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摘要：随着社会交通建设的发展，公路与铁路上跨或下穿的工程也越来越多。当受地形限制时，上跨既有铁路不能实现时，为了不影响既有铁路的运营，多采用框架桥涵下穿铁路顶进法进行施工。本文主要通过山前路（T813#+ T844#）框架桥下穿兰新线顶进施工技术的分析，对顶进法施工技术进行了探讨，在明确施工技术原理的情况下，探讨施工技术的应用，为同类工程的实施和发展提供参考。
关键词：框架桥下穿铁路；顶进施工技术；控制；纠偏。
一、工程概况
兰州国际港务区的地理位置在兰州市的西固区新城镇当中，毗邻港务区的主要干道，这个区域主要开展对外的货运交通服务。
兰新铁路上下行与山前路拟建工程于K31+868.35处交叉。兰新线下穿顶进涵采用（6.5m+14m+14m+6.5m+4m）预制钢筋混凝土箱涵。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。在道路和铁路的交叉区域当中，存在着天然气中压管道，为了解决这样的问题，需要在顶进之前，对整体的燃气是用一种过渡迁改的方式，使得燃气的供给得到有效的保持。
兰新线顶进涵工程在实际的施工过程当中需要选择适合的钢梁对线路进行加固工作，结合实际的工程概况，所选择的钢梁型号主要是16m+24m+16mD型，并且按照从北向南的方向进行依次的施工操作。
主体箱涵涵长13m，顶程23m，护涵涵长31m，顶程41m。线路加固支撑桩为C30钢筋混凝土人工挖孔桩，两线间为1.5*2m方桩，桩长16m，共6根；线路外侧采用桩径1.5mC30钢筋混凝土人工挖孔桩，桩长12m，共12根。路基防护桩采用桩径1.25mC30钢筋混凝土人工挖孔桩。
二、施工流程
施工准备（工作坑开挖、滑板制作、框架预制等）——兰新线通信信号电缆顶升防护——D型钢梁线路加固（人工挖孔支撑桩——穿横梁及D16及D24钢便梁安装）——箱身顶进（记录观测数据、挖土、顶进、纠偏）——D型便梁拆除及线路恢复（线路达要求后申请恢复常速）——箱形桥附属工程施工。
三、顶进前的准备工作
1.根据现场的勘察状况，并且结合相应的技术资料和事先得到的设计规范，综合各方面的意见，制定出一个较为合理的应急预案，并且把应急预案报送有关部门进行审批。
2.框架桥顶进前谁要按照相关的手续，向兰州铁路局申请慢行点，同时还要和相关的各个单位签订在安全配合方面的协议，各个单位的支持之下，弄清光电缆的具体位置，并且提前对光电缆进行相关的位置转移，使其能够达到一个安全的领域当中。如果是挖出的光电缆，要开展及时的防护操作，并且保证得到24小时的不间断监护，确保光电缆不外露。对于不同部门的电缆，需要开展有效的隔离操作，同时要确保整体的防护工作较为合理，不留下相应的安全隐患。
3.在工程的前期当中，只要对各项资料进行检查，确保这些资料的齐全性。对于框架的主体以及支撑强度，需要达到原先的设计要求，同时需要加派相应的人员，专门对试验报告进行检查，在试验报告齐全之后，需要由经理单位进行签字。
4.完成线路的加固工作，并且结合实际的情况完成其他准备工作。
5.顶进前对顶进设备和机械设备进行检查，使设备处于最佳状态。
四、顶进法施工技术分析
对于该施工工艺而言，整体操作的原理主要是在一个正常运行的铁路的路基段一侧，进行工作基坑的开挖，然后现浇滑板和后背墙，在滑板上面预制框架桥，在既有线路得到有效的加固的前提下，把顶进设备安装进去。通过后背墙和顶进设备的反推力将框架桥推至设计位置。在这个过程当中，两个非常关键的控制之处，分别是框架桥的高程和中线的位移控制，这两个要素成了整个操作当中的关键控制之处。
五、下穿框架构桥顶进施工的关键技术
5.1布置顶进设备
顶进设备包括千斤顶、拉锚、传力柱、高压油泵、空压机，根据设计要求计算框架最大顶力为2348t，拟采用天津威力工程千斤顶有限公司生产的QYS400型千斤顶，有效顶程为25cm。计算千斤顶的台数：利用公式NkPi≥P计算出千斤顶的总台数，并配备若干台作为备用。
配备需要的千斤顶台数，一般按箱身起动推力的1.2~1.5倍设置，计算公式如下：N = Pmax/（kPi）
式中 Pmax——最大顶力（t）；
k——千斤顶效率系数，一般k=0.7；
Pi——单个千斤顶的设计顶力（t）。
本箱形桥（一孔）最大顶力Pmax=7737.2t。
计算 N = 7737.2/（0.7×400）≈28台。
框架需要布设28台。为了保证正常顶进，千斤顶配置需要考虑一定的贮备量，一般为总台数的25%左右，即7台，共需35台。
5.2顶进施工过程
顶进前，在预制好的桥身外表面均匀涂抹一层2mm厚的机油调制滑石粉膏作为润滑剂，检查调试液压顶进系统仪表、顶力传递均正常后，在统一口令指挥下，同时启动千斤顶，达到千斤顶行程后，关闭千斤顶油录控制阀和电源，记录油压、行程等数据。
顶进程序如下：
挖土及出土时，为缩短顶进时间，采用轮班作业。本工程采用机械开挖，边顶边挖的施工方法，即每开挖0.3m-0.5m时顶进一次，边顶边挖，防止土体坍塌，确保行车安全。
5.3控制与纠偏方向
在顶进的过程当中，要对相应的方向和高程进行调整。在顶进开始的操作过程当中，可以在整个框架的尾部中心位置设置一台经纬仪，通过这台仪器进行整体方向的把控。在整个操作的过程当中，需要确保经纬仪和水准仪能够进行有效的配合，对偏心、扎头和抬头的情况进行观察。除此之外，还需要合理进行滑板仰坡以及框架船头坡的设计工作。在进行框架桥预制操作的时候，需要确保滑板仰坡得到及时的预留，通过这样的操作方式，能够防止框架在顶进出滑板的时候，受到地质方面因素的影响，出现扎头的情况。根据以往的经验，如果土石将为密使，并且整体的开发操作较为恰当，那么滑板仰坡取5‰。如果所面临的土质较为松软，其中的含水量比较大，那么这个数值可以上升到8‰。在船头坡当中，通常情况下，坡度要控制在1：10当中。
在进行方向纠偏操作的过程当中，主要使用导向墩和左右千斤顶开关开启的方式来进行操作。如果需要进行扎头纠正，那么可以适当在进行桥身预制的时候就在涵体的底部前端位置作船头坡，使得承载力得到增加。如果需要对抬头进行纠正，那么在顶层操作的过程当中，需要把桥身前面的土方清理干净，同时所需要的高层也要进行合理的控制，这样可以使得抬头的现象得到有效的相处。
在整体顶进的过程当中，箱身高程的变化对于后期的效果会带来一定的影响，同时，箱身在顶进的过程当中也会带动土体出现变化，最终容易导致后面的行车安全受到一定的影响，因此需要进行认真的检查工作，及时开展相应的整修。在列车通过的过程当中，不能够进行挖土或者顶进方便的操作。如果是在进行顶进方面的操作，那么顶铁上不能够站人，同时还需要注意观察整个顶铁的受力状况，避免出现伤人方面的事故。通常情况下，在顶进的过程当中，轴线的偏移要进行合理的控制，同时也要对标高位置进行合理控制。
在桥身顶进施工的环节过程当中，在每一次顶进操作完成之后，都要及时进行中线以及高层方面的测控工作，一旦在这个过程当中，出现了中线或者高程方面的偏差现象，那么就要采取有效的措施来进行相关的偏移纠正工作。在实际操作的过程当中，可以对千斤顶顶窝的位置进行调整，同时还可以对千斤顶的个数进行调整。除了这些调整操作的方法之外，还可以对挖土的方式进行改变，充分利用两侧挖土的深度，使得整体的偏移现象得到纠正。
在进行箱身挖土操作中，可以使用人工配合机械的方式，分上下两个层来进行操作，但是在这个过程中要禁止出现超挖的情况。在挖土的时候，可以利用列车通过间隔的方式来进行操作，有列车通过的时候，要停止挖土，同时要确保人员离开整体的工作面。在发现机械设备出现故障的时候，就要避免进行顶进，同时还要立即停止挖土。
为了避免路线横移。在顶进箱体时，为了避免受路面带动而发生横移，保证行车的安全。并且我们在采取措施时还需要根据当地的实际情况。首先，我们需要参照施工要求把钢筋混凝土抗移桩设置在线路南侧。并将盖梁设置在桩顶，使得纵横梁在受力作用后可以把力传递到钢筋混凝土桩。提高稳定性。其次要拉锚固钉线路，顶进桥体时采用10吨吊链对壳体进行牵拉。最后采用顶级小滑车在桥体顶部施工，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，减少摩擦力。
5.4路基回填及线路恢复
箱身顶进后，箱身两侧采用渗水土进行回填，填料粒径小于100毫米，从箱形桥两侧同时、分层、对称、回填，回填完成后再进行注浆，箱顶按要求用A组填料（砂砾石）填至路基顶面（每层填筑后用平板振捣器进行振捣），然后用道碴回填至轨枕顶面，并进行线路捣固、补碴、捣固，至使线路道床稳定，恢复线路钢轨及护轮轨，钢轨采用鱼尾板连接，护轮轨长70米。
列车慢行放行条件：
①行列车放行：每次作业后放行列车前，必须经工务检查确认后，达到列车放行条件、方可放行列车。
②施工期间：施工期间行车速度不超过45km/h
③施工结束后：施工结束后第一列45km/h，不少于12小时，60km/h不少于24小时，后80km/h 2小时恢复常速。
六、结束语
顶进法在施工方面的时间比较短，同时整体的施工质量比较高，对于原有线路带来的影响比较少，可以在原有线路正常运转的情况下充分发挥顶进设备的作用，把事先预制完成的构筑物慢慢地顶入到路基的位置当中。这样的一种施工方法在地道桥和框架桥涵施工当中的应用十分广泛，在工程建设行业中的应用和推广价值也十分突出，能够推进工程，繁荣交通输运事业。
参考文献
[1]艾长江.框架桥下穿铁路顶进法施工技术[J].国防交通工程与技术，2013（s1）：107-108.
[2]彭斌，张恒.框架桥下穿铁路顶进法施工技术[J].建筑工程技术与设计，2015（29）.
[3]王旭.顶进施工技术在下穿铁路框架桥中的应用[J].价值工程，2016，35（25）.
论文作者:赵孟阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/11
标签：千斤顶论文; 框架论文; 操作论文; 线路论文; 过程论文; 铁路论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;