大体积箱涵在既有铁路下方顶进施工的技术探讨

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【摘要】当既有铁路遇有公路下穿时，通常采用顶进预制钢筋混凝土箱涵的施工方法，来形成与铁路的立交的道桥，这样不但保证了既有线路的安全稳定，而且不影响铁路线路的正常运营。本文以永煤矿区铁路车集线K4+308处，钢筋混凝土框架箱涵的顶进施工为例，对既有铁路下方大体积箱涵顶进施工的作业方法进行探讨。

【关键字】箱涵；顶进施工；安全稳定

[Abstract] When the existing railway in highway wear, it usually adopts the construction method of precast reinforced concrete box culvert jacking to form and the railway overpass bridge, which not only ensure the security and stability of the existing line. Based on the permanent coal mining area railway car hub K4+308, reinforced concrete box culvert jacking construction as an example, below the large volume of the existing railway box culvert jacking construction operation method is discussed.

[keyword] box culvert jacking construction; security and stability;

中图分类号：U227.4 文献标识码：A 文章编号:

1概况

根据规划，永城东环路与铁路相交处需新建3.5-18-3.5下穿铁路三孔连续箱桥，该涵洞位于永煤矿区铁路车集线K4+308处，线路两侧地势平坦，两侧均有农田。公路与铁路基本正交，夹角为87.62°。铁路为单线、非电气化铁路、标准轨，钢筋混凝土Ⅱ型枕，50型钢轨，相交处公路、铁路均为直线。

既有线路路基上部0～86m 厚为褐黄色砂粘土，路基承载力为230kpa，线路露肩坡度为1：1.5。既有线路承担了永煤矿区车集矿的煤矿外运任务，每天有两趟行车，列车限速为15 km/ h。设计涵洞采用预制顶进法施工，混凝土强度等级为C35，为预制钢筋混凝土箱涵，结构顶板厚1.1m，边墙厚1.1m，底板厚1.2m，净空为25m宽、5m高。

2施工方案

本工程工作量大，工期紧，需要土方机械和钢筋机械同时施工，并且要确保既有线运行安全稳定，争取以最短的时间完成顶进作业，恢复既有线正常行车及在规定的期限内完成顶进作业为重点。

施工作业流程如下图所示:

1.1工作坑施工

（1）工作坑开挖

工作坑是预制和顶进箱涵的工作场所，工作坑位置的设置不但应考虑到两侧的地形、场地大小及土质情况，而且应利于施工、运输及后被设置。综合考虑后既定将工作坑设在线路北侧，基坑北侧按1：0.75的比例放坡，南侧按1：1.5的比例放坡，两侧各留1m工作面，其中30cm作为排水沟位置。既有线左侧工作坑底面尺寸为7.8m宽，25m长，为方便后续施工车辆进出，应在工作坑边缘和线路路基坡脚预留出适当距离。

（2）锚梁及滑板施工

锚梁的设置主要是为了使基底满足抗滑要求，保证地板有足够的刚度和强度。在其施工过程中，首先要进行地锚梁基坑开挖，垂直开挖，利用土模浇筑混凝土；基坑挖好后，随即进行锚梁及滑板的钢筋绑扎施工，浇注混凝土。混凝土的振捣采用平板振动器，振捣密实；为了防止滑板与预制框架底板相互粘连,减少首次启动顶力,需要在滑板顶面铺设隔离层，采用石蜡油剂，要求涂抹均匀，然后覆盖塑料隔离层。

（3）后背修筑

浆砌片石要严格按照规范要求的标准及设计的结构尺寸施工。片石要求大小均匀、强度满足要求、耐久性好等条件。砌筑砂浆强度为M10。

片石砌筑前要洒水湿润，然后在土基上坐浆砌筑。为保证其坚实性，砌体应分层砌筑，各层砌块应安放稳固，砌块间应砂浆饱满粘结牢固，砌缝宽度不大于4cm。

1.2箱体预制及顶进施工

（1）箱体预制施工

涵洞身结构的施工顺序：洞身底板钢筋绑扎洞身底板混凝土浇筑侧墙钢筋绑扎侧墙模板安装顶板钢筋绑扎侧墙、顶板混凝土浇筑拆除模板洞身外侧砂浆找平防水施工

箱体预制时模板采用整块拼装，局部切割的制作方式，大模板事先做出对拉螺栓孔，方木做竖肋，槽钢横肋，设计间距均为1m。混凝土采用商品混凝土，浇筑时采用汽车吊进行浇筑施工。振捣方法采用常规的混凝土施工方法。洞身结构预制施工时必须注意预埋件的预埋，确保位置准确。注意做好防水处理，保证防水施工质量。

（2）顶进施工

当涵洞身预制混凝土达到设计强度的70％后，开始顶进施工。高线下预制段采取空顶的方式进行。顶进前，需做好现场的清理工作，将路基土挖出，清理到指定位置。挖土采用小挖机挖掘，小型农用车配合运输。挖土、顶进时，机车通过线路时需按规定进行限速行驶。并注意检查架空线路有无安全隐患。

涵洞身顶推采取2台200T千斤顶。施工时在千斤顶两端垫好钢板（后背及涵洞身接触部分）；顶推过程中，保持均匀受力。顶进时，用反向千斤顶将主千斤顶的活塞拉回原位，在空档处增放顶铁，以待下次开顶。每次开顶前及交接班时检查油泵等液压系统有无故障、顶铁安装是否合格、后背变形等情况。如因某种原因而使顶进中断时，也需间歇地的顶动涵身，以防止箱身在之后的顶进阻力增大。故障一旦解除，应立即进行继续操作，保证顶进的连续性。顶进时，顶柱和后背严禁站人，以防顶柱引起崩出或后背产生意外及安全。

顶铁的安装，为保证顶柱的受压稳定，在顶柱与横梁间用螺栓栓牢，每隔8m设横梁一道，使传力较均匀及增加顶柱的横向稳定。每行顶柱与千斤顶成一直线，与后背垂直，各行长度要一致。

顶反向千斤顶将恢复到原来的位置，掌握千斤顶活塞崩落加中性铁，直到下一次的开顶。每个开放的顶部和换班之前，检查油泵和液压系统的故障，顶部安装铁是合格的，背部变形。如果出于任何原因顶的中断，也需要间歇顶端韩体，为了防止在箱体的顶部进入的阻力增大。一旦故障被解除，应继续，确保连续性顶。顶，顶柱回非停止，以防止柱的顶部造成事故和安全性的崩溃或背部。

顶铁安装，以确保在顶柱与梁的顶柱的压力稳定用螺栓固定都牢固地8米的的设置栏更均匀的电力传输，增加顶柱的横向稳定性。

1.3施工控制与纠偏

在箱涵的顶进过程中难免会出现一定的误差，这就需要在箱涵施工中严格做好施工控制。对涵洞顶进施工作业中常出现的问题，总结出了以下方法，有针对性的进行纠偏。

（1）箱身方向纠偏方法：

1、通过数据记录及分析，及时开关左右两侧千斤顶来起到纠偏作用。

2、利用左右两侧高压油泵的动力调整来实现箱身的纠偏。

3、调整后背顶柱，使箱身左右两侧有位移变化，达到纠偏目的。

4、可在前端一侧超挖，另一侧少挖土或不挖来实现在移动过程中方向的逐步调整。

5、通过在箱身前端加横向支撑来调整。

（2）纠正箱身“抬头”的方法：

当箱体脚前端超挖略低于底板时，应逐渐调整；当因挖土不够宽而抬高箱身时，可在两侧适当超挖。超挖土方量应由计算来确定，防止顶进到一定距离后又造成“扎头”。

（3）纠正“栽头”的方法：

1、要对顶进作业过程中高程变化的不断观测，在开挖时一定要控制地基面的坡度，尽可能不破坏坡面原状土，严禁超挖后再回填。2、在顶进施工过程中，应及时运出顶进切土时的坍塌土方和未运出去的土方，来减小附加重量对高程的影响。

3结语

文章通过对永煤矿区铁路车集线K4+308处涵洞顶进施工作业的流程剖析及技术探讨，总结出了一套较为成熟的大体积箱涵在铁路下方的顶进方案。这将为其他矿区铁路以及国家铁路涵洞顶进施工提供借鉴和参考。

参考文献：

[1] 陈义清.大孔径斜交框架桥顶进施工技术.[J].福建建设科技,2005

[2] 孙亚民,刘国春,靳连才等.框构桥顶进中的顶进设计及纠偏.[J].铁道建筑,2005

[3] 李明选.浅谈某框构桥顶进施工方法及措施.[J].四川建材,2008