浅谈下穿铁路地道桥顶进施工技术

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【摘要】介绍了在保证铁路正常运营情况下进行下穿铁路地道桥顶进施工。

【关键字】下穿铁路，地道桥，顶进施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

近年来，随着我国铁路运输业的迅猛发展，地道桥顶进施工项目数量越来越多，顶进施工采用立体交叉的施工工艺，通过火车与汽车分层运行的方式，有效的解决了平面交叉所带来的交通不畅问题。顶进施工是一种施工环境较为复杂，若不注意对施工技术的把关，很容易造成质量问题甚至引发安全事故。鉴于此，笔者结合施工经验，以天津市滨海新区西中环及延长线工程（一期）京津塘高速～津塘公路段（二标段）工程为例，对于下穿铁路地道桥顶进施工的技术进行分析。

二、工程概况

本工程北起津山铁路地道修筑起点，下穿津山铁路后，终止于津塘公路，路线全长928.66m。

本框构工程中心里程位于津山线K176+000处，现为京津城际延长线，为上、下行电气化铁路，线间距4.2m，行车速度最高为170km/h，线路在此处的平曲线半径2800m，最低轨顶面高程为4m。

顶进段框构桥结构形式为双孔17m-17m，顶进长度为33.548m，箱于线路北侧，顶进段长度22.140m，顶进段总宽度为37.5m，桥体结构高度9m，净高6.4m，使用高度大于等于5.1m，顶板厚度1.1m，底板厚度1.5m，边墙厚度为1.2m，中墙厚度1.1m，桥体中线与津山铁路斜交79°12′13″。

三、工艺原理

本工程采用一次顶进法施工工艺。在保证铁路行车不中断的前提下，通过对既有线路加固后，在既有线路基一侧开挖工作坑，浇筑滑板，在滑板面上设置隔离层，然后在滑板上预制钢筋混凝土框构及修筑后背，安装顶进设备，通过传力设备，借助与后背的反作用力把框构向前推进，当顶进一个顶程后，再增加顶铁，挖运出土一个顶程距离，继续进行下一个顶程施工，如此循环，直至框构桥顶进就位为止。

三、顶进前主要技术措施

施工工艺流程分析（如下图）

围护桩施工

基坑围护桩采用旋转钻机钻进，正循环清孔的工艺，采用跳打的方式施工；在围护桩施工完成后，凿除桩头上的浮浆，绑扎钢筋，浇筑冠梁。

围护桩外侧采用14m, Φ0.6m双排水泥搅拌桩做为止水帷幕。

3、降水施工

基坑范围内原始水位标高为0.95m～1.33m，需要将水位降到滑板以下1m，含水层厚度15.506m，降水深度为8.506m，采用直径0.6m大口井降水，井深15m，工作坑内布置38口，为减小路基沉降，在顶进前 10天开始进行路基降水，对称降水，直至地下水位已至滑板以下1m。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。

4、注浆加固

（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10m。

框构轴线方向：滑板前端放坡段、箱体就位位置。

注浆深度：自框架桥顶面起至框架桥基底下8m。

（2）注浆顺序

先进行斜下注浆施工，两侧各57个孔，先进行奇数孔施工，再进行偶数孔施工；每个孔先进行奇数根注浆施工，再进行偶数孔浆施工。水平注浆在基坑开挖完后进行水平注浆，第一、三、五、七排孔采用从东向西进行注浆，第二、四、六排孔从西向东。每排孔注浆顺序为隔三打一，以免发生蹿浆冒浆。

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。

（3）注浆工艺

浆液为AB型浆，采用PSA32.5级矿渣硅酸盐水泥浆及水玻璃混合液。水泥浆液水灰比为1：1。

注浆压力：

根据设计要求和以往施工经验，地面监测的隆起值，注浆过程中压力最大不超过1.5Mpa，相反，地面隆起值不易控制且容易暴管，注浆压力控制在0.2-1.2 Mpa，既能满足设计允许隆起值要求，又能满足施工要求。

5、线路加固

线路加固采用吊轨结合纵横抬梁体系的加固方案，加固范围114m，具体方案如下：

吊轨采用“3-5-3”制，钢轨接头需错开1.0m以上，两端伸出框构边墙以外不小于1.5倍桥高，且伸出路基稳定边坡以外不小于5m，吊轨与其下的枕木用Φ22-U型螺栓联结，钢轨采用43kg/m轨。横梁采用45b工字钢，铺设间距0.9m，接头错开1.5m。纵梁采用45b工字钢，2根一组，接头错开1.5m以上，纵梁工字钢与横梁工字钢用Φ22-U型螺栓联结，之间加设绝缘垫，纵梁两端支承于旧枕木垛基座上。

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。

框构箱体预制

顶进箱体需在顶进前提前进行预制。

（1）钢筋工程：钢筋绑扎前先在滑板顶面放出桥体底板及墙身位置线等控制线，在控制线位置设立定位钢筋，按照图纸设计要求进行钢筋绑扎。

（2）模板工程：钢筋绑扎完成后进行模板安装，箱体支模分两步进行，先支底板，后支墙体和顶板模板。底板钢筋绑扎完毕经检验合格后，安装底板模板，底板模板采用钢模板，以方木、槽钢等加以固定，保证模板位置准确、表面平顺、稳固、有足够的强度和钢度。

（3）混凝土浇筑工程

混凝土分二次浇筑，第一次浇筑底板及下八字，施工缝处做凿毛处理，第二次浇筑边墙和顶板混凝土。浇筑混凝土前先浇筑同标号砂浆以确保施工缝连接密实防止发生渗水，混凝土每层浇筑厚度不得超过50cm，要振捣密实，严防漏振，以表面返浆、气泡排尽为准。每层混凝土浇筑周期应在混凝土初凝时间内完成，以免出现施工缝。

框构箱体预制完成后，进行养生处理，养生时间不低于14天。

四、顶进施工

1、顶进原则

箱体预制成型后，当框架主体及顶板防水保护层强度达到100％后进行正式顶进作业，边顶进边出土，箱体底、侧刃脚始终吃土顶进。

2、顶进设备及顶镐布置

采用50台320t顶镐，其中备用4台。由于桥体轴线与铁路交角为79°12’13”，顶镐采取不对称布置，东侧布置28台，西侧布置22台。顶镐前设一根钢横梁作拖梁，每隔4m设一道横梁，后背梁前设分配梁，顶进过程中顶铁设钢轨压梁，压梁采用预埋在滑板内的压梁环固定，以防顶进时顶铁蹦起。为了防止顶进时损坏箱体前端底板混凝土，沿底板受顶面安装厚10mm钢板。

3、工艺流程

安装、调试顶进设备试顶开镐顶进停镐测量接长车道挖土出土安放顶铁

4、顶进施工

框构桥顶进即是开动高压油泵，利用千斤顶的顶力在后背的反力作用下推动框构桥前进，正常情况下每次顶程可为千斤顶行程的80%左右。一个顶程完成后千斤顶回程并将分配横梁归位，空档处填放顶铁以待下一循环，如此往复直至框构桥就位。

（1）、框构在工作坑底板上移动

开动千斤顶控制油泵框构缓缓前移，待移动一定距离后，千斤顶回油，框构停止移动，更换顶铁，千斤顶继续工作。框构再次前移，直到框构刃脚接触路基。

框构启动时，各部位及观测点设专人观察情况。框构在滑板上空顶时，根据偏差及时调整顶力，使桥体严格按设计轴线进入路基，因为桥体大部分进入路基后，已经形成了孔道，再纠正方向比较困难。

、框构在路基内顶进

空顶完成后，框构箱体进行吃土顶进，吃土顶进和挖运土方循环交替进行，并按照联系信号在列车运行的间隙时间内完成，列车通过时停止顶进和拆除作业。顶进中每顶进一行程都要测量中线、水平偏差做好测量记录。同时根据情况进行具体调整以防出现偏斜、抬头或扎头。顶进时要避免偏斜，如一旦发现偏斜可通过调整对框构两侧的顶力纠偏；出现抬头或扎头可对框构底板以下土方多挖或少挖，调整达到水平。

框构为双孔结构，每孔内配备挖掘机1台、装载机1台，出土采用自卸汽车10辆。在顶进过程中，严格掌握挖土量不能超过50cm，掌握切土尺寸，侧刃脚必须吃土。挖土刷坡时，横梁露天空间不得超过0.5m，且不得掏洞取土，以保证路基安全和作业人员的人身安全。

风机往井下送风。夜晚不进行挖孔作业。工具使用完毕应放到铁路界限以外，严禁将工具、杂物接触钢轨，发生连电，影响列车行驶。

五、结束语

总之，鉴于下穿铁路地道桥的重要性，我们应该不断的加强对其施工技术的研究和控制，提高其质量和安全性。

参考文献：

[1]祝金莲；张显利 用新技术“钢盾构法”进行下穿高速公路地道桥顶进施工湖南交通科技2005-12-30期刊

[2]方笑 斜交地道桥顶进施工阶段空间受力行为分析及现场监测北京交通大学2010-06-01硕士

作者简介

姓名：朱云芳，性别：女，出生年月：1983.9，毕业院校：石家庄铁道学院四方分院，专业：土木工程，所在单位：中铁十八局集团第五工程有限公司。