摘要：在箱涵的顶进施工中，由于其受到地质条件的影响和铁路正常运营的制约，因此对其施工关键技术控制的要求就比较高。而当箱涵顶进施工中其周围土体由于开挖卸载加上列车通过的荷载一同作用在其上时，会对箱涵和路基产生不同程度的影响。为了对箱涵顶进施工中的关键技术有更好的控制，对箱涵顶进就位后箱涵本身和铁路路基的影响有充分的了解，因此对箱涵顶进施工关键技术和箱涵就位后的稳定性研究具有重要的现实意义。
关键词：铁路立交桥；箱涵顶进；技术稳定性
为推进城镇化建设，提高公路等交通工具的运行效率，改善公铁平交路口的不安全状态，不中断交通的上跨或下穿铁路的立交结构形式便应运而生。上跨铁路立交即在既有铁路上方跨越的高架公路立交，下穿铁路立交桥即在既有线下方穿越的桥涵；上跨与下穿铁路立交桥结构均为城市平改立交通道口的主要形式，但下穿铁路立交桥结构与上跨铁路立交桥相比有着其显著的优势。
1 工程概况
陇海线K712+684处位于洛阳市新安县境内，该工程所在位置铁路将村庄分隔，铁路东北侧和西南侧均有房屋，出村的路在铁路下行线南侧，村民的农田大多数在铁路上行侧以东，该处原有一处平交道口，陇海铁路提速改造后，对线路两侧进行全线封闭，但附近没有供村民通行的涵洞。为满足村民耕种及通行需要，保证铁路的行车安全和通行车辆、行人的人身安全，需在附近修建供车辆及行人通过的下穿式框架涵，下穿框架涵规模为4.0*5.0m，框架涵与陇海铁路正交，垂直线路方向长度为14.2m。
2 框架箱涵顶进施工技术
顶进法施工的主要步骤为：首先在需要顶进的一侧进行基坑施工，基坑开挖到位后在基坑底部制做一滑板，滑板施工完成后在滑板上预制框架箱涵；其次在框架箱涵顶进端设置后背结构，待后背完成后在后背与框架箱涵间安设千斤顶，在进行后背与千斤顶施工的同时应对线路采取加固处理；待所有顶进前准备工作完成后，开动千斤顶，对框架箱涵进行试顶；试顶合格后，依次加设顶铁将框架箱涵顶进就位，最后拆除线路加固措施，恢复线路。
2.1 基坑施工
1、根据现场条件，在上行线北侧预制框架涵。开挖基坑时按照《郑州铁路局铁路营业线施工安全管理实施细则》提报邻近营业线施工监督计划，施工时必要时须有供电、通信、电务等相关单位的监护人员到现场监护，绝对不许挖伤、挖断电缆。2、基坑开挖土方时，基坑四周设昼夜醒目标志及行人隔离设施，防止行人车辆坠入基坑内，造成人身伤亡事故。3、开挖工作坑时，根据线路平面、现场地形条件以及施工需要，遵守有关规范规定，尽量减少挖土数量，缩短顶进长度。4、工作坑位置按照设计文件要求正确设置。5、工作坑的尺寸根据框架防护涵结构尺寸确定，在框架防护涵底板前预留适当的距离，确保试顶顺利进行。在框架防护涵底板后部预留适当的距离，布置后背梁及顶进设备。桥身两侧根据结构高度、模板支搭方法、排水方法等情况预留适当宽度。
2.2 滑板施工
基坑开挖好后，尽早灌注滑板混凝土，同时按设计图设置地锚梁和导向墩。滑板采用C25钢筋混凝土浇注而成，滑板顶面做成平坡。砼表面平整，干燥后按设计要求制作隔离润滑层。
2.3 框架箱涵预制施工
1）模板工程
模板具有足够的强度、刚度、稳定性，支撑牢固。立钢模时注意直顺平整，不得出现鼓肚，错茬现象，每次使用模板前修整完好。特别是模板的几何尺寸、模板牢固以及美观程度，并设专人在混凝土灌筑时经常检查模板、钢筋和保护层的尺寸，确保其位置正确不发生变形，做到不跑模、不漏浆、不错位，使工程质量达到内实外美。
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2）钢筋工程
钢筋工程作为框架箱涵结构工程中一个重要的分项工程，其自身及加工质量对钢筋混凝土结构的质量起着决定性的作用。因钢筋又作为隐蔽工程存在于混凝土结构中，所以当混凝土浇筑完毕后，其质量很难再进行检查，故从材料进场到制作安装，从整体质量到各个节点，都应该进行严格的控制，以确保结构的质量。
3）混凝土工程
①采用商品混凝土，事先检查供方的有关技术资料(水泥品种、强度等级及每立方混凝土中的水泥用量；骨料的种类和规格；外加剂、掺合料的品种及掺量；混凝土配合比，标准试件强度和塌落度等)，选择有生产许可证、生产资质及信誉好的商品混凝土厂家。②施工中，严格控制混凝土坍落度。商品混凝土到达工地后，在工地进行坍落度检查和现场制做混凝土试验块，混凝土实测坍落度与要求坍落度之间的允许偏差为±30mm。混凝土振捣密实，以混凝土不再下沉，表面开始泛浆，不出现气泡为止。③混凝土接缝处进行凿毛处理，并将杂物清理干净，灌注时先铺一层砂浆以保证其连接质量。混凝土的捣固要均匀密实，以确保其质量。
2.4 后背结构
本工程中后背结构采用后背桩+后背梁的形式。后背桩为钢筋混凝土桩，首先作为基坑开挖的支护结构，其次在顶进过程中又起到后背的作用，在此重复使用的过程大大节约了工程的时间成本和经济成本；后背梁主要起到将顶进时产生的顶力均匀分散到后背桩上；后背梁为矩形结构，后背梁在滑板施工完成后进行施工，待其强度达到设计要求后，才可进行箱体的顶进施工。
2.5 箱涵顶进
箱涵在顶进施工的过程中由于其自身重量很大，所以在施工的过程中难免会出现一些偏差。为了减少这些偏差且能够在顶进就位的时刻能够保持箱涵的位置在规范的范围内，就必须在施工中对箱涵的位置进行精确的测量和及早的纠正，“做到勤顶，勤观测，较小顶程”。（a）在顶进作业的过程中箱涵前方土体的开挖作业应同顶进作业交替循环进行。（b）顶进中，每顶进一镐后，应收回千斤顶，然后添加小顶铁，带顶进长度达到一定长度后，及时将顶铁更换为长顶管，顶镐必须行程一致，保持同一种顶力，顶镐及施顶方向必须与桥轴线一致布置。
3 稳定性分析
本文在工程的数值模拟过程中只采取了摩尔-库伦一种本构模型，但当采用GTS/MIDAS有限元分析软件采用这种模型对顶进施工模拟的合理性尚存在一定的不足之处。因此，还可以在模拟的过程中采取不同的本构模型进行模拟，对模拟的结果经过对比分析，选取与实际的工程状况最契合的本构模型。根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB10002.4-2002》可知弯曲受压及偏心受压构件C35混凝土的最大容许压应力[σb]=11.8mpa，剪应力最大容许值为[τc]=1.25mpa。综上分析，箱涵混凝土的最大压应力值和最大剪应力值都在最大容许值范围内，所以箱涵在顶进就位后其自身的结构是稳定的。
综上所述，本文对下穿铁路立交桥顶进施工的主要施工方法、施工顺序及施工的注意事项，箱涵顶进就位在受铁路荷载的作用情况下铁路路基的最大位移处位于箱涵的中间位置，在未来铁路荷载反复的作用下，此位置的路基沉降和箱涵发生破损的概率较大，因此对于未来箱涵与线路的重点养护位置提供了参考。
参考文献
[1]李小林.下穿铁路斜交箱涵顶进施工技术[J].上海铁道科技,2009,03: 85-87.
[2]胡瑞灵.箱涵下穿铁路顶进施工技术[J].中国市政工程,2011,02:44- 46+90-91.
[3]王传磊.下穿铁路既有线箱涵顶进施工关键技术[J].山西建筑,2015,09: 173-175.
论文作者:邵志华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/7
标签：铁路论文; 混凝土论文; 后背论文; 基坑论文; 框架论文; 结构论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第19期论文;