既有线顶进施工

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摘要:在保证铁路行车不中断的前提下，铁路既有线顶进施工是通过对既有线加固后，开挖工作坑在既有线路基一侧，浇筑滑板，设置隔离层在滑板面上，在滑板上然后修筑后背及预制钢筋混凝土框架，通过传力设备，安装顶进设备，把框架借助与后背的反作用力向前推进，当顶进一个顶程后，再挖运出土一个顶程距离，增加顶铁，对下一个顶程施工继续进行，如此循环，直至箱涵顶进就位为止，以及货物运输。既有线顶进框架桥施工工艺将以新的现代化面貌，获得更加迅速的发展。本文结合某公路下穿铁路的实际情况，对既有线顶进框架桥施工工艺进行了分析探讨。

关键词:既有线；顶进框架；施工；工艺

中图分类号：TU323.5文献标识码： A

一、引言

伴随着科学技术突飞猛进的发展，城乡建设规模不断扩大，居民生活水平蒸蒸日上，国家能源与环境保护政策的日益完善。为体现“以人为本,和谐铁路”的宗旨。不断扩大路网规模、优化路网结构和提高路网质量，逐步建成四通八达、可行性高的现代化铁路网是我国的一项基本政策。自20世纪60年代初期,我国各铁路局及市政建设单位开始采用既有线顶进框架桥施工法进行桥涵的设计与施工,以满足道路、管线与铁路的立体交叉。

对既有线路的顶进桥涵加固总抬横梁的施工，是保证和解决施工和行车安全的重要技术方法。通过选择既有线顶进桥涵的施工方法，可以有效的减少对铁路正常运行的影响，而且这种施工方法相对比较简单易行，同时又能够降低施工成本，在顶进桥涵施工中得到了广泛的应用。

由于既有线顶进框架桥施工中“顶进法”增设桥涵具有占地少,对市政交通、铁路行车干扰少,施工进度快、质量好的优点。近年来既有线顶进框架桥施工工艺如雨后春笋般在建筑行业迅猛发展。

二、既有线顶进框架桥施工工艺综述

顶进施工：就是指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 ,然后在滑板上浇筑钢筋混凝土框架及修筑后背 ,并进行线路加固 ,安装顶进设备 ,开始起动顶进。顶进主要是通过高压油泵 ,使顶镐产生顶力 ,通过传力设备 ,借助于后背的反作用力把框架向前推进 ,当顶进一个顶程后 ,再增加顶铁 ,挖运出土一个顶程距离 ,以待下一次顶进 ,如此循环 ,直至箱涵就位为止。

既有线并行地段发生干扰的桥涵工程，施工前应与运营部门联系，对既有线采取安全有效的施工防护措施。要最大限度地减小新增二线桥涵施工对既有线运营的干扰，确保既有线运营及施工安全。跨越等级公路的桥涵，施工前应和管理部门联系，做好必要的安全设施，作好施工防护等工程，保证通行，减少施工造成的干扰，确保公路交通及施工安全。跨越沿线排洪河流的桥梁，施工前要与水利主管部门联系，保证施工期间河道畅通。施工时对河堤的破坏要及时恢复，并做好对堤坝的护砌工程。施工前对施工设计图纸进行认真审核，发现问题及时与设计单位联系解决。

三、临近既有线隧道施工方法

临近既有线隧道进洞施工技术以新奥法原理为依据，通过人工配合机械开挖，减少对岩体的扰动。在进洞前完成洞口段地表处理、超前支护、锚喷钢架支护、二次衬砌受力体系转换。

1 既有线防护

⑴在武广客专既有线栅栏进行加固防护，并与铁路派出所联合制作警示牌。

⑵于进出口新建铁路安全岗亭，并设立巡视小组，日夜监控。

2 边仰坡支护

⑴隧道洞口施工的原则是避开雨季，施工前对隧道洞口边仰坡及影响洞门安全的崩坍、落石、易滑动土层等采取清除或加固措施，消除安全隐患。对于线路右侧临近既有线施工过程避免大挖大刷，保持自上至下逐段分层开挖，保持边仰坡稳定，跟进施作喷锚防护，及时施作明洞衬砌及洞门。

⑵明洞土石方开挖前做好洞外的截水天沟等排水系统，截水天沟中线距边、仰坡开挖线边缘不小于5m,且每20m设置伸缩缝一道，天沟向排水方向为顺坡，坡度不小于2‰，天沟采用临时喷护封闭。将地表水排除隧道范围，防止水流冲刷边仰坡坡面造成武广边坡坍塌危害。

⑶隧道出口段围岩地质条件较差，开挖前必须进行中线、水平复测，确保准确无误。开挖时应在洞口施工放样的线位上进行边坡及仰坡自上而下的开挖。本隧道为Ⅴ级偏压路堑式明洞，DK917+959～DK918+000起拱线上明挖，保留核心土，边墙挖井，纵向拉槽施工，先墙后拱衬砌，纵向拉槽长度不宜大于8m，然后施作防水层及回填。边、仰坡坡比为1：0.75，边墙采用开挖表层土质采用挖掘机，当深层遇到石质，采用啄木鸟型挖机钻挖后再用挖掘机开挖。边、仰坡开挖完成后，人工清理坡面浮石，并适当修正坡面，保证坡面平顺。采用锚喷（网）加固，支护参数为：锚杆采用Φ22砂浆锚杆，L-4m,间距1.5×1.5m，梅花形布置，喷射砼采用15cm厚C30网喷砼，钢筋网φ8,网格25×25cm。

3 套拱施工

采用套拱法和长管棚预支护进洞，具体作法如下：洞口开挖至起拱线，采用两榀型钢钢架紧贴仰坡放置，纵向钢筋连接，经测量检查，同隧道洞口开挖断面一致后，与仰坡锚杆焊接固定，施作超前小导管预支护，浇筑挂板混凝土固结，形成洞室轮廓。

4 超前大管棚支护

在套拱上施作管棚导向墙，每工作面三台管棚钻机分别施作管棚预支护，在前方形成保护棚圈，提前固结及加固开挖轮廓周边土体，为暗洞开挖提供预支护。

超前大管棚作为洞口浅埋加强段的辅助施工措施，通过管棚和注浆来稳固地层，防止隧道开挖爆破时造成的拱部坍塌。超前大管棚采用51根长40m型号为φ108×6mm的热轧无缝钢管，接头处采用丝扣连接，同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50%。钢管加工前端呈锥形，管壁四周钻设φ10～φ16mm的注浆孔，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部预留不小于1.1m的不钻孔止浆段。

首先施工管棚固定端的C20混凝土导向墙，截面尺寸为1m×1m，拱内设置2榀I18工字钢架，钢架外缘设φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。

待导向墙完成并养护3天后进行施钻，采用水平钻机配备φ127mm的偏心钻头进行钻孔。根据线路的设计纵坡，以－1°～2°的外插角进行钻孔，钻进时应检测钻杆的倾斜度，偏离原定方向应及时纠正，以免长管棚打入到隧道开挖轮廓线以内。钻机开孔时钻速易低，钻深20cm后转入正常钻速。钻孔完成后再用钻杆掏尽孔残渣，防止卡管。顶管作业时将钻机调准方向，低速推进钢管，在剩30cm～40cm时钻机反转退回原位，装上后一节管，人工用链钳进行钢管丝扣连接，使两节钢管在连接处连成一体。完成后用钻机推进，以此循环直至完成顶管作业。

5 后背施工

后背位于工作坑后部，是顶进施工时千斤顶的支撑面，承受顶进时的水力。后背必须具有一定的刚度，压缩变形尽量小；具有足够的强度和稳定性，不致因顶力大而坍塌。因此，必须做到安全可靠、经济合理。

后背结构设计是在最大顶力P确定后，其结构形式及尺寸主要取决于箱体的大小或后背土体的被动土压力。设计计算时，除可利用既有构筑物作为后背抗力外，一般都以后背土体的被动土压力为箱体顶进时的抗力。根据后背承受顶力的范围：每米后背所需承受的最大顶力为：F=P／L （Kn/m），被动土压力系数：Kp=tg 2(45+φ／2)，根据被动土压力计算式：(朗金土压力理论)：Ep=rH2Kp／2+2CH／Kp求得后背高度h，从而拟定后背截面。

为减轻顶进时对后背的压力，将滑板与后背连接，即用后背梁(也称地梁)来连接，这样可增加后背的抗力，尤其是当滑板用旧钢轨或设计成钢筋混凝土结构时，滑板可承受较大之拉力。在后背抗力不足时，可在滑板上堆土压重， 使地梁上的顶力除由后背抵抗外，一部分由滑板上堆土所产生的摩阻力来抵抗。

四、结论

既有线顶进框架桥施工工艺过程中，顶进法已成为铁路既有线平改立、增加公路下穿式立交通道一种主要的施工工艺，并被逐步推广应用。总而言之在施工过程中施工单位务必严格注重施工工序，在施工过程中加强顶进的过程监测和控制，及时采取措施纠正扎头现象，保证在顶进过程中不出现扎头现象，将一个合格的产品交给业主，这样才可以赢得更大的市场，也更是为我们的既有线框架桥施工工艺锦添花。

参考文献：

[1]翟长青. 浅析单侧顶进框架桥涵栽头原因及防纠措施[J]. 山西建筑,2010,(17).

[2]唐文阁,李勤良. 框架桥涵顶进施工技术简介[J]. 四川建筑,2008,(2).