（中铁四局第一工程有限公司 安徽 合肥 230000）
【摘 要】本文以集通铁路林东站旅客地道顶进为实例，重点描述了地道顶进施工方案，同时对顶进过程中地道中线及水平高程的偏移提出了相应的预防和处理措施。
【关键词】顶进；施工方案；纠偏措施
【中图分类号】TU248.1 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）04-0073-03
1.工程概况
林东站位于内蒙古自治区赤峰市巴林左旗林东镇，集通铁路自西向东从林东镇北面穿过，车站在原既有站位进行复线改造，既有林东站为直线站，设到发线（含正线）5条、货物线2条、牵出线2条、专用线接轨6条。设基本站台1座。到发线有效长850m，分别为：（3）、（4）、（5）道，其中（Ⅰ）、（Ⅱ）道为既有正线。改造后车站为曲线站，设正线2条，到发线5条，到发线有效长度为1050m。新建中间站台1座，长×宽×高为500m×9m×1.25m；原基本站台改为高站台，改建后基本站台为500m×6m×1.25m；同时新建旅客地道一座，旅客地道为1～8m，净高2.6m，总长度为37.725米，地道身长度为27.365米，与新建线路复线方向夹角为90°。
2.顶进施工方案
林东站旅客地道是林东站站场改造施工的重要部分，下穿既有Ⅰ、Ⅱ、3、4线路，受场地条件限制，采取一次架设四孔24mD便梁，进行整体顶进。地道框构主体两侧采取1:0.58放坡开挖顶进，出入口梯道受周边建筑物和线路的影响，采取挖孔桩进行防护，其余不受影响的采取放坡开挖。地道顶进就位后，进行两侧台背回填及注浆，涵顶回填道砟捣固密实，最后拆除架空设备及恢复线路。
2.1 支撑桩及防护桩施工
支撑桩及基坑防护桩采用人工挖孔法进行施工。其中支撑桩共14根，基坑防护桩共64根，桩长14m。在营业线上进行挖孔桩作业，需要慢行点施工，进行挖孔桩施工时提前通知相关设备管理单位，并做好防护。挖孔桩设锁口护壁，护壁高出原地面30cm，用来防止道砟等杂物滚入孔内。待锁口砼强度达到80%以上时，方可开始井下挖土。挖土采用边挖边护的方法，每节开挖深度为0.8～1.0m，护壁主筋采用Φ12@200，箍筋采用φ8@200，C30混凝土，壁厚10cm。每节开挖要在上节护壁砼终凝后进行。井内出土采用绞车（人工卷扬机），绞车设双保险装置。钢筋笼在加工厂加工成半成品（每节长度为7m），运输到现场，人工将钢筋放入桩内绑扎及焊接。桩身混凝土为C20，采用地泵灌注，在挖孔桩附近支一台地泵，用罐车将砼送至工地，经地泵、串筒送至孔内，浇筑混凝土时，相邻10m范围内的挖孔桩停止作业，地泵泵管穿越线路时采用橡胶套管进行防护。
2.2 锚杆施工
当工作坑开挖至原地面以下2.5m及5m位置时每两根孔桩之间竖向需打入两道锚杆。锚杆长度分别为7m和6m。倾斜角度为15度。锚杆采用HRB400Φ25钢筋。锚固体采用M20砂浆。首先采用锚杆钻机根据事先标示的孔位标记钻孔，随后将锚杆放入孔中，为确保锚杆处于孔中心，锚杆上每隔1.0～2.0m设置一个定中架。安装完成后采用砂浆泵按1.1-1.3的充盈系数由孔底开始注浆，直至浆液充满锚固孔。最后当锚固体强度大于15Mpa时按1.1-1.2设计轴向拉力值对锚杆进行张拉卸荷锁定。
2.3 基坑开挖
基坑采用人工配合机械开挖，开挖后的基坑底面四周设置30×30cm的排水沟，并于涵洞面向大里程左上角设置一处集水井，集水井为50×50cm，深度为50cm。根据开挖线外侧1m处四周设置50×50cm的挡水坎，同时在挡水坎外侧边缘安装钢管临边防护，高度为1.2m。
2.4 滑板施工
滑板采用强度等级C20混凝土，厚度20cm，为增加抗滑力，在滑板下每2米设一道地锚梁，锚梁高度为35cm、宽度为40cm、长度同滑板的宽度。滑板混凝土振捣密实，表面平整度在2米范围内高差不超过3mm，施工时采用方格网控制：用16的圆钢支撑在滑板内，分成2×2m的方格网，浇筑混凝土按照控制面进行找平，待混凝土初凝后，顶面用厚度不大于2cm的M10水泥砂浆抹平压实。待底板干燥后，浇一层石蜡油，厚度为5mm。铺设方法：将石蜡加热至150摄氏度左右，在掺入机油搅拌均与后，用扁嘴喷壶浇洒，沿滑板长度方向每米挂一道铁丝，作为石蜡厚度的浇洒标准，每浇完一格，用刨光的模板刮平，铁丝拆除后的槽痕用喷灯烤熔整平，石蜡油凝固后，撒一层1mm厚的滑石粉，然后铺一层2mm厚的塑料纸，再在上面浇一层石蜡油，厚度为5mm。
2.5 后背墙施工
后背墙是顶进中抗衡顶进反力的临时建筑物，应具备足够的强度、刚度和稳定性，并便于拆除。后背墙由分配梁（C30钢筋砼、厚1米）、后背墙（梯形M10浆砌片石）及墙后填土组成，墙高5.8m，厚7.7m，埋入土中4.2m深，宽度比地道涵身两侧各增加1m。浆砌片石砌筑时应采用挤浆法分层分段砌筑。用于砌筑的片石强度等级应不小于MU30，砂浆强度等级不小于设计的M10强度等级。砌筑完成应覆盖洒水养生并养护不少于7天。
2.6 架空线路
线路架空施工顺序：3→4→Ⅰ→Ⅱ。首先做好架空前的准备工作，例如支撑桩顶高程控制及D24m便梁的位置标示、提前一天下达慢行点施工计划，进行既有混凝土枕木间距调整、拆除多余的混凝土枕木及穿横梁钢枕及D24m便梁的装卸等。待天窗点一到，立即进行D便梁与钢枕之间的安装连接。
其中：P-最大顶力，kN；
N1-桥涵顶上荷载，kN；由于对既有线路采用架空顶进，所以N1=0；
μ1-桥涵顶面与其上荷载的摩擦系数，由试验确定，由于N1=0，故此项无需确定；
N2-桥涵结构自重，kN；旅客地道顶进全长为35.69m，混凝土518.43m3，钢筋混凝土容重取26KN/ m3，桥涵结构自重为13479KN。
μ2-框架底板与基底土的摩擦系数，由试验确定，无试验资料时，视基底土的性质可采用0.7～0.8；取f2＝0.8；
E-结构两侧土压力(kN)。因本桥顶进为放坡开挖顶进，故E=0。
μ3-侧面摩擦系数，由试验确定，无试验资料时，视基底土的性质可采用0.7～0.8；因E=0，故此项无需确定；
R-土壤对钢刃角正面的单位面积阻力，由试验确定，无试验资料时视刃角构造、挖土方法、土的性质对细粒土为500～550kPa，对粗粒土为1500～1700kPa；kN/m2。，因本地道顶进无钢刃角，故无需确定。
A-钢刃角正面积，m2。因本地道顶进无钢刃角，故取值0.
K-系数，应采用K=1.2。
故总顶力P=1.2×13479×0.8=12939KN，框架桥的顶进设备采用油压千斤顶，千斤顶的配置台数按照以下公式计算可得，其计算公式如下式所示：
N=P/KN
式中： N-需用的千斤顶台数； P-最大计算顶力（kN），根据上述计算取12939KN；K-千斤顶效率系数，取0.7；T-每台千斤顶的额定推力（kN）,拟选用500t千斤顶，取5000KN。
通过计算可知，需配置500t千斤顶4台（另外需备用1台，共5台）。千斤顶布置从涵身两边往中间摆放，间距为0.85m，为防止千斤顶对地道混凝土挤压破坏，将千斤顶顶于钢板托盘上，随地道顶进前进而移动。
试顶过程中顶力不宜过大（约为0.1倍结构自重），顶紧后应暂停加压，检查顶进设备、后背和各部位，无异常时可分级加压试顶使顶镐同步逐渐加压，每次升压后稳定5分钟进行检查，无异常现象后再开泵，直至涵身起动。
顶进过程中按照涵身每侧超挖20cm的宽度、2m米左右的挖土进尺进行顶进，开挖面在涵身两侧放坡开挖，顶进前方开挖面为1:0.58的坡比。当顶出滑板三分之一后，滑板前端土壤压缩，此时为保证地道的位置正确，每顶进一镐就观测地道身中线和水平高程一次。如发现偏差应及时通知顶进指挥人员采取措施。
在顶进过程中若地道出现左右偏差，可通过增加一侧千斤顶的顶力或者增加后背顶铁来调整，还可以通过一侧超挖一侧欠挖的方式来调整；若顶进过程中地道出现抬头现象，如果偏差不大,应采取超挖底板土方的办法,但应注意防止超挖过量造成扎头，如果偏差较大,而且接近设计位置时,可采用掏挖底板下土方的办法,挖空后靠自重自然下沉或前端压重、后端向上支顶的办法,使前端下沉至设计标高；为防止顶进过程中地道出现“扎头”现象，首先应及时运出顶进切土时的坍塌土方和未运出去的土方,机械作业完毕后及时退出涵内，若已出现“扎头”现象，可通过吃土顶进（挖土时，开挖面基底保持地道底面以上8~10cm，利用船头坡将高出的土壤压入涵底来纠正“扎头”）或换填20~30cm厚的卵石或片石等方法加固地基的方式来处理。
地道一经吃土，应加快组织挖土出土速度，保持地道不断顶进，如由于某种原因迫使暂时停止地道顶进时，亦应间续地顶动涵身，以防止涵身阻力增大。
在顶进期间若发现既有路基坍塌或沉降，及时采用碎石进行回填，等地道就位后及时进行压浆处理。
2.9 基坑回填及注浆加固
涵洞混凝土强度达100%后，进行两侧台背回填，回填时对称水平分层填筑，分层夯实。采用设计材料进行回填至原地面，分层厚度为20cm。为防止路基沉降，对新回填的路基及开挖暴漏的路基进行压浆处理。
2.10 拆除架空设备及恢复线路
因天窗期时间短但工程量大，施工任务重，为确保施工项目完成及行车安全，提前4小时进入现场对已拆除的枕木摆放在恢复线路位置。进行抽换轨枕时先在旅客地道桥顶面铺设一层10～20cm底，横梁抽出后上道碴至设计高度并采用人工小型捣固机进行捣固，每次捣固时间以保证道碴密实为准。按线路维修要求达到标准后会同工务部门验收，合格签证后恢复正常运行。
3.结束语
顶进法已成为铁路既有线平改立、增加公路下穿式立交通道一种主要的施工工艺，并被广泛推广应用，但是在施工过程中应对施工顺序及每个施工环节进行详细的研究分析，并在施工过程中加强顶进的过程监测和控制。
参考文献
[1]张全.旅客地道顶进施工方法[J].科技信息.2012(9):191-191.
[2]谷成岳.关于旅客地道施工工艺的探究[J].科技研究,2014：103-104.
[3]刘岩峰.旅客地道顶进施工案例分析[J].建筑知识:学术刊2015:156-156.
[4]铁道部.铁路桥涵工程施工安全技术规范（TB10303-2009）北京.中国铁道出版社.
论文作者:李振奎
论文发表刊物:《建筑知识》2017年4期
论文发表时间:2017/6/16
标签：地道论文; 千斤顶论文; 混凝土论文; 旅客论文; 滑板论文; 基坑论文; 线路论文; 《建筑知识》2017年4期论文;