下穿鐵路框架箱涵頂進施工技術應用

林宇

摘要：在下穿既有鐵路的工程施工項目中，框架箱涵頂進施工技術發揮著重要的作用。特別是現在交通運輸業迅速發展，很多增建或者是新建道路施工都需要采用頂進施工技術。基于此，本文以應用頂進施工技術下穿某繁忙干線鐵路為例，首先簡單的介紹一下該工程概況，隨后給出其施工前的準備，最后重點介紹下穿鐵路框架箱涵頂進施工技術。以此僅供相關人士進行交流與參考。

關鍵詞：下穿鐵路;框架箱涵;頂進施工;技術應用

Abstract： In the construction project under the existing railway， the jacking construction technology of frame box culvert plays an important role. Especially now that the transportation industry is developing rapidly， many additional or new road constructions require jacking construction technology. Based on this， this article takes the application of jacking construction technology under a busy trunk railway as an example， first briefly introduces the project overview， then gives the preparations before construction， and finally focuses on the jacking construction technology under the railway frame box . It is for communication and reference only for relevant persons.

Key words： underpass railway;frame box culvert;jacking construction;technology application

0? 引言

隨著我國交通運輸業的不斷進步與發展，我國的鐵路和道路施工經常要在原有基礎上進行一些新的工程建設。通常采用下穿鐵路框架箱涵頂進施工來實現新的工程改造，該施工技術能夠很好的實現對既有鐵路的加固，不影響鐵路的運營安全，又能確保下穿鐵路新建道路的順利實施。

1? 工程概況

蘭州國際港務區山前路項目下穿蘭新鐵路頂進框架箱涵工程采用（6.5m+12.5m+12.5m+6.5m）預制鋼筋混凝土箱涵，其中人行道箱涵凈寬6.5m，凈高6.3m;行車道箱涵凈寬14.0m，凈高6.0m;箱涵涵長13.0m，頂程23.0m。采用16m+24m+16mD型鋼梁對線路進行加固，由北向南依次液壓頂推預制箱涵的施工方法。

其施工流程為：施工準備→工作坑開挖（滑板制作、箱涵預制）→人工挖孔支撐樁→D型鋼梁線路加固（穿橫梁、安裝D16、D24鋼便梁）→箱身頂進（記錄觀測數據、挖土、頂進、糾偏）→D型便梁拆除→恢復線路，施工完成。

2? 施工準備

2.1 工作坑開挖

工作坑是進行框架箱涵預制和箱身頂進的工作場地，因此需要在施工前開挖好工作坑，為接下來的箱身頂進施工做好基礎。該鐵路線路包括上行線和下行線兩條線路，兩條線路之間采用6根人工挖孔樁（C30鋼筋混凝土方樁），每個樁長16m，線路兩側采用12根人工挖孔樁（C30鋼筋混凝土圓樁），每個樁長10m，在孔樁開挖期間需要用木板支撐對孔樁進行支護，同時要做到多次加固（每挖深1m加固1次），成孔后立即灌注的要求。

2.2 滑板制作和框架預制（見圖1）

工作坑開挖完成后，需要進行滑板制作和框架箱涵預制工作。滑板一般是設置在框構底板下方，包括后背梁分離式和后背梁整體式。在設置過程中要根據工作坑不同的地質設定不同高度的滑板，從而能夠更好的防止箱身頂進過程中出現滑動的狀況。框架預制最主要的兩個方面就是定位測量和潤滑處理。首先需要在工作坑的底板做好定位測量工作，其次要在滑板和刃角處做好防滑處理[1]。

3? 下穿鐵路框架箱涵頂進施工技術

3.1 D型鋼梁線路加固

3.1.1 架梁前的準備工作

架梁前的準備工作主要包括兩點：保證各個架梁部位連接穩固以及提前測量挖孔樁的標高。對于第一點，首先要對螺栓、橫梁以及牛腿等連接部位進行仔細檢查，保證其連接的穩定性，其次將鋼梁進行預拼裝并做好保養，從而確保鋼梁各部位連接穩固。對于第二點，在提前測量挖孔樁的標高時，要調平樁頂面鋪設的木板，并保持相鄰挖孔樁的標高高度相差在0.1cm之內。

3.1.2 穿橫梁和縱梁架設施工工藝

為了能夠更好的固定橫梁位置，需要在穿橫梁施工之前將軌枕中心位置、橫梁架設位置、軌枕移動位置、橫梁中心位置用不同顏色的油漆標出。上行線和下行線穿橫梁統計見表1。

D型縱梁需要在天窗內完成架設，架設之前首先要封閉該鐵路干線的上下行線，同時將供電臂停電。箱身的頂進順序按照由東向西以及先車行道后人行道的順序進行。

3.2 箱涵頂進施工技術

3.2.1 液壓頂進設備

頂進設備包括千斤頂、拉錨、傳力柱、高壓油泵、空壓機，根據設計要求計算該項目框架箱涵最大頂力為7737.2t，此次工程采用的千斤頂的有效頂程為25cm。利用N=Pmax/（kPi）公式來計算該頂進施工需要的千斤頂臺數。其中各個字母代表的意義如下：

①N：千斤頂的臺數;

②Pmax：最大頂力（t）;

③k：千斤頂的效率系數，一般為常數，常取0.7;

④Pi：單個千斤頂的設計頂力（t）。

利用上式計算可得N=7737.2/（0.7×400）≈28臺，因此該施工需布設28臺千斤頂。

3.2.2 頂進施工技術

箱涵頂進開始之前，首先要在箱身表面涂一層潤滑劑，以便能夠更好的進行頂進工作，通常采用機油調制滑石粉作為箱身潤滑劑，涂抹過程中還要保證涂抹厚度超過2mm。其次要對千斤頂的液壓頂進系統、頂力傳遞系統以及各個設備進行檢測，等各個部位監測顯示正常后才能夠同時啟動千斤頂進行頂進工作，并做好油壓和頂進數據的記錄。詳細的頂進程序見圖2。

在進行箱身頂進施工工藝時，要特別注意框架的軸線方向以及高程中線的糾偏，一旦箱身前段開始吃土，需不斷提高挖土出土的速度，從而保證箱身能夠保持連續頂進的狀態，這樣可以大大減少頂進重新啟動的動力。同時為了保障頂進施工安全，采用邊開挖邊頂進的施工方案，一般是開挖至0.4m左右時立即頂進，隨后再次開挖，并始終控制開挖坡度保持在1∶0.9-1∶1.1之間。施工時，箱身在頂進過程中每頂進4m，在傳力柱的頂端設置一道分配橫梁，并按設計要求相互扣緊，以保證傳力柱的橫向穩定性。如果是后背梁和箱底板接觸的橫梁頂鐵要特別注意是否有間隙，如果有要立刻用合適的薄鐵板砌緊，并用合適的稀砂漿進行填灌。根據頂進的距離不定時的更換不同規格的頂柱或是頂鐵，但是在更換過程中必須保證頂鐵的方向與橫梁垂直，同時與頂橋軸線保持一致，整體看上去就是千斤頂與頂鐵長度一致且成一條直線。頂進過程中，要隨時利用經緯儀和水準儀來觀測并調整頂進方向和高程，經緯儀架設在框架尾端中心位置，BM高程控制點則在框架尾端和頂端各設一處，以便更好地對偏心、扎頭抬頭現象進行觀測[2]。

3.3 D型便梁拆除

3.3.1 縱梁拆除

因為D型縱梁是在“天窗點”內完成架設的，因此拆除工作也是在“天窗點”內進行。拆除之前，要封閉該鐵路干線的上、下行線，同時將供電臂停電。線間縱梁拆除完成后要立即用道渣和滲水土進行回填，同時調整線路軌距和高差。

3.3.2 橫梁拆除

橫梁按照從兩側到中間的順序拆除，拆除橫梁的同時就要用鋼筋混凝土橋枕進行更換，并按照規定要求及時進行回填與搗實。在加固設施拆除完畢后進行D型便梁的拆除，拆除過程要保證安全第一的原則，一旦發現拆除工作威脅到行車安全時要立即停止拆除，及時找出原因并解決[3]。當D型便梁全部拆除完成后要按照維修標準進行全面養護，及時補充道砟，撥正方向。

4? 結束語

總而言之，隨著社會生活的不斷發展，我國的鐵路和道路施工經常要在原有基礎上進行一些新的工程建設，下穿鐵路框架涵頂進施工技術以其施工時間短、施工質量高等特點在這些工程中發揮著重要的作用。因此本文以某鐵路干線為例，對其頂進框架涵施工工藝從施工前準備、D型鋼梁線路加固、箱身頂進施工技術以及D型便梁拆除進行了詳細的介紹。希望能為同類型的頂進框架涵施工帶來一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]彭彤，鄭明新.基于彈性薄板理論的下穿鐵路框架涵頂板受力分析[J].華東交通大學學報，2019（4）.

[2]吳文華.現澆門樁結構在鐵路既有線頂進涵施工中的運用[J].科技創新導報，2018（8）.

[3]彭帥.鐵路橋涵頂進施工中技術要點探析[J].建材與裝飾，2018（8）.