铁路线下箱涵顶进施工措施

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　　摘要：随着经济的快速发展，交通顺畅与否直接对经济造成制约。目前铁路与公路的平交道口，成为一个个“瓶颈”，箱涵顶进法施工的方法得以改善这个状况，是当前最有发展前景的结构。本文根据工程案例，对箱涵下穿铁路线顶进施工进行分析。
　　关键词：箱涵顶进；施工措施
　　一、箱涵顶进施工概述
　　箱涵顶进施工当中，相关的施工设备包括液压系统以及传力系统，液压系统主要包括动力、操作以及执行器具以及相关的辅助器具；而传力系统则包括顶铁、顶柱以及横梁等。在箱涵顶进施工当中，相关的传力设备要根据施工的顶进方式以及孔的数量的不同而制定不同的施工顶进方式。在建设完成箱体后背之后，则应进行顶进设备的安装，安装完成后还应对相关的顶进设备进行测试，保证施工能够顺利进行。
　　二、工程概述
　　某工程上跨轨道，下穿铁路，当中有道路、河道。工程通道采用13 m宽的2孔箱涵，箱涵为框架结构。
　　三、施工技术
　　因该工程具有工期紧迫、技术难度大、安全风险大等难点，故在施工中需采取一系列的技术措施。
　　（一）工作坑施工
　　1）工作坑为2个基坑，西基坑为长56m、宽约20m的不规则四边形，东基坑长68m，宽23m；基坑开挖最大深度为9.3m。
　　2）基坑围护用SMW三轴水泥土搅拌桩φ850mm@600mm，内插700mm×300mm×13mm×24mm的H型钢，型钢布置形式为“隔一插二”）。靠铁路一侧及6层居民楼部位为西1200 mm@1400 mm钻孔灌注桩，外侧设2排旋喷桩止水。
　　3）靠近线路一侧基坑围护桩顶部设冠梁，型钢顶端高出冠梁700mm；基坑上下共设2道临时支撑，第1道支撑为1m×1m钢筋混凝土支撑，混凝土强度为C30，支撑间距5m；第2道支撑为φ609 mm钢管支撑，支撑间距4m。工作坑围护平面图见图1。
　　图1 工作坑围护平面图（m）
　　（二）对铁路线的加固措施
　　1）采用4孔24 m便梁临时架空线路，钢筋混凝土便梁支墩（宽2.0m、高2.5m）浇筑在宽3m、长47m的格构体上，格构体由桩长30。、间距500mm x500mm的X600mm高压旋喷桩形成，桩体28d无侧限抗压强度为1.2 MPa。
　　2）便梁下按1：1放坡开挖路基2.5m，在施工高压旋喷桩格构体的同时，为了顺利顶进，在顶进框架范围两侧，施工高压旋喷桩形成2.7m宽的滑道。
　　3）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。
　　（三）顶进施工
　　（1）制作滑板及后背
　　滑板及后背采用C30钢筋混凝土整体制作。将浇筑桥涵框架结构的底模作为框架桥顶进的滑道；后背是承受框架桥顶进时反力的临时结构物，采用SMW工法桩加上钢筋混凝土后背梁。
　　1）滑板由下至上为垫层、500 mm厚钢筋混凝土滑板（平整度<5 mm）润滑层。滑板下沿基坑横向通长布置防滑槽（高0. 5 m、宽0.5 m，间距2 m）；滑板下部设置2道1.2 m宽底梁，加强滑板与地面的连接；在滑板两侧每隔3}4m设1个导向墩，以确保箱涵顶进方向的准确；滑板上铺设“三油三毡”，可减小箱涵首次启动的顶力。
　　2）钢筋混凝土后背梁与工作坑滑板连在一起，必须要承受框架桥顶进的全过程中所出现的最大顶力，并且有适当的安全储备；在逐次顶进中，所产生的变形较小；后背梁将顶力均匀地传至后背，避免受力集中；在工作坑底板和宽1.5 m、高2. 5 m的后背连接处配置加强钢筋，作为辅助后背，增加后背的承载能力，提高滑板的抗拉裂能力（见图2）。
　　图2 后背剖面图
　　（2）箱涵预制
　　箱涵边墙厚0.8m，净高为5.3m，顶板厚0.85m，底板厚0.9m2节预制的顶进箱涵采用C40混凝土（现浇箱体采用C30混凝土），抗渗等级为S8。由于箱体较长，为了防止出现裂缝，在预制箱体时，需在箱体内设置2道诱一导缝（现浇箱体根据长度每10一15 m设置1道诱导缝）。分2次浇筑混凝土，先浇筑底板和隔墙，再浇筑墙身及顶板。
　　（3）箱涵顶进技术
　　图3箱涵顶进示意图
　　①安装、调试顶进设备（16只行程为900一1000mm的250t千斤顶）；对长44 m、重4000t、顶程为56 m的箱涵进行试顶。
　　②洞内人工配合0.6 m3挖掘机挖土，由车辆运出，采用自卸汽车运土。挖土进尺须根据千斤顶的行程来确定，一般情况下，每次1一2m为宜；挖1个顶程的土方，立即顶进箱身，使箱身紧贴开挖面；挖土时，严格掌握切土量，必须吃土（一般在300 mm以上）；坡面与水平夹角不得超过600；开挖底面应高于箱身底面100 mm，以防“扎头”。
　　③箱身顶进时，其中轴线需与横梁垂直；顶铁和传力柱要与千斤顶成一直线；传力柱与横梁间用螺栓牢固联结，以保证受压稳定；传力柱每隔8m设置1道横梁，保证横向稳定。当顶进行程太大时，须用槽钢横铺在传力柱上，并用土袋压重，以防传力柱弓起崩出。在箱身底板与后背梁接触的横梁顶铁间的间隙，须用适当的薄板楔紧，并用1：3的水泥砂浆填补灌缝，所有的顶铁必须楔紧。
　　④确保箱身顶进的方向和高程，顶进前必须在顶进的后方设置观测站，布置好观测点。观测站有经纬仪及水平仪各1台，在顶进过程中箱身每前进一顶程，即对箱身的轴线、横向及高程进行观测，并做好详细记录，发现偏差，及时纠正。
　　a.方向“纠偏”措施：可利用导向墩（顶进方向每4m设1个导向墩）纠正方向；利用条形支墩作为导向梁；顶进挖的土孔与箱身的方向要保持一致。
　　b.用增减一侧千斤顶的顶力、调整两边高压油泵的开动；调整后背顶铁（柱）的间隙；控制箱涵两侧刃脚的挖土量；用箱身前端加横向支撑等措施来调整箱身左右方向的偏差。
　　c.通过检查箱涵底刃脚安装是否向上翘起过大、侧刃脚是否向里翘得过大；采用适当调整箱涵刃脚的角度，即调整挖土量，纠正箱身的“抬头”现象。
　　d.采用密排高压旋喷桩作为箱身顶进“滑道”；对箱涵预制至就位间的地段进行加固；浇筑滑板时，较设计坡度提高0. 3%，绝对标高提高30 mm作为预留沉降量；将箱涵前端两边墙设钢筋混凝土刃脚，刃脚底部与水平角度成450等措施，防止箱身“扎头”。
　　（4）恢复线路
　　①箱涵顶进后，按线路养护的要求，迅速回填道碴，待所有线路恢复后，拆卸D24型便梁，抽出钢枕，申请封锁时间，装吊便梁，移交线路。
　　②箱涵顶进就位后，在箱涵后面2个边角路基和围护桩之间，填筑草包，浇注混凝土墙进行支挡；箱涵前面2个边角路基，采用打设L形钢板桩进行防护，确保4个边角路基的稳定。
　　四、结束语
　　本工程箱涵顶进阶段采取了一系列措施，如旋喷桩加固、导向墩的应用、控制好顶速、加强量测、及时纠偏等。这些措施避免了箱涵在软土地基顶进中的质量通病，做到了顶进就位的标高和方向误差（前方偏差45mm，高低偏差49mm）均在规范允许范围以内。
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