子盾是通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制的，單臺(tái)組錯(cuò)開(kāi)推進(jìn)。在鋼架橋推前，順坡清楚地板前方的部位的中心土體，并保證盾構(gòu)母體隨著鋼架同時(shí)推進(jìn)，子盾構(gòu)所推出的部分被掘進(jìn)面土體阻擋，并與子構(gòu)箱進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并套回箱內(nèi)，形成完整的盾構(gòu)掘進(jìn)運(yùn)作體系。

1 工程分析

該工程以某公路下穿鐵路施工為例，道路與鐵路正交，交越處鐵路是雙線電氣化鐵路，緩和曲線。該工程交越處有鋼軌、鐵路無(wú)縫線路，路縱坡-5.7 ‰。經(jīng)過(guò)對(duì)施工工程情況進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量，得出該位置路基填土高度5.5 m左右。在實(shí)際開(kāi)展“橋式盾構(gòu)法”下穿設(shè)計(jì)的過(guò)程中，公路下穿鐵路設(shè)計(jì)為1 m～16 m箱型橋，結(jié)構(gòu)尺寸長(zhǎng)×寬×高為23 m×18.6 m

×8.55 m，凈寬16 m，頂板厚0.95 m，底板厚1.1 m，邊墻厚1.3 m。覆土厚度2.88 m，該箱型橋采用”盾構(gòu)法”施工技術(shù)，頂進(jìn)到位后，各項(xiàng)控制指標(biāo)的偏差均達(dá)到了理想效果。

2 “橋式盾構(gòu)法”下穿鐵路施工方法

2.1 工作坑挖掘

結(jié)合不同施工的地質(zhì)條件、土質(zhì)情況，充分地結(jié)合箱型的結(jié)構(gòu)大小，科學(xué)合理地開(kāi)展工作坑挖掘。在實(shí)際挖掘的過(guò)程中，可以利用人工和挖掘機(jī)相互作用的形式，結(jié)合當(dāng)?shù)赝临|(zhì)的實(shí)際情況來(lái)確定工作坑的實(shí)際深度。此外，工作坑四周應(yīng)該設(shè)計(jì)出不同的排水溝渠，以便于天氣下雨時(shí)，將工作坑中的積水及時(shí)排除。在挖掘工作坑時(shí)，還應(yīng)該考慮到后背制作的大小，為后續(xù)工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 后背制作

在制作后背的過(guò)程中，應(yīng)該有效地結(jié)合箱涵設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，并計(jì)算出最大的頂力來(lái)合理地設(shè)計(jì)后背。針對(duì)后背設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該結(jié)合承受箱涵頂進(jìn)最大的頂力，預(yù)測(cè)出頂進(jìn)之后的形變程度，合理地設(shè)計(jì)后背的厚度與剛性。此外，在實(shí)際開(kāi)展頂力預(yù)算時(shí)，可以積極地借鑒其他施工工程的成功案例進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于該施工項(xiàng)目的客觀測(cè)量原因，因此本箱型使用的是鋼軌式板樁后背。

2.3 滑板制作

在設(shè)計(jì)滑板的過(guò)程中，應(yīng)該利用C20鋼筋混凝土進(jìn)行滑板制作。在頂面下，設(shè)置出一層鋼筋，以便于加大滑板與地面之間產(chǎn)生的摩擦力。合理地設(shè)計(jì)錨梁、后背、滑板，將三者進(jìn)行澆筑，成為一個(gè)整體。滑板與后背墻之間應(yīng)該選擇?16鋼筋，鋼筋之間的間距應(yīng)該保證在15 cm左右。保證滑板表面的光滑程度，并制作成2 ‰的前高后低坡度。制作好的滑板設(shè)計(jì)一層潤(rùn)滑隔離層，利用3 mm的厚石蠟進(jìn)行澆灌，此外再撒上一層1 mm的滑石粉。鋪設(shè)兩層塑料薄膜。

2.4 箱型橋預(yù)制

箱型橋預(yù)制以及盾構(gòu)安裝的內(nèi)容，必須要嚴(yán)格地按照《鐵路橋涵施工技術(shù)指南》的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行施工驗(yàn)收。在實(shí)際開(kāi)展箱型橋預(yù)制的過(guò)程中，箱型橋前端底板應(yīng)該預(yù)埋托板，并且在沉降縫隙位置預(yù)設(shè)鋼板護(hù)套。

2.5 盾構(gòu)制作安裝

在盾構(gòu)制作安裝的過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格地秉承“盾構(gòu)立柱安裝——盾構(gòu)主梁安裝——子盾構(gòu)箱制作安裝——盾構(gòu)外殼制作安裝——盾構(gòu)內(nèi)輔助系統(tǒng)安裝——反拉系統(tǒng)安裝。”的步驟，嚴(yán)格地開(kāi)展盾構(gòu)制作安裝，確保施工的順序性和規(guī)范性。值得注意的是，子盾構(gòu)必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)安裝的實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工、現(xiàn)場(chǎng)吊裝以及現(xiàn)場(chǎng)焊接。

2.6 線路加固

在加固工程線路時(shí)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際線路的情況和“橋式盾構(gòu)法”施工的要求，對(duì)原有的線路進(jìn)行施工加固。該工程所選擇的加固方式為P43鋼軌以及3+5+3吊梁的手段進(jìn)行線路加固，加固長(zhǎng)度為38 m左右。

2.7 子盾構(gòu)掘進(jìn)

在實(shí)際開(kāi)展子盾構(gòu)掘進(jìn)的過(guò)程中，可以假設(shè)子盾構(gòu)為25個(gè)，間距為75 cm呈水平布置，其盾構(gòu)箱的編號(hào)為1——25。針對(duì)子盾構(gòu)使用人工開(kāi)挖的手段，挖掘的順序?yàn)椋?→25）（3→23）（5→21）…（11→13）；（2→24）（4→22）（6→20）…（12→14）。

2.8 墩柱內(nèi)土體掘進(jìn)

嚴(yán)格地結(jié)合施工的需求，設(shè)計(jì)墩柱，保證每個(gè)墩柱為4層。墩柱在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保證每座墩柱的前端后端設(shè)計(jì)一臺(tái)卷?yè)P(yáng)，并通過(guò)斜皮帶進(jìn)行輸送，由裝載機(jī)運(yùn)輸。墩柱人工挖掘的標(biāo)準(zhǔn)為墩柱的外廓尺寸，外廓尺寸與前進(jìn)方向?yàn)?0 cm左右。在墩柱開(kāi)挖之后，可以使用千斤頂進(jìn)行頂進(jìn)。

2.9 中心土掘進(jìn)

中心土應(yīng)該采用機(jī)械挖掘，并且按照1︰0.75的坡度進(jìn)行挖掘。結(jié)合實(shí)際情況，使中心土滯后子掘進(jìn)面5 m左右。

2.10 施工監(jiān)測(cè)

施工監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)箱型橋推進(jìn)的過(guò)程中進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，以便于切實(shí)地保障盾構(gòu)、箱型橋運(yùn)動(dòng)中線、運(yùn)動(dòng)水平等內(nèi)容的測(cè)量。在實(shí)際開(kāi)展施工測(cè)量的過(guò)程中，技術(shù)人員必須要及時(shí)地做好記錄，并測(cè)量出線路以及箱型橋的方向、水平的靜態(tài)測(cè)量值。詳細(xì)地記載墩莊滑板前后高差、墩柱軸線、箱型橋軸線、箱型橋高程、路線沉降點(diǎn)等內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格地檢測(cè)。如果出現(xiàn)數(shù)值偏差，應(yīng)該由指揮人員進(jìn)行糾偏，切實(shí)地保障盾構(gòu)頂進(jìn)的實(shí)際效果。

3 “橋式盾構(gòu)法”下穿鐵路施工質(zhì)控建議

3.1 施工期間質(zhì)量控制

全面統(tǒng)籌施工人員，確保施工的有效性。將專職線路工、防護(hù)人員、普通施工人員進(jìn)行嚴(yán)格地統(tǒng)籌，組建成線路維護(hù)班。嚴(yán)格地針對(duì)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把控，確保施工安全。若出現(xiàn)施工變更應(yīng)該及時(shí)地的辦理相關(guān)手續(xù)申請(qǐng)施工變更。若出現(xiàn)意外情況，必須要及時(shí)地結(jié)合實(shí)際情況研究出對(duì)策。嚴(yán)格地按照養(yǎng)護(hù)作業(yè)標(biāo)注進(jìn)行施工，確保施工的順利開(kāi)展。

3.2 頂進(jìn)期間質(zhì)量控制

在盾構(gòu)頂進(jìn)期間，施工負(fù)責(zé)人必須要時(shí)時(shí)刻刻跟進(jìn)盾構(gòu)頂進(jìn)施工流程。嚴(yán)格地開(kāi)展跟班督查，確保盾構(gòu)頂進(jìn)的順利開(kāi)展。此外，還應(yīng)該保持信息通暢，若線路人員下線復(fù)查線路，應(yīng)該及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)列車通過(guò)之后繼續(xù)開(kāi)展盾構(gòu)頂進(jìn)施工。每一次盾構(gòu)頂進(jìn)之后，應(yīng)該嚴(yán)格地針對(duì)后高差、墩柱軸線、箱型橋軸線、箱型橋高程、路線沉降點(diǎn)等進(jìn)行明確。線路養(yǎng)護(hù)人員必須要踐行一列一檢的工作原則，保障行車安全。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，該工程非常適用“橋式盾構(gòu)法”，在施工完畢之后，其實(shí)際沉降偏差在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，并且在開(kāi)展盾構(gòu)頂進(jìn)的過(guò)程中，并沒(méi)有出現(xiàn)路基坍塌的現(xiàn)象，保障了列車運(yùn)輸?shù)陌踩晚槙场Ｍㄟ^(guò)“橋式盾構(gòu)法”施工，切實(shí)地降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，而且減少了施工封鎖點(diǎn)，是一種值得社會(huì)推廣的新型技術(shù)手段。

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