中铁一局集团有限公司广州分公司 广东广州 511492
摘要：随着社会经济的高速发展的同时，也带动着交通行业的迅速发展。既有的铁路、公路对当地生产、生活已造成了一定影响，穿越既有道路桥涵顶进施工既不影响既有道路正常通行，又可保证线下工程顺利进行，可很好地解决此类交通问题。本文根据作者施工经验，对大跨度跨铁路顶进涵施工技术进行了探讨分析。
关键词：大跨度；跨铁路顶进涵；施工技术
引言
顶进涵施工是利用既有线路侧场地预制框构桥，采用3-5-3扣轨、工字钢纵、横梁组合加固线路；后背梁、钢板桩、浆砌片石和后背填土一起提供顶进所需的反力；利用泵站控制多台顶镐同步顶进；按照顶进、开挖循环作业直至顶进至设计位置。
1 大跨度跨铁路顶进涵施工技术
1.1 施工准备
（1）顶推前，地质水文情况调查：土壤种类及物理力学性质、地下水位的高低和流量大小。
（2）被顶推铁路的地下障碍物调查：了解其用途、规格、位置、基础及使用情况，采取相应的措施。
（3）被顶推路线附近的交通状况调查：了解交通运输情况，并征得有关单位的同意，以便采取加固措施。
（4）施工地点周围环境的调查：堆土堆料地点、地面排水情况。
1.2 顶推机具设备
顶推施工机具设备的规格、型号及需要量按照框架箱涵尺寸和最大顶力而定。
顶镐数量：n≥Pmax/0.6PI
Pmax---最大顶力；
PI---单台顶镐设计顶力；
高压油泵：选用与顶镐要求油压相适应的油泵；
顶柱：采用型钢组合柱，现场加工制作；
其它配套设备：均根据现场需要调配。
1.3 开挖工作坑
1.3.1 工作坑测量与放线
（1）测设中心线：工作坑中心线与顶推箱涵的中心线一致，是顶推过程中的基准线。设置方法是在工作坑两侧钉基桩，基桩距槽边不小于1.5m，以防止塌土埋桩。
（2）设置水准基点：工作坑附近设临时水准点，坑内设备安装完毕后，在坑内两端也要设1～2个临时水准点。
1.3.2 工作坑的开挖
在需要顶推的路基南侧修建一个工作坑，工作坑是顶推箱涵的工作基地，箱涵在工作坑内进行预制。工作坑前端紧靠穿越的铁路，后端布置运土车道，坑内设有底板。箱涵需在底板上铺设润滑隔离层，然后在其上预制。
工作坑的挖深，根据箱涵基础顶面与地面的高差确定，根据桥位处地质情况确定基坑边坡。工作坑采用机械开挖、人工配合清底。靠铁路一侧的边坡，其上角距铁路钢轨不小于2.5m。坑底四周设置0.3×0.5m 的排水沟和集水井，以利施工期间排水。工作坑成型后，坑边设置安全护栏。
1.4 修筑滑板
（1）底板中心线：底板中心线要与顶推线路中心线一致。
（2）平整度：底板要有较高的平整度，以减小顶推起动时的顶力。
（3）光滑度：底板需要光滑，以减小摩阻力，可在底板浇筑后用1：3水泥砂浆压实抹光。
（4）抗滑能力：滑板混凝土采用C15，厚度为200mm左右，并加锚梁，下为100mm厚碎石垫层。
（5）仰坡：为控制箱涵在顶推过程中扎头，底板设计为前高后低的仰坡，坡度为1%左右。
（6）导向措施：为控制箱涵起动后空顶阶段的方向，在底板两边距箱涵预制位置50mm～100mm处设置混凝土方向墩，以便于导向。
（7）润滑隔离层：润滑隔离层分两部分，润滑剂和塑料薄膜。常用的润滑剂为石蜡掺机油（一般机油用量为25%，气温高时酌减），厚度为3mm左右。润滑层铺设方法是：将石蜡加热至150℃左右，再掺入机油搅拌均匀后，用扁嘴喷壶浇在滑板上预先放置的两道10号铅丝（每米一道）之间，随即用木刮板刮平，铅丝抽去后的槽痕用喷灯烤合。浇洒的石蜡面上，洒滑石粉一道，厚约1mm，然后再铺塑料薄膜一层。
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1.5 安装导轨
采用32kg/m的重钢轨，每组2根，每根长4m，安装时用道钉固定于枕木上，钉距850mm。
1.6 框架桥预制和安设刃角
在滑板上预制框架桥，先做好测量放线工作，使框架身、滑板、顶推桥位的中心线一致，然后弹线、放出涵身大样，进行预制施工，施工期间注意保护润滑隔离层。模板采用钢模板，安装前涂刷机油。支架采用扣件式钢支架。
钢筋集中制作后现场进行安装，骨架钢筋采用焊接，以保证其整体稳定。框架桥分两次浇筑，第一次浇筑至全高的2/3处，第二次全部浇筑完，第二次浇筑前要将施工接茬面处理好，将表面浮浆凿去并冲洗干净，再浇筑混凝土。钢刃角制作安装，采用16mm厚钢板现场制作安装。钢刃角与框架体连接采用预埋螺栓固定。
1.7 修筑后背
根据现场地质条件，采用板桩式后背，板桩式后背主要由打入钢轨、后背梁和后背填土三部分组成，打入钢轨为50kg/m的旧钢轨。后背地梁与工作坑滑板设计成整体，一起浇筑，并与板桩间铺以油毡隔离层，以便顶推工作完成后，拔桩工作顺利进行。
1.8 铁路加固
铁路加固施工前，必须与运营部门取得联系，确保行车安全。铁路加固采用纵横梁及扣轨方案，在线间设置挖孔桩，以增加支撑力、保证土体稳定。首先在加固范围内将混凝土轨枕抽换成木枕。将横梁插入，搭设木枕垛，放上纵梁，用U形螺栓加固。纵梁连接采用接板螺栓连接，每片梁接头相互错开1m，且避开横梁位置。铺设扣轨与横梁、木枕进行加固。挖孔桩施工，孔口要埋设2m护筒，挖出的土方随时运出线外，成孔后及时灌注，然后浇筑帽梁。
1.9 箱涵顶推力估算
在箱涵顶推时，顶上覆土较浅，荷重较轻，两侧土压力小，则顶力主要来自箱涵底部土的摩阻力，简化计算公式为：
P=μN
式中：P---顶力，KN；
μ---顶力系数，一般为1.2～1.5；
N---箱涵重力，KN。
经过顶力曲线分析，当箱涵在起动时，P较大；而当起动后的空顶阶段，其顶力则较小，以后随刃脚的入土，顶力逐渐增大，最大顶力发生在箱涵脱离底板后接近箱涵设计位置时，随后逐渐下降。
1.10 顶推设备安装、调试
1.10.1液压系统
液压系统包括：（1）动力机械—高压油泵；（2）操作机构—控制阀、调节阀；（3）执行机构—千斤顶（顶镐）；（4）辅助装置—油箱、油表、压力表等。
1.10.2 传力设备
传力设备包括：（1）顶铁—按千斤顶每次冲程更换，使箱体不断顶推；（2）活动横梁—随箱体顶推前移，并将顶力均匀地传给顶铁；（3）固定横梁—顶柱的横向连接梁，能避免其受压失稳，能使顶力均匀分布；（4）顶柱—箱体顶推远离后背时，靠顶柱传递顶力给后背。
顶镐布置：正顶均匀布置，斜顶按三角顶块布置。安装好全部液压系统，包括顶镐、油泵、油箱、油管路及配套辅助设备后，进行检查调试，使其运转正常。此外对传力设备，包括固定横梁、顶柱、顶铁、活动横梁等也要仔细检查，以满足顶推需要。
1.11 试顶与顶推
1.11.1 准备工作
做好安装顶推设备的检查验收，并对工作坑内杂物进行清理。
1.11.2 试顶
准备工作完成后，进行一次试顶，试顶压力要逐渐增加，升到一定压力后稳定3～5分钟，对设备、框架、后背梁、滑板等进行仔细检查，如一切正常，则继续加压，正式进行顶推作业。
1.11.3 挖土与运土
箱涵顶推的速度主要取决于洞内挖土和出土的速度，人工挖土分上下两层进行，即在箱涵中部设置挖土平台进行挖掘工作。挖掘的操作要求如下：每次进尺控制在200～500mm，禁止超挖。有下列情况时停止挖土：顶推至铁路线路底下，列车通过时；顶推的机械设备有故障时。运土用机动小翻斗车从洞内活动车道上将土运出。
1.11.4 顶推
当前方刃脚处挖土完成一进尺长度后，开动高压油泵，使千斤顶受液压力而产生顶力，推动箱涵前进。箱涵前进后，用反向千斤顶将主千斤顶的活塞拉回原位，在空档处增放顶铁，以待下次开镐。如此循环往复，直至箱涵就位。
2 结语
顶进施工作业时，营业线不中断行车，且安全和质量有保证。顶进施工技术加快了施工进度，节约了施工成本，保证了铁路运营安全。
参考文献
[1]铁路既有线顶进涵施工关键技术及质量控制研究[J].刘铭源.中国铁路
Chinese Railways.2011年09期
[2]铁路站场顶进涵施工技术研究[J].贾晓辉.铁道建筑技术Railway Construction Technology.2015年12期
论文作者:董锋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/17
标签：工作论文; 底板论文; 铁路论文; 中心线论文; 横梁论文; 后背论文; 滑板论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;