下穿铁路斜交箱涵顶进施工技术（精选4篇）
下穿铁路斜交箱涵顶进施工技术 篇1
斜交铁路桥涵顶进施工技术
摘要:随着列车运行速度的提高,铁路平交道口需要改为立交形式,为不中断列车的运营,需进行一些桥涵顶进施工。文章介绍京秦铁路客运通道提速改造工程中某大角度斜交顶进框构的施工技术和措施。
关键词:提速改造 斜交桥涵 顶进施工
中图分类号:U449152文献标识码:B文章编号:100321995(2004)0820013202工程概况
在京秦铁路客运通道提速改造工程中,由于既有铁路跨102 国道的别山铁路中桥不能适应提速要求,需要原位拆除重新修建,鉴于102 国道的车流量非常大,需要修建立交的公路便线。别山立交公路便线及京秦线改线所设的三座框构桥分别下穿京秦左、右线,由京秦线南北两侧对顶施工。1 # 桥为京秦改线而设,由于在桥体预制过程中与2 # 桥相交,因而1 # 桥需要顶进。三座顶进框构净宽12 m ,机动车道要求净高≥415 m ,其中1# 桥体结构全高812 m ,其他桥的桥体结构全高6.8 m ,边墙厚0.8 m ,顶、底板厚均为0.9 m ,框构结构平面锐角50°。京秦左线顶进框构桥中心线与京秦左线交角为49°59′11″,交点铁路里程为K78 + 79619;京秦右线框构中心线与京秦右线交角50°27′25″,交点铁路里程K78 + 796.9。京秦改线原位预制框构桥中心线与京秦改线左线交角为47°57′49″。地质情况:0～0.8 m 为人工填土,0.8～6.4 m为砂粘土, 6.4～9.3 m为细砂。基本承载力200kPa ,5.2 m以下灰色,软塑,5.2 m 以上硬塑,地下水位< 6 m。
为保证既有线行车及施工安全,在桥体顶进前需要加固线路,桥体顶进、线路加固拆除均需要点慢行。因顶进框构桥与线路的斜交角度较大(50°),方向控制难度较大,在国内顶进框构桥施工中较少见。施工技术及控制要求
施工主要按线路加固、箱体顶进、补墙及挡墙砌筑、拆除线路加固设施的顺序进行,工作的难点和重点为前两项工作。
2.1线路加固
线路上、下行单独加固,加固段要进行技术检算,可按简支梁形式检算。对于跨度3 m 的涵洞,其静力强度、跨中挠度是检算的控制项目,当纵抬梁工字钢需用高强螺栓联结时,除检算以上内容外,还要重点检算疲劳强度。当工字钢受压翼缘的自由长度与其宽度之比不超过规定限值时,一般可不必检算总体稳定。
(1)顶进前对既有线采用吊轨横纵梁法进行加固。
吊轨采用43kg/m 扣轨,3-5-3 式布设扣轨,下穿1 束I40a 工字钢作为横梁。由于受到Ⅲ型轨枕间距(中心距为0.6 m ,两外侧距离为0.65 m)的限制,每束横抬梁间距为1.3 m。纵梁采用1 束I40a 工字钢,线路两侧各布设1 束。
(2)为保证在顶进过程中边箱体与主箱体间线路的稳定,采用全桥通长一次加固,在此段不设接头,纵梁设双工字钢,计算表明可满足施工中线路稳定的要求。
(3)横梁与框架顶间对穿木楔,以保证线路稳定。
(4)为保证在顶进桥体时线路不横移,在线路加固横梁与箱体顶面间设小滑车,并在箱体东西两侧设置地锚,顶进时用导链拉在纵梁与地锚上,随顶进而调整拉力,保证线路位置准确。
2.2 桥体顶进施工
根据本工程的特点,顶进时先空顶箱体3 m ,后进行正式顶进。
(1)启动(试顶)。顶进开始前必须进行试顶,试顶的压力一般为桥体自重的0.8～1.2 倍,空顶时严格控制桥体方向,防止偏离中心线。
(2)顶进及挖土作业。在每次顶进前对设备及线路加固情况进行全面检查,利用列车运行间隙顶进(列车通过时严禁顶进)。挖运土作业采用机械挖土、人工清槽刷坡并配合装载机及自卸汽车外运的施工方案。在距离底板底面200 mm内的范围内由人工挖土,防止超挖,以免造成“扎头”现象。根据地
质情况确定刃角与底板是否吃土,挖土坡度大致与刃角接近,挖土坡面大致平顺整齐。
(3)顶进测量。顶进前在桥顶面上设固定方向点,支经纬仪于线路南侧方向点上穿线,时刻监控顶进中框构的方向,每次顶进后必须进行高程测量。在顶进过程中,随时对中线及标高进行测量检查,其允许偏差均为±100 mm。
3技术措施
为保证顶进作业时的列车运行安全和施工安全,同时也为保证顶进施工的质量,采取如下措施：
⑴滑板工程。在基坑开挖至基底时设置6 ‰的纵坡。按设计图纸浇筑滑板,其下设置纵横向滑板锚梁；滑板浇筑完毕后在其上设置润滑层：将石蜡机油加热后均匀撒至滑板顶面,其上撒一层滑石粉,然后覆盖塑料布,塑料布上面抹一层沙浆。滑板高程误差控制在±10 mm 以内,以利于线路加固。
⑵挖土作业中,坚持土方开挖时四不挖制度,即列车通过时不开挖、桥体顶进时不开挖、发生塌方现象时不开挖、机械发生故障时不开挖。
⑶顶进方向控制。为控制好方向,在顶进时采用不平衡布镐法,在滑板上设置导向支墩;顶进时调整两侧顶力,用增减刃角阻力的措施来调整方向,随时顶进随时测量随时调整。
⑷防“扎头”措施。在滑动端设过渡段(基底换填砂卵石并夯实)以增强地基承载力,必要时在底板前端浇筑快硬钢筋混凝土纵梁。
⑸防“抬头”措施。如出现抬头时,应采取在箱体前端底板处适当超挖的方法。
4结语
本次施工由于采取了上述施工技术和措施,使得桥体在顶进中和顶进后的方向和高程控制均符合规范要求而且达到了优良标准。一般说来,桥涵顶进工程主要进行方向、高程(“抬头”或“扎头”)的控制,要控制好这几个方面,必须针对工程的特点(环境、地质、工程情况)制订相应的预防措施,并在实际顶进过程中加强观测(随时顶进随时观测),加强数据的对比,一旦发现有异常情况,立即采取相应的处理措施,以免产生不良后果。
下穿铁路斜交箱涵顶进施工技术 篇2
关键词：箱涵顶进,管棚,施工,加固,承载
1 工程概况
郑开大道 (G107) 总里程39.11km, 按城市快速路标准设计, 双向十车道, 桥梁荷载等级为城—A级, 设计时速80km/h, 规划控制道路宽100m, 是连接河南省郑州和开封两大城市的大通道。道路呈东西走向, 郑开大道 (G107) 在K0+307处与既有的南北走向的京港澳高速公路 (G030) 斜交, 道路轴线与高速公路交角为114.228°, 交汇点处采用下穿式钢筋混凝土箱涵结构。箱涵共分三节预制, 分别长17m、18m、17m, 总长52m。箱涵外形尺寸为宽23.4m, 高9.3m, 箱涵埋入地下深6.6m, 该处地下水位-1.23m, 其中箱涵上覆土体厚度约为1.3～2.2m。顶板及侧壁厚1.30m, 底板厚1.40m, 箱涵单箱净宽和通行净空分别为20.8m、5m, 具体见图1。
本项目所经区域属于黄河冲积平原区, 平坦开阔, 地势低洼, 还夹杂深埋有多年废弃鱼塘, 地下水位高, 作业区地下水位-1.2 m。土质多为低液限粉土夹低液限粘土, 塑性指数低, 含水量高, 孔隙比较大。岩性以亚粘土、粘土、亚砂土及砂土为主, 夹粉细砂薄层, 该处亚粘土、亚砂土灵敏度较高。据地质勘探表明:箱涵底以下为松散细砂层, 箱涵位于亚砂土层与压实填土土层中, 具有较高的触变性, 很容易出现砂土剪切液化现象, 地质条件复杂, 增加了施工难度。
2 箱涵暗顶施工工艺
2.1 管棚
箱涵顶覆土厚度小, 为了把箱涵与路面分离, 避免顶推过程中路面沉降或推移, 减小车辆荷载和上覆土体重力向下传递对开挖面稳定性产生的影响, 该箱涵采用大管棚支护技术。设计大管棚棚管共197根, 横向管棚采用Φ180×10mm无缝钢管, 相邻钢管中心间距0.4m, 横向每根长52m, 共10244m, 钢管材质为C20, 详见图2。
由于棚管距高速公路路面较浅, 导向钻进的顶进动作无法实现。因此, 直接用直径Φ180×10mm的无缝钢管做无芯钻头形成满眼钻进, 采用一次性跟管钻进工法在高速公路两侧东西方向对打, 随钻进加尺将棚管依次打入, 该工法可以保证管棚施工精度在5mm以内, 成孔与棚管埋设一次完成, 两侧各打设26m , 棚管打设时采用间隔跳打, 隔二打一。为加强管棚整体刚性, 棚管连接采用内插头, 并对口焊接在中央分隔带处连接。
为了提高棚管抗载能力, 每根棚管打设完毕都要及时灌注水泥浆, 棚管铺设完成后, 封闭棚管两端, 一端留有注浆孔, 另一端留有放气孔, 采取一边注浆一边放气的方法。通过保压措施使管内浆液充填饱满, 并保证水泥浆液与孔内泥浆充分搅拌, 注浆压力控制在0.2MPa为宜, 使管外环状间隙充填饱满。
2.2 千斤顶配置与顶力计算
长度约52m的两道体形巨大的钢筋混凝土箱涵从一侧整体预制, 每道箱涵体积巨大, 巨大的顶推力是决定箱涵顶推成败的关键。箱涵在顶进过程中克服的各种阻力的总和即是所求的顶推力。箱涵需克服的阻力有:涵顶部以上的垂直土压力引起涵体与土的摩擦力;涵体自重产生的涵体与土的摩擦力;由水平力引起的涵体与土的摩擦力;顶进时涵体前切土阻力。因此, 这需要极其强大的千斤顶组群和非常牢固的反力支撑系统。经计算设计顶力为63752t, 顶进一节一孔机动车道需500t千斤顶16台。由于各种因素造成的顶力损失按80%计算, 则有效顶力为400t。每节箱涵设置八个顶镐窝, 每两台千斤顶共用一个顶镐, 见图3。
在顶进过程中克服的各种阻力的总和即是所求的顶力, 采用中继间法的顶进方案, 由于第一节有6m (非机动车道5m) 的混凝土刃角及钢刃角, 刃角部分折合成4m长箱涵进行计算。故第一节箱涵所需顶力最大, 因此仅对第一节箱涵所需顶力进行计算。所以, 箱涵在顶进时的顶推力为:
其中:K—系数, 取1.1;
N1—涵顶上总荷重;
f1—涵体上表面与顶上荷重的摩阻系数, 由于本顶推中喷有泥浆, 所以取0.3;
N2—箱涵自重;
f2—涵底板与基底的摩阻系数, 取0.7;
E—涵体两侧的土压力;
f3—侧面摩阻系数, 由于两侧喷有泥浆, 取0.3;
R—钢刃脚正面阻力, 本地区为砂性土, 取700KN/m2;
A—钢刃脚正面积。
该箱涵经顶力计算为63752 kN。根据以上计算结果, 选用500t千斤顶16台。
2.3 降水封水
(1) 降水
为了解决高地下水位与深开挖工作基坑的矛盾, 必须将上层潜水降到基底以下1m, 以确保箱涵顶进在无水条件下施工。为加快排水速度、降低基坑水位和使土体中的孔隙水排出、逐渐固结, 设计采用在降水井中用潜水泵抽水的深井降水方案。根据现场水文条件、施工设备及基坑的平面位置及大小, 降水井布置位置选择在:G030路基两侧;基坑四周、箱涵中轴处。采用Φ550mm管井降水, 共布置降水井130口。井深设计10.0～25.0m, 所有井均在土方开挖之前施工, 基坑内井位随开挖深度增加而下降。为了防止顶进箱涵处的路基由于大面积、长期降水发生沉降, 因此路基底的降水曲线由箱涵中部向两侧较平缓圆顺的升高。在具体施工过程中, 不同位置应布置不同深度的降水井, 箱涵处降水井深25m, 由箱涵向两侧逐渐变浅, 最外侧井深10m。
(2) 封水
由于深井降水量大, 日降水量将达到15000m3左右, 长时间抽水需有持续的电力供应和通畅的排水设施, 同时有可能造成路基不均匀沉降, 而且还有可能造成侧向拉开甚至侧滑。因此, 重点对东西两个基坑周边和西侧基坑底部具备承压水的细砂层进行注浆封水。
灌浆孔接纳梅花形散布, 如图4, 其优点可以防止表面冒浆, 保证固结灌浆效果。为了使细砂层尽快形成具有一定强度, 同时渗透性较低的隔水层, 固化时间应限制在三个小时以内。注浆深度H为10m, 灌浆加固厚度B按3m考虑, 箱涵范围灌浆孔行距X为120cm, 排距Y为140cm, 浆液扩散半径R≥80cm, 为防止钻孔涌水涌砂, 采用低压渗透灌浆技术。浆液的配合比为:水泥∶水=1∶1, 水玻璃的掺入量为水泥用量的3%, 灌浆量主要与灌浆工具的体积v、土的孔隙率n和经验系数k值有关, 据Q=k·v·n公式理论估算单元吸浆量, 注浆压力不大于1MPa, 注浆时间每层不小于10min, 采用分层面注浆法, 从孔底向上每升高1m作为一个注浆层面。
2.4 支撑柱
为了增加箱涵的刚度, 在顶进过程中不产生裂缝, 采用在箱涵中间加设两排钢立柱支撑。支撑柱壁厚20mm、外径60cm, 箱涵横向设两根, 纵向机动车道箱涵每4m设一根, 非机动车道每8m设一根, 纵横方向均平行于箱涵边 (临时支撑结构具体布置详见图5) 。增设支撑后, 会对原箱涵的最大弯矩有明显改善, 这里仅对柱和柱顶截面及柱底截面的弯矩进行验算。
将箱涵按1m宽, 并拟合一排柱 (如此计算, 柱顶截面弯矩偏大, 偏安全, 柱压力偏小, 可将计算结果加大4倍以安全) , 计算得柱顶截面弯矩为440kN·m, 柱底截面弯矩为6.7 kN·m, 最大柱压力380 kN, 柱最大所受弯矩2 kN·m。按容许应力法计算, 柱顶截面钢筋接应力为53MPa, 柱底截面弯矩小, 可不必验算。柱的面积A=364cm2, 柱惯性矩为I=153422cm4, 旋转半径为20.5cm, 压应力为:
柱的长细比为:λ=6.6/0.205=32<150, 查表得稳定系数为0.959, 考虑稳定因素计算应力为:
由此可见, 支撑结构满足稳定性要求, 增加了箱涵的刚度, 对箱涵起到了加固作用。
2.5 后背梁
采用顶进法施工的箱涵, 后背梁是重要的施工组成部分, 它承受着顶进时的全部水平力, 属临时结构, 但直接影响着工程的质量和进度。将后背梁、U槽整体简化为平面杆系, 横向宽度取25m, 如图6。
抗拔桩按双向弹性支承模拟, 水平刚度117950kN/m, 竖向刚度5220405kN/m。
(1) 底板轴向受拉计算
经计算, 基坑底板最大轴力32172kN。
底板拟配上下双层Φ28 (HRB335) , 间距15cm, 按25m宽度可配116×2=332根。
(2) 后背梁下单桩强度验算
由于较大顶力作用, 后背梁下对应抗拔桩顶的水平位移为0.013m, 为所有抗拔桩顶位移的最大值。经计算, 底板最大弯矩出现在下缘6586kN·m, 后背梁最大弯矩出现在右侧39143kN·m。底板配Φ28 (HRB335) , 间距15cm, 按25m宽度可配116根, 最大钢筋应力132MPa。后背梁配一排Φ28 +一排Φ16 (HRB335) , 间距15cm, 按25m宽度可配116+116根, 最大钢筋应力160MPa。满足要求。
2.6 基坑布置
箱涵的主要工作区是基坑, 本箱涵共分四节独立箱涵, 包括两节机动车道箱涵和两节非机动车道箱涵, 其中机动车道箱涵与非机动车道箱涵涵底标高相差约216cm。按照分三节预制顶进的原则来布置箱涵工作场地, 所以工作坑应布置在路线里程桩号较小端。基坑边坡采用1∶1的斜坡放坡开挖, 为防止土坡或基坑坍塌, 在高边坡地段设置了钢筋混凝土挡土墙, 并与滑板钢筋混凝土浇注在一起加强了整体性。基坑底滑板设置为30cm厚钢筋混凝土, 其下设15cm厚C15素混凝土垫层。为增强纵向滑板与地基的摩阻力, 每隔2m设一根横向通长加劲梁。顶进箱涵利用U槽作后背, 在U形槽底板前作一道钢筋混凝土后背垫梁, 其目的为保证顶进时U槽底板不受损害。机动车道下纵、横向各按5m间距布设直径0.8m、深15m的抗拔桩, 其在施工期间承受压力, 使用期间为U型槽提供抗浮力。顶进箱涵时, U槽体系 (压重、抗拔桩、自重、与地基的摩阻力等) 可提供足够的反力。
3 结 语
在拟建道路与既有宽断面道路交叉的情况下, 可选择上跨或下穿的方式。上跨及修建高架桥, 下穿可采用箱涵顶进的方法。郑开大道 (G107) 在K0+307处的大断面斜交箱涵顶推施工的成功实施证明, 后者具有明显的经济优势和技术优势。
大断面箱涵在下穿既有公路条件下, 采用暗挖顶推施工, 应进行合理的设计分析和多方面的技术论证, 严格控制施工质量和施工进度, 组织合理的施工工序和处理好交叉作业。对可能出现的意外事故应提前做好预测并做好行之有效的应急对策, 才能维持被交叉道路的繁忙交通和箱涵顺利竣工。
参考文献
[1]王谦.斜交箱涵架空顶进施工[J].中铁电化局西安铁路工程公司第三工程处, 2006.
[2]张贵婷, 张宏.郑开大道顶进箱涵施工设计研究[J].河南省交通规划勘察设计院.
[3]张贵婷.郑开大道顶进箱涵临时支撑结构设计[J].河南省交通规划勘察设计院, 2007.
下穿铁路斜交箱涵顶进施工技术 篇3
关键词：下穿铁路；涵洞；施工技术
随着我国现代化进程加快，城市交通建设日益发展，而由于受到城市空间制约，交通阻塞情况日益严重，成为制约城市经济发展的重要因素，而引起交通不畅的重要原因之一，便是铁路与公路的平交路口，为了改善此状况，下穿铁路既有线箱涵顶进施工工程越来越多地应用于城市立交桥的建设中。以桃浦东路一真南路下立交新建工程为例，对下穿铁路既有线箱涵顶进施工关键技术的分析，可促进技术应用，为施工实践提供参考。
1 工程概况
桃浦东路一真南路下立交新建工程位于普陀区中环路与上海铁路西站之间，为规划中环路西段内侧辅道，工程穿越京沪、沪昆铁路，桥梁中心铁路里程为京沪线下行K1457+190、沪昆里程K5+800。工程为城市次干路，起点为桃浦路，沿桃浦东路而上，上跨轨道交通11号线（已建）、下穿京沪、沪昆铁路、规划沪宁城际铁路、交通路，上跨规划16号线，顺真南路而下至终点新村路交叉[l，全长约1 004 m，道路规划红线桃浦东路宽为50 m，真南路地道段红线宽为50 m，其余段为36.5 m。本工程通道采用2孔13 m框架，其中穿越既有线范围采用顶进法施工，从北侧顶进。顶进框架共2节47 m，现浇框架为45 m和54 m共2节。13 m框架边墙厚0.8 m，净高为5.3 m，顶板厚0.85 131，底板厚0.9m。顶进段框架基础采用 600 mm的高压旋喷桩加固，桩长15m，间距均为1.2 m×1.2 m。既有箱涵两侧采用 600 mm密排高压旋喷桩加固，桩长21 m。顶进段框架混凝土采用C40抗渗混凝土，抗渗等级均为S8。
2工程难点
2.1 技术难度大
本通道穿越既有京沪、沪昆4股正线，顶进箱体最长49 m，顶程58 m，箱身自重4 450 t（6.2 t/m），而工点的地质条件非常差，路基持力层承载力为仪有6t/m，4.4～6.4 m深度位置还有流砂层，顶进箱体的标高控制难度相当大。因受规划16号线影响，工作坑位置16号线保护区的32 m范围不能施工钻孔桩，基坑主要采用SMW 工法樁围护，其抗弯刚度相对较弱，易发生变形、渗漏，对基坑安全带来危险，而该基坑还存在多次变化工况以及顶进时前后均要开口的情况，因此深基坑的支护稳定性要求很高。
2.2 安全风险大
本工程线路加固和恢复工作量非常大（架拆便梁44孔次），过往列车密集（每昼夜200对）、铁路管线复杂（箱顶还有24孔60多股垂直大过轨），铁路慢行时间达5个月，还要跨春运。期问需投入大量的劳力、材料、设备进入线路施工，施工期间的行车安全、人身安全、设备安全风险非常大。工程位于软土、流砂共存区域，西侧紧邻桃浦河，工作坑开挖深度约9.3 m，西南角距离沪宁正线仅8 m，西北角距离一幢6层砖混楼房仅6 m，深基坑的安全风险很大。
3 箱涵顶进关键技术
3.1 工作坑围护
经过多次评审，基坑为2个，西基坑长56 m，宽约20m的不规则四边形，东基坑长68 m，宽23 m。基坑最大开挖深度为9.3 in。基坑围护采用SMW桩基围护方式，靠近线路～侧及靠近6层居民楼部位采用钻孔灌注桩。工法桩采用 850@600三轴水泥土搅拌桩，内插H700×300×13×24的型钢，型钢布置形式为“隔一插二”，靠近线路一侧为 1 200@1 400钻孔灌注桩，外侧设2排旋喷桩止水。基坑围护桩顶部设冠梁，型钢顶端高出冠梁700 mm；基坑上下共设2道临时支撑，第一道支撑为1 m×1 m钢筋混凝土支撑，混凝土强度为C30，支撑间距5 m，第二道支撑为 609钢管支撑，支撑间距4 m。
3.2 线路加固
采用4孔24 m便梁临时架空线路，在便梁下按1：1放坡开挖路基2.5 m，开挖后，同时施工支护高压旋喷桩格构体和滑道式地基加固桩。全部便梁支墩和加固桩达到设计强度后，架设D24型便梁于顶进部位上方，开始地基加固和顶进作业。便梁支墩采用 600 mm的高压旋喷桩加固基础。高压旋喷桩桩长为30 m，问距500 mm×500 mm，形成宽3m、长47 133的格构体，桩体28 d无侧限抗压强度要求达到1.2 MPa。格构体上浇筑钢筋混凝土便梁支墩，宽度2.0 Ill，高度2.5 m。为了顺利顶进，在顶进框架范围两侧，在施工便梁支墩基础的同时施工高压旋喷桩形成滑道，滑道宽2.m，顶进框架全长度范围内设置。
3.3 滑板及后靠背
根据现场情况，采用整体C30钢筋混凝土滑板及后靠背。滑板厚500 mm，上抹水泥浆，撒石蜡、滑石粉，铺设塑料薄膜，滑板下设防滑槽，高0.5 in、宽0.5 in，问距2 m沿基坑横向通长布置。后靠背宽1.5 m，高2.5m，钢筋与滑板连接成整体。
3.4箱涵预制施工技术
本工程通道采用2孔13 m框架，本标段共有现浇框架4个，其中顶进框架2节，长度47 m。现浇框架共2节，长度分别为51 m、55 m。13 m框架边墙厚0.8m，净高为5.3 m，顶板厚0.85 m，底板厚0.9 m。其中顶进框架采用C40抗渗混凝土，现浇段采用C30抗渗混凝土，抗渗等级均为s8。由于顶进箱体较长，为了防止出现裂缝，在预制箱体时需设置诱导缝，拟在顶进箱体内设置2道诱导缝，其余箱身根据长度每10～15 m设置1道诱导缝。各段框架预制分两次浇筑砼，第一次浇筑底板和隔墙砼，第二次浇筑墙身及顶板砼。由于一次浇筑砼方量多，体积大，聚集的水泥水化热量大，在混凝土内，高2.5m，钢筋与滑板连接成整体。本工程通道采用2孔13 m框架，本标段共有现浇框架4个，其中顶进框架2节，长度47 m。现浇框架共2节，长度分别为51 m、55 m。13m框架边墙厚0.8m，净高为5.3 m，顶板厚0.85 1TI，底板厚0.9 m。其中顶进框架采用C40抗渗混凝土，现浇段采用C30抗渗混凝土，抗渗等级均为s8。由于顶进箱体较长，为了防止出现裂缝，在预制箱体时需设置诱导缝，拟在顶进箱体内设置2道诱导缝，其余箱身根据长度每10～15 m设置1道诱导缝。各段框架预制分两次浇筑砼，第一次浇筑底板和隔墙砼，第二次浇筑墙身及顶板砼。由于一次浇筑砼方量多，体积大，聚集的水泥水化热量大，在混凝土内外散热不均匀的情况下，混凝土内部会产生较大的温度应力，此外，由于混凝土的收缩徐变，将导致温度裂缝的产生。同时，顶进施工时，框架受力状态随时发生变化，因此，需要采取科学的施工方法，来保证框架的质量。箱身预制过程中主要是对箱身制作过程中模板、钢筋及混凝土的质量进行控制。
4结语
箱涵顶进施工要进行详细的施工调查，编制切实可行的施工方案，组织好施工人员学习，做好技术交底工作，使施工全过程做到心中有数、有条不紊。箱涵顶进施工中应力求长距离顶进，尽可能少开挖工作坑，少扰动既有线路基，以达到减少防护和支撑工作量的目的，做到既安全又经济。后背设计从最基本的顶力计算人手，认真进行方案的比选和检算，做出既可靠又经济的后背设计。箱涵顶进作业要连续进行，不断顶进；同时控制好顶速和进尺，加强量测。对顶进偏差要及时发现，及时纠正。纠正要逐渐进行，不能急于求成。
参考文献：
[1]李小林.下穿铁路斜交箱涵顶进施工技术[J].铁道建设，2009（3）.
[2]龚宏华，胡洲，万波，林运唐.既有线高路堤下箱涵顶进施工技术[J].铁道标准设计，2010（4）.
下穿铁路地道桥顶进施工技术 篇4
天津市复康路下穿陈塘庄支线铁路地道桥位于既有陈塘庄支线铁路K12+451处,该段铁路采用60 kg/m钢轨,钢筋混凝土枕,曲线区段,曲线半径800 m,每天列车行车密度约40对。地道桥与铁路夹角为82°57′8″,为10 m单孔框架结构,孔径净高3.8 m,轴向全长19.929 m。本桥采用顶进施工,最大顶力1 600 t,设计顶程18.015 m,顶进就位后框架顶板覆土约80 cm,采用一次顶入施工工艺。
2顶进前技术措施
天津地区地下水位高,桥位处路基为回填土,稳定性差,路基易产生溜塌,后背、滑板易断裂。针对该工程的具体情况,做了以下的技术措施。
2.1 加固土桩施工
工作坑前方边坡采用直径60 cm的水泥搅拌桩加固土体,间距1 m,防止桥体在顶进时下沉扎头和边坡塌方。并严格按照设计图纸施工箱体两侧防护桩、前端支撑桩、抗移桩。
2.2 路基降水
经现场勘察桥址处地下水埋深4.3 m,且桥体顶进要求地下水位低于滑板1 m以下,必须进行降水。根据地质资料,桥址土层为粉质粘土,没有明显砂土层,透水性较差。为减小路基沉降,在顶进前10天开始进行路基降水,每座地道桥沿铁路两侧各设7口降水井,间距4 m,井深13 m,共14口,对称降水,直至地下水位已至滑板以下1.5 m。
在铁路上布置线路位移、沉降观测点,掌握因降水铁路路基及线路的影响,并及时采取有效措施,保证铁路运营安全。
2.3 路基注浆加固
2.3.1 加固范围
沿铁路方向:框身范围以及框构两外墙外缘外侧各10 m。
框构轴线方向:滑板前端放坡段、箱体就位位置。
注浆深度:自放坡段至顶进就位处自天然地面以下1 m起至框构底板底下4 m。箱体两侧各10 m范围内自天然地面起至框构底板底下1 m。地道桥注浆固化范围纵桥向剖面图见图1。
2.3.2 注浆顺序
线路下注浆很容易引起线路隆起,在保证安全和施工工期的要求下,要对注浆顺序进行合理的安排。线路下面由两侧路肩距线路中心4 m处布置斜孔,斜插入线路下面进行辐射注浆,其他地方采用垂直注浆;根据施工范围定出孔位,孔距0.8 m,梅花形布置。
注浆顺序:先内后外,隔孔跳注,先注垂直孔,再注斜孔。
线路下面注浆孔的倾斜角度各不相同,倾斜角依次为10°,20°,30°,40°,50°。为减小路基的隆起,先注最上面的倾斜角为50°孔,然后依次注40°,30°,20°,10°孔,注入量逐渐加大。纵向注浆顺序由框构桥中心向边墙方向进行。此阶段由于正好在线路下面,最容易引起线路隆起,对线路加强观测,采用水准仪测量,并控制注浆压力,防止隆起。
2.3.3 注浆工艺
注浆材料配比为:
A液:水∶水玻璃(体积比)=1.6;C液:水∶水泥(重量比)=1。A液∶C液=1∶1。
注浆压力:
线路下方斜孔注浆区域箱体底板以下部分注浆压力控制在2.5 MPa～3 MPa,箱体底板以上注浆压力控制在2 MPa。线路以外垂直孔注浆区域箱体底板以下部分注浆压力控制在3 MPa～4 MPa,箱体底板以上注浆压力控制在3 MPa。
2.4 线路加固
线路采用吊轨纵横梁法进行加固。吊轨采用43 kg/m钢轨,组合方式3—5—3,吊轨束长50 m,隔1根木枕用ϕ22的U形螺栓与∠63×9角钢将轨束夹紧,并与木枕相连。
线路加固是保证顶进施工期间既有线安全运营的重要措施,此项工作由天津工务段负责。
3框构桥顶进
3.1 顶进设备及顶镐布置
地道桥框构桥设计最大顶力均为1 600 t,布置500 t顶镐6台,左右各3台。顶铁布置与顶镐相匹配。后背梁前安放横梁,横梁与后背梁间缝隙用干硬砂浆填塞密实,以分散顶铁的顶力,禁止将顶铁直接顶在后背梁上,以防止将后背梁顶坏、顶断。顶镐后安放1 cm钢板,禁止将顶镐直接顶在桥体上,防止顶裂桥体,见图2。
3.2 桥体内出土
箱桥顶进速度取决于洞内出土速度,挖土时,严格掌握挖土顺序和切土量,挖土应自上而下进行,不得逆坡挖土,挖土坡面不得陡于刃脚坡度,先挖中间,后挖两侧,顶进前在两刃脚下掏底,底板根据高程变化吃土顶进、侧墙吃土顶进,确保路基不发生塌方,保证既有线运行安全。
3.3 破除支撑桩
因支撑桩影响地道桥就位,顶进施工中需要破除,为防止破除两侧支撑桩时,出现侧塌,分两步破除支撑桩。
第一步:地道桥顶进至前悬臂板距离支撑桩1 m处,工务段拆除支撑桩枕木垛后,破除支撑桩上部2 m,继续顶进箱体至底板距离支撑桩1 m处。
第二步:破除支撑桩至底板就位标高以下0.1 m处,低洼处回填级配碎石并且夯实。先破除一侧的支撑桩,回填级配碎石夯实后,用土回填刃脚下方,防止出现侧塌,再破除中间的支撑桩,最后破除另一侧的支撑桩。破除完后将刃脚下回填土挖出继续顶进。
3.4 方向控制及纠偏措施
桥体在滑板上空顶时,可由导向墩控制顶进方向。当箱桥脱离滑板后,通过调整两侧顶镐顶力,结合挖土来控制顶进方向。桥体刚吃土时,不可掉以轻心,确保桥体入土位置正确,为桥体正确就位打好基础。
随着桥体入土深度增加,特别是桥体进入线路后,顶进路径已形成孔道,此时不可强行纠偏,以防止由于纠偏发生路基侧塌和桥体损坏。
顶镐调整应与挖土及其他措施结合使用,才能收到更好的效果,当桥体左偏时,减少左半边底板吃土,减少左侧阻力,使桥体左侧顶进速度快于右侧,同时适当增大左边墙吃土量,减少右边墙吃土量,增大左侧土抗力;右偏时反之。一般情况下两边墙外侧土体不能挖空,边墙吃土量不少于5 cm。
3.5 水平控制及软基处理
框架桥顶进过程中容易出现“扎头”,一旦出现“扎头”,再将桥体抬起就相当困难,所以框构桥水平控制,重点防止桥体出现“扎头”。
为了防止桥体出现“扎头”,在滑板制作时设置了2‰上坡,用以消除桥体在脱离滑板前,桥体重心前移造成的滑板下沉。 桥体预制时底板前安装了钢刃脚,设置了1.5 m 10%船头坡,桥体在土体上顶进时,钢刃脚切割土体,船头坡挤压土体,使桥体获得向上分力,并将桥下土体压实,防止桥体下沉。
在顶进过程中调整底板、边墙吃土量,以控制桥体上升和下降,桥体出现下降趋势时,加大底板、边墙吃土量;桥体向上爬坡时,减少底板、边墙吃土量;爬坡严重时,底板前端适当超挖,在底板前端堆土配重,顶进时将挖掘机停在桥体前端,将边墙吃土量减少到最低限度,但不得挖空边墙外土体,依靠桥体巨大重量使桥体下降。
桥址处土质为粉质粘土,承载力较低,在顶进前进行了注浆加固,桥体不易出现扎头,桥体一旦出现“扎头”需对软基处理时,采用底板强行吃土顶进、向底板前端回填生石灰块、打生石灰桩等方法使桥体抬头。
4与铁路部门配合
1)施工前与铁路各有关业务部门签订安全监护协议或施工配合协议,请求铁路部门派驻施工现场监护人员并按时上岗。严格制定施工计划,提早办理好相关审批手续。
2)线路加固之日起至线路恢复正常状态止,作业地点施工限速45 km/h。根据批准的施工计划,认真办理车站登记、签点手续,未接到施工命令及未设好防护不得施工。
3)为了及时掌握列车运行动态信息,慢行期间在主管车站派2名常驻联络员,24 h轮流值班,用专用施工电话及时将列车运行信息传到工地总指挥(工务段领导),工地施工听从总指挥统一指挥。桥上、桥下采用信号灯、警铃联系,绿灯施工、红灯停,在列车通过箱体时禁止顶进、挖土工作。
4)顶进施工期间,施工影响区段由天津工务段防护,在桥址上、下行800 m处设限速标志牌并设专人看守,标志上标示速度要求。在施工边缘50 m处设列车慢行地点标,并派专职人员用信号旗与过往机车联络,通报线上运行信息和速度要求,确保列车运行安全。
5结语
地道桥顶进施工必须严格遵守铁道部、铁路局的有关规定,要紧密结合现场实际情况,在地下水位较高、地质条件差的地区,对于铁路路基范围内的降水、加固以及顶进过程中的控制更是地道桥施工中的关键环节,必须认真组织施工,只有这样才能确保既有铁路行车安全和施工质量。
摘要：结合具体工程实例,从铁路路基降水、铁路加固、顶进控制等主要方面进行了论述,并提出了相应的技术要点及措施,对既有线顶进地道桥施工具有一定借鉴意义。
关键词：下穿铁路,地道桥,线路加固,顶进施工
参考文献
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