摘要：下穿铁路干线立交工程常采用预制箱涵整体顶进技术，其最大的优点是在保证铁路线路安全运营的前提下，采用顶进设备将在工作坑内预制好的箱涵顶进铁路路基，形成下穿铁路的立交工程。文章结合沭阳县苏州西路道口平改立工程，主要研究了箱涵下穿铁路干线立交工程施工方法和关键工序，并提出了有关施工工艺和措施建议。
关键词:箱涵；下穿既有铁路；施工技术
1 工程概况
沭阳县苏州西路道口平改立工程位于沭阳火车站北侧咽喉区位置（详见图1）。箱身中轴线与新长铁路线交点里程：K50+380，中轴线与铁路线交角为46.69°。工程采用预制箱涵下穿既有铁路线，施工工艺复杂、涉铁协调难度大，对施工中防污染、噪声、振动等要求较高，文明施工及环境保护要求严格。工程场地孔隙潜水和孔隙微承压水丰富。
图1 工程位置
2 主要施工方法
工程采用线路上方架设D24型便梁加固，线路下方采用8 m+12 m+12 m+8 m 四跨箱涵整体顶进的施工方法进行，箱涵在顶进工作坑内预制而成。
2.1 工作坑降水及开挖
本工程工作坑基底位于淤泥质粉质黏土层，地质条件差，承载力低，地下含水量丰富。顶进工作坑开挖面积大，工作坑面积达到1650 m2，工作坑采用φ80 cm钻孔桩和φ60 cm高压旋喷桩制作止水帷幕。工作坑范围内采用管井结合井点进行降水。基坑外侧、基坑底设置截水沟。
工作坑布置在新长线东侧，采用明挖法施工，工作坑周围采用单排φ80cm钻孔桩进行支撑加固，并在钻孔桩外围设置φ60 cm高压旋喷桩围护加固。工作坑围护结构强度到达设计要求后进行土方开挖，开挖过程中边开挖边支护，土方一般分3层进行开挖，第1层从原地面向下3 m，第2层从原地面向下5 m，最后进行第3层的土方开挖。当开挖至距离基底30 cm时，改为人工开挖至基底标高。工作坑靠近线路一侧设1:1边坡，为保证边坡的稳定性，采用在边坡上打土钉挂网喷15 cm厚细石混凝土进行防护，并在工作坑周边布置截水沟，防止降雨或地表水侵蚀边坡。
2.2 滑板、后背梁制作
工作坑分层开挖至基底标高，地基承载力经验算符合设计要求后开始制作滑板，滑板做法：先在地基上铺设1层20 cm厚碎石垫层，然后再在垫层上铺设1层30cm厚C20混凝土面层。为了加大滑板的摩擦阻力，在滑板底部每隔2m加设1道锚梁，尺寸为30 cm×30 cm。当滑板混凝土结构强度达到技术要求后，还需在滑板上设1层底板润滑隔离层，以减小箱涵顶进时的摩擦阻力。
后背梁虽然作为临时结构，但对顶进施工成败影响极大，因此必须设置牢固可靠。由于工作坑处于交通繁忙的火车站地区，施工场地狭窄，故项目部决定采用钢筋混凝土后背梁，其最大的优点是结构整体性好，安全稳定性高。后背梁在钻孔灌注支撑围护下，墙体采用C40钢筋混凝土整体连续浇注，预制的后背梁的强度和刚度需满足设计要求，确保后背梁在最大顶力作用下，墙体不发生大的位移、变形和破碎。
2.3 箱涵主体预制
箱涵主体在工作坑内现浇预制完成。因为箱身的防水要求高，所以箱身设计采用混凝土等级采用C40、抗渗等级P8。箱体预制前，先进行工作坑基底承载力验算，如不符合要求需对地基进行加固，箱涵框架预制时先进行箱身放线定位，位置不能发生偏移，四孔箱涵主体如图2所示。箱身预制施工主要注意事项如下：
（1）钢筋绑扎前进行技术交底，严格按照设计图纸进行；
（2）箱体模板拼装时应做到拼缝严密、一致，模板表面清洁无异物；
（3）箱体混凝土浇注分2次进行，第1次浇注箱身底板及下部边墙，待底板混凝土达到设计强度，对施工缝位置进行凿毛处理且冲洗干净后，开始浇注剩余边墙及顶板，底板和顶板混凝土浇注时应分块分层进行，每层厚度控制在2～3m，并用振捣器振捣均匀。
图2箱涵主体
2.4 便梁架设
在既有铁路线下，制作盖梁A、B、C、D、E，然后将D24型便梁架设在盖梁上，便梁架设时应按规定办理线路封锁要点和限速慢行手续。纵梁安装完毕后开始安装横梁，横梁安装前预先按设计要求调整轨枕间距，腾出横梁空间，然后按照“隔六抽一”技术要求进行横梁抽换，抽换轨枕、安放横梁时应由纵梁两端向中心对称顺序进行。为防止轨道电路短路，安放横梁时需先在钢轨下垫大块绝缘橡胶板，安放横梁时应按照设计位置安放并用扣件固定。D24型便梁组装完成后，需检查并修整线路，保证线路的轨距、水平和方向。
图3 箱涵顶进方向
2.5 箱涵顶进
箱涵预制完毕后，开始安装液压顶进设备。配置10台320 t千斤顶，箱涵顶进前需对箱涵主体结构混凝土强度、线路加固情况、后背梁尺寸、现场照明、液压系统、防水层等进行验收，顶进设备和顶铁的选择需综合考虑箱涵自重、各部位尺寸及顶进长度等因素后选用。箱涵正式顶进前应先进行试顶试验，确定各项影响箱涵顶进的施工参数，试顶试验结束后开始正式顶进，箱身每前进一顶程后，切换油路使千斤顶的活塞回复到原位，如此往复顶进，直至箱身顶进至设计位置为止，箱涵顶进顺序为ABCD，顶进方向如图3所示。
图4 管井和井点布置图
2.6 线路恢复
箱体顶进就位后，立即进行箱身顶部、箱身两侧和三角区的回填。箱身顶部采用原有道砟填充并捣固，箱身两侧采用砂砾石回填，三角区回填按永久段和临时段分2类进行，永久段三角区采用地泵灌注素混凝土，临时段三角区采用级配碎石夯填。施工便梁在线路补充道砟并捣实后才能拆除，之后恢复线路。施工结束一段时间内线路仍需办理慢行，并按照45、60、80、120 km/h逐步过渡到常速。
3.面临的主要问题及措施
沭阳地处江苏东北部，海平面较低、地下水丰富等特点，工作坑降水难度大，结合本工程的特点，选择止水帷幕、管井与井点结合的降水方式（如图4）。
3.1 面临的主要问题
工程所在地的地下水位标高在5~6m之间，而工作坑的坑底标高为0.35m，工作坑原有地面标高在7.8m，这就意味着在基坑底部以上2~3m的范围有丰富的地下水，而且周围仅有一条狭窄的排水沟，并且靠近既有铁路线，对降水工作造成了很大的问题。
3.2降水措施
本工程主要采用止水帷幕、管井与井点结合的降水方式。止水帷幕采用高压旋喷桩，在工作坑周围设置φ0.6m的高压旋喷桩，间距40cm，桩长15m，形成一个闭环的止水帷幕。同时，管井布置在基坑范围外，间距10m、管深15m，采用直径50cm无砂混凝土管；基坑内设置轻型井点降水，井点间距1.2m。冠梁外侧设置截水沟，然后进行降水，水位控制在工作坑底部以下1m时，对基坑进行开挖，基坑底部四周设置排水沟，便于坑内水体的排出。为了更好地控制水位，安排专职人员每天对基坑内的水位进行测量并做好记录，同时也制作了降水专项方案和应急预案，保证工程的顺利实施。
结束语
随着城市化进程的加快，市政基础设施突飞猛进；在城市化进程中既有铁路对市政基础设施建设的影响逐渐显现，市政道路下穿或上跨既有铁路施工开始广泛进行。本文就箱涵下穿既有铁路线路顶进施工技术进行阐述。
参考文献
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论文作者:张鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
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