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下穿铁路框架箱涵顶进施工技术应用

范文

林宇

摘要：在下穿既有铁路的工程施工项目中，框架箱涵顶进施工技术发挥着重要的作用。特别是现在交通运输业迅速发展，很多增建或者是新建道路施工都需要采用顶进施工技术。基于此，本文以应用顶进施工技术下穿某繁忙干线铁路为例，首先简单的介绍一下该工程概况，随后给出其施工前的准备，最后重点介绍下穿铁路框架箱涵顶进施工技术。以此仅供相关人士进行交流与参考。

关键词：下穿铁路;框架箱涵;顶进施工;技术应用

Abstract： In the construction project under the existing railway， the jacking construction technology of frame box culvert plays an important role. Especially now that the transportation industry is developing rapidly， many additional or new road constructions require jacking construction technology. Based on this， this article takes the application of jacking construction technology under a busy trunk railway as an example， first briefly introduces the project overview， then gives the preparations before construction， and finally focuses on the jacking construction technology under the railway frame box . It is for communication and reference only for relevant persons.

Key words： underpass railway;frame box culvert;jacking construction;technology application

0? 引言

隨着我国交通运输业的不断进步与发展，我国的铁路和道路施工经常要在原有基础上进行一些新的工程建设。通常采用下穿铁路框架箱涵顶进施工来实现新的工程改造，该施工技术能够很好的实现对既有铁路的加固，不影响铁路的运营安全，又能确保下穿铁路新建道路的顺利实施。

1? 工程概况

兰州国际港务区山前路项目下穿兰新铁路顶进框架箱涵工程采用（6.5m+12.5m+12.5m+6.5m）预制钢筋混凝土箱涵，其中人行道箱涵净宽6.5m，净高6.3m;行车道箱涵净宽14.0m，净高6.0m;箱涵涵长13.0m，顶程23.0m。采用16m+24m+16mD型钢梁对线路进行加固，由北向南依次液压顶推预制箱涵的施工方法。

其施工流程为：施工准备→工作坑开挖（滑板制作、箱涵预制）→人工挖孔支撑桩→D型钢梁线路加固（穿横梁、安装D16、D24钢便梁）→箱身顶进（记录观测数据、挖土、顶进、纠偏）→D型便梁拆除→恢复线路，施工完成。

2? 施工准备

2.1 工作坑开挖

工作坑是进行框架箱涵预制和箱身顶进的工作场地，因此需要在施工前开挖好工作坑，为接下来的箱身顶进施工做好基础。该铁路线路包括上行线和下行线两条线路，两条线路之间采用6根人工挖孔桩（C30钢筋混凝土方桩），每个桩长16m，线路两侧采用12根人工挖孔桩（C30钢筋混凝土圆桩），每个桩长10m，在孔桩开挖期间需要用木板支撑对孔桩进行支护，同时要做到多次加固（每挖深1m加固1次），成孔后立即灌注的要求。

2.2 滑板制作和框架预制（见图1）

工作坑开挖完成后，需要进行滑板制作和框架箱涵预制工作。滑板一般是设置在框构底板下方，包括后背梁分离式和后背梁整体式。在设置过程中要根据工作坑不同的地质设定不同高度的滑板，从而能够更好的防止箱身顶进过程中出现滑动的状况。框架预制最主要的两个方面就是定位测量和润滑处理。首先需要在工作坑的底板做好定位测量工作，其次要在滑板和刃角处做好防滑处理[1]。

3? 下穿铁路框架箱涵顶进施工技术

3.1 D型钢梁线路加固

3.1.1 架梁前的准备工作

架梁前的准备工作主要包括两点：保证各个架梁部位连接稳固以及提前测量挖孔桩的标高。对于第一点，首先要对螺栓、横梁以及牛腿等连接部位进行仔细检查，保证其连接的稳定性，其次将钢梁进行预拼装并做好保养，从而确保钢梁各部位连接稳固。对于第二点，在提前测量挖孔桩的标高时，要调平桩顶面铺设的木板，并保持相邻挖孔桩的标高高度相差在0.1cm之内。

3.1.2 穿横梁和纵梁架设施工工艺

为了能够更好的固定横梁位置，需要在穿横梁施工之前将轨枕中心位置、横梁架设位置、轨枕移动位置、横梁中心位置用不同颜色的油漆标出。上行线和下行线穿横梁统计见表1。

D型纵梁需要在天窗内完成架设，架设之前首先要封闭该铁路干线的上下行线，同时将供电臂停电。箱身的顶进顺序按照由东向西以及先车行道后人行道的顺序进行。

3.2 箱涵顶进施工技术

3.2.1 液压顶进设备

顶进设备包括千斤顶、拉锚、传力柱、高压油泵、空压机，根据设计要求计算该项目框架箱涵最大顶力为7737.2t，此次工程采用的千斤顶的有效顶程为25cm。利用N=Pmax/（kPi）公式来计算该顶进施工需要的千斤顶台数。其中各个字母代表的意义如下：

①N：千斤顶的台数;

②Pmax：最大顶力（t）;

③k：千斤顶的效率系数，一般为常数，常取0.7;

④Pi：单个千斤顶的设计顶力（t）。

利用上式计算可得N=7737.2/（0.7×400）≈28台，因此该施工需布设28台千斤顶。

3.2.2 顶进施工技术

箱涵顶进开始之前，首先要在箱身表面涂一层润滑剂，以便能夠更好的进行顶进工作，通常采用机油调制滑石粉作为箱身润滑剂，涂抹过程中还要保证涂抹厚度超过2mm。其次要对千斤顶的液压顶进系统、顶力传递系统以及各个设备进行检测，等各个部位监测显示正常后才能够同时启动千斤顶进行顶进工作，并做好油压和顶进数据的记录。详细的顶进程序见图2。

在进行箱身顶进施工工艺时，要特别注意框架的轴线方向以及高程中线的纠偏，一旦箱身前段开始吃土，需不断提高挖土出土的速度，从而保证箱身能够保持连续顶进的状态，这样可以大大减少顶进重新启动的动力。同时为了保障顶进施工安全，采用边开挖边顶进的施工方案，一般是开挖至0.4m左右时立即顶进，随后再次开挖，并始终控制开挖坡度保持在1∶0.9-1∶1.1之间。施工时，箱身在顶进过程中每顶进4m，在传力柱的顶端设置一道分配横梁，并按设计要求相互扣紧，以保证传力柱的横向稳定性。如果是后背梁和箱底板接触的横梁顶铁要特别注意是否有间隙，如果有要立刻用合适的薄铁板砌紧，并用合适的稀砂浆进行填灌。根据顶进的距离不定时的更换不同规格的顶柱或是顶铁，但是在更换过程中必须保证顶铁的方向与横梁垂直，同时与顶桥轴线保持一致，整体看上去就是千斤顶与顶铁长度一致且成一条直线。顶进过程中，要随时利用经纬仪和水准仪来观测并调整顶进方向和高程，经纬仪架设在框架尾端中心位置，BM高程控制点则在框架尾端和顶端各设一处，以便更好地对偏心、扎头抬头现象进行观测[2]。

3.3 D型便梁拆除

3.3.1 纵梁拆除

因为D型纵梁是在“天窗点”内完成架设的，因此拆除工作也是在“天窗点”内进行。拆除之前，要封闭该铁路干线的上、下行线，同时将供电臂停电。线间纵梁拆除完成后要立即用道渣和渗水土进行回填，同时调整线路轨距和高差。

3.3.2 横梁拆除

横梁按照从两侧到中间的顺序拆除，拆除横梁的同时就要用钢筋混凝土桥枕进行更换，并按照规定要求及时进行回填与捣实。在加固设施拆除完毕后进行D型便梁的拆除，拆除过程要保证安全第一的原则，一旦发现拆除工作威胁到行车安全时要立即停止拆除，及时找出原因并解决[3]。当D型便梁全部拆除完成后要按照维修标准进行全面养护，及时补充道砟，拨正方向。

4? 结束语

总而言之，随着社会生活的不断发展，我国的铁路和道路施工经常要在原有基础上进行一些新的工程建设，下穿铁路框架涵顶进施工技术以其施工时间短、施工质量高等特点在这些工程中发挥着重要的作用。因此本文以某铁路干线为例，对其顶进框架涵施工工艺从施工前准备、D型钢梁线路加固、箱身顶进施工技术以及D型便梁拆除进行了详细的介绍。希望能为同类型的顶进框架涵施工带来一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]彭彤，郑明新.基于弹性薄板理论的下穿铁路框架涵顶板受力分析[J].华东交通大学学报，2019（4）.

[2]吴文华.现浇门桩结构在铁路既有线顶进涵施工中的运用[J].科技创新导报，2018（8）.

[3]彭帅.铁路桥涵顶进施工中技术要点探析[J].建材与装饰，2018（8）.

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