鐵路運營線m正交頂進涵施工工法

鐵路運營線1-7.0m正交頂進涵施工工法1前言實現(xiàn)鐵路提速后,在既有鐵路線下修建小橋涵對保證鐵路行車安全要求越來越嚴格,困難也愈來愈大。但是城鄉(xiāng)道路交通的迅猛發(fā)展又要求修建更多的與鐵路交叉的箱涵，因此在鐵路線下如何增建小橋涵已成為具有社會效益高、工程風險大、技術(shù)工藝難等特點的新課題。本1-7.0m頂進框架涵穿越既有線四股道，線間距為5.0m，=1\*ROMANI道軌底標高為9.321m,=2\*ROMANII道軌底標高為9.285m,3道軌底標高為9.069m，4道軌底標高為9.031m。列車慢行最底限制速度為45km/h,慢行速度較高，每晝夜通過列車120對。在施工過程中，本涵頂進采用了一次頂入法施工。我們結(jié)合該頂進框架涵的施工實踐，對上述課題進行了一次有益的探討，歸納后形成本工法。2工法特點頂進施工法與便橋法及其他方法在鐵路運營線下增建小橋涵相比有以下特點。2.1不必中斷行車即能完成建橋作業(yè)。2.2施工過程中臨時占地少。2.3因采用框架結(jié)構(gòu)建筑高度底，改善了公路引道的坡度而且結(jié)構(gòu)輕巧美觀。2.4封閉形框架有很大的承壓面能適應不良地基，在軟土、流砂層上也不必另行處理即可修建。2.5框架結(jié)構(gòu)整體性好，其抗震性能優(yōu)于其他類型橋梁。3適用范圍本工法適用于運營鐵路既有線7.0m以下跨徑40m以內(nèi)頂程的正交頂進涵施工。4工藝原理先在鐵路一側(cè)根據(jù)框架尺寸，開挖一工作坑，經(jīng)整平夯實后澆筑20cm厚C20鋼筋混凝土滑板，為了防止箱體起動時帶走滑板，在滑板下設(shè)置地錨梁。因箱體重心離開滑板易扎頭，滑板預留0.5～1‰上坡，表面需整平抹光，經(jīng)潤滑處理后上鋪設(shè)隔離層。支立模板，綁扎鋼筋，澆筑箱體混凝土。在箱體后端不遠處修建后背,堆置反壓土，并澆筑鋼筋混凝土后背梁，其作用是將頂力均勻傳遞給后背。安裝好頂進設(shè)備，即千斤頂組，與此同時對鐵路線路進行加固以保證行車安全，然后開頂起動直到箱體前端刃角切土停止頂進，進行挖土作業(yè)，達到一個頂程時繼續(xù)頂進，如此循環(huán)作業(yè)，直到箱體穿越鐵路到達設(shè)計位置。圖4-1框架涵頂進示意圖5工藝流程及操作要點施工工藝流程見下圖5-1?？蚣茴A制框架預制滑板施作后背修筑施工準備工作坑開挖場地布置線路加固防護傳力設(shè)備安裝液壓系統(tǒng)安裝頂進設(shè)備調(diào)試、試頂線路安全檢查申請列車限速系統(tǒng)安全檢查啟動頂進觀測裝置設(shè)置測量中線水平頂鐵調(diào)整土方開挖土方運棄車道加長循環(huán)頂進框架就位記錄量測結(jié)果附屬工程施工恢復線路、取消慢行限速竣工驗交圖5-1頂進涵施工工藝流程圖5.1工作坑開挖根據(jù)設(shè)計要求測設(shè)框架涵中心線，工作坑選址盡可能接近鐵路路基，減少空頂距離。工作坑尺寸計算綜合考慮后背梁結(jié)構(gòu)尺寸，后背梁與框架涵尾墻之間有頂進設(shè)備安裝空間，預制箱體施工作業(yè)空間，根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況考慮放坡開挖的坡度。開挖工作坑時要控制好標高和平面尺寸，機械開挖預留10～20cm，然后采用人工開挖，開挖完成后整平夯實，做好排水溝及降水井，將地下水位降至滑板以下0.5～1.0m。5.2滑板制作開挖地錨梁基坑，綁扎錨梁與滑板鋼筋，支立模板，進行混凝土澆筑。施工時要保證底板中心線與框架涵設(shè)計中心線一致。底板頂面的平整度要求：2m尺量小于5mm。施工時可采用方格網(wǎng)法控制高程，在澆筑底板混凝土時，用直徑16mm的鋼筋頭埋入混凝土內(nèi)，分成2.5m方格網(wǎng)，控制高程，按點找平?；屙斆嬖O(shè)0.5～1‰的仰坡。埋設(shè)方向墩，方向墩高出底板約0.4m，采用廢舊P50鋼軌，方向墩與箱體間留7cm的空隙，以便導向。同時，在澆筑滑板混凝土前，注意預埋錨栓，以便框架橋主體立模加固用。5.3潤滑隔離層施工滑板混凝土頂面干燥后，施工隔離層，隔離層采用滑石粉、塑料薄膜、油氈三重隔離，最上層油氈接縫處壓縫0.1m，加熱粘接并使接茬口朝路基方向。5.4箱體預制5.4.1箱體預制的施工程序：在滑板上進行箱體底板隔離層的處理→綁扎底板鋼筋→澆筑底板混凝土→底板混凝土養(yǎng)護→安裝箱體內(nèi)模及頂板底?！壴鷤?cè)墻及頂板鋼筋→安裝箱體外?！鷿仓?cè)墻及頂板混凝土→側(cè)墻及頂板混凝土養(yǎng)護→拆?！潴w防水層及潤滑層施工。5.4.2注意事項：在滑板潤滑隔離層上預制鋼筋混凝土箱體，首先要做好測量定位工作，應使箱體中心線、工作坑滑板中心線和頂進涵設(shè)計中心線三者重合。為減小箱體頂進時的阻力，框架橋箱體模板采用大塊鋼模，模板安裝應順直平整無錯臺，模板表面不得出現(xiàn)鼓肚。在箱體兩側(cè)墻前端2m范圍內(nèi)的外模，可向外放寬1cm，使前端保持正誤差，尾部為負誤差，形成倒楔形。焊接箱體底板鋼筋時，應在施焊點鋪設(shè)一塊約0.5m2的石棉板，隨焊接位置移動，以免焊渣燙壞隔離層。澆筑箱體混凝土分兩次施工，框架橋箱體混凝土采用混凝土輸送車直接送到施工地點，混凝土入模采用混凝土輸送泵車一步到位，混凝土采用插入式振動棒振搗密實，混凝土養(yǎng)護采用灑水養(yǎng)護并覆蓋塑料薄膜保水的方式進行。先澆筑箱體底板及肋腳以上部分側(cè)墻，施工縫設(shè)在肋腳往上40cm以上位置，兩側(cè)墻施工縫分開設(shè)置，杜絕設(shè)在同一水平面上。箱體底板混凝土強度達到規(guī)定的要求后，開始綁扎上部鋼筋，澆筑邊墻及頂板混凝土。預制箱體時在箱底前端作船頭坡，以便頂進時將高出箱底的土壤壓入箱底，增加其承載力，防止扎頭。船頭坡用土坯制成坡形，鋪上油毛氈，澆筑混凝土即成。1:101:100.5m0.5m圖5-2船頭坡示意圖5.5箱體防水層防水層采用冷涂膠乳液，頂進時箱體兩側(cè)除冷涂膠乳液防水層外，要涂以1：3機油滑石粉，減少頂進摩擦力。同時在箱體頂做C30細石混凝土保護，內(nèi)設(shè)8#鐵絲網(wǎng)，最薄處5cm，做成3‰的排水坡，強度達到設(shè)計要求后方可進行頂進。5.6線路加固及箱體頂進線路加固采用扣軌結(jié)合工字鋼橫抬梁法。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，3道采用一個加固體系，=1\*ROMANI、=2\*ROMANII、4道采用一個加固體系。施工準備穿橫向工字鋼頂進施工防橫移加固穿枕木扣軌穿縱向工字鋼拆除加固設(shè)備工線路移交工線路養(yǎng)護維修圖5-3線路加固流程圖加固作業(yè)時間的選擇在列車慢行點進行加固，在加固過程中對穿枕，吊軌，縱橫工字鋼之間的連接各環(huán)節(jié)需認真作業(yè)。連接牢固，各加固設(shè)備不得侵入行車界限。線路加固及箱體頂進施工步驟如下。穿枕木：在不改變線路狀態(tài)、保證行車安全的前提下，直接在原線路混凝土枕間每隔3根穿入3.2米長木枕1根。上墊板與木枕釘固，其他兩空穿橫向=1\*ROMANI40b工字鋼，由框構(gòu)橋中心向兩側(cè)對稱進行。5.6.2吊軌：按3-5-3制式，采用P43軌，吊軌接頭須錯開1.0m以上，兩端伸出框架橋邊墻外10m。吊軌與枕木用Ф22U型螺栓緊固連接在一起，吊軌兩頭設(shè)置梭頭。穿橫、縱向工字鋼：=1\*ROMANI、=2\*ROMANII道、4道加固體系橫向工字鋼單根長度23米，3道加固體系橫向工字鋼單根長度14米，接頭交錯布置，間距不小于1.5米，框構(gòu)橋兩側(cè)各穿7根，由框構(gòu)中心向兩側(cè)穿。穿完橫抬梁后上縱向=1\*ROMANI45a工字鋼，順線路方向兩側(cè)兩根一束，不得侵限。長度與吊軌齊。接頭錯開1.5米以上?？v橫工字鋼、吊軌，枕木用U型螺栓連接緊固成一個穩(wěn)定牢固的整體。圖5-4線路加固示意圖防橫移加固：為防止橋體頂進時線路發(fā)生橫移影響行車。在線路南側(cè)設(shè)4根Ф1.0米抗橫移樁。同時采用在箱頂上預埋錨栓，頂進時用導鏈拉緊。箱體頂進：根據(jù)箱體重量、摩檫系數(shù)等計算箱體起動需要的最大頂力，合理配置千斤頂。檢查調(diào)試頂進設(shè)備，就緒后試頂，至刃角切土停止頂進，進行挖土作業(yè)，達到一個頂程時繼續(xù)頂進，如此循環(huán)作業(yè)。箱體進入橫抬梁范圍后，在橫抬梁底位置下方箱體上放置滑輪小車，小車與橫抬梁之間用枕木來支撐，每頂進2m，放置一組滑輪小車。1、頂力計算P=μM（μ=1.5，M為箱體自重）箱體混凝土數(shù)量為：588.61m3，按2600kg/m3考慮，則M=588.61×2600×9.8/1000=14997.78KNP=1.5×14997.78=22496.67KN＜設(shè)計最大頂力35000KN。2、頂進設(shè)備的配備：高壓油泵一臺；320t頂鎬14臺，其中2臺備用。頂鐵長度按4m、3m、2m、1m、0.8m、0.5m、0.3m組成，斷面尺寸0.4m×0.4m。3、頂進前的準備工作：提前申請慢行點（限速30km/h）；與車站、工務、電務等部門聯(lián)系，并簽定安全協(xié)議；組織人員及機械設(shè)備、頂進設(shè)備、車輛進場；檢查線路的加固質(zhì)量，加固部件有無侵限情況，加固件是否脫落，工字鋼與既有線鋼軌接觸點的絕緣是否良好等；高壓油泵、千斤頂安裝前要加以整修，并做壓力試驗；油管路安裝完畢后，要進行試運轉(zhuǎn)，檢查壓力是否達到規(guī)定標準，油管是否漏油，頂鐵的長度、規(guī)格及數(shù)量配置是否符合施工要求；檢查測量平臺是否完備，測量儀器是否齊全、良好。4、啟動（試頂）：頂進的實施是整個工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此開頂前必須進行試頂。試頂頂力不宜過大，一般為橋結(jié)構(gòu)自重的0.8-1.2倍。開始啟動時不能突然增到此數(shù)值，應使頂鎬同步加壓，每升壓一次要穩(wěn)定幾分鐘，并派專人對設(shè)備及滑板、后背、橋體進行檢查，如一切正常方可加壓正式頂進。在加壓過程中如油表壓力突然下降，表明橋體與滑板脫離，橋體向前移動?？枕敃r嚴格控制橋體方向，防止偏離中線給頂進工作帶來困難；刃腳吃土后空頂完畢。5、頂進及挖土作業(yè)：開鎬頂進是現(xiàn)場頂進的中心環(huán)節(jié)，每次開鎬前應對頂進設(shè)備及線路情況進行全面檢查，確認一切正常后再開鎬頂進。完成一個頂程后回鎬，更換不同的頂鐵再次開鎬頂進，如此反復，直到頂進就位。頂進利用列車通過間隙進行，當列車通過時，線路防護人員（駐站聯(lián)絡員）提前用對講機與現(xiàn)場指揮員聯(lián)系，以便及時停鎬，確保行車安全。挖土、運土作業(yè)：堅持四不挖制度，即列車通過時不挖、橋體頂進時不挖、發(fā)生塌方跡象時不挖、機械發(fā)生故障時不挖。根據(jù)土質(zhì)情況及頂鎬頂程，嚴格控制挖土，自上往下挖，一次不超過50cm，嚴禁超挖，并保證刃角切入土層內(nèi)10cm以上。挖土的坡度與刃角坡度一致，挖土坡面大致平順整齊，同時挖土與測量工作緊密配合，根據(jù)橋體偏差情況及時掌握挖土方法。6、頂進時的糾偏及防“扎頭、抬頭”措施橋體頂進方向的控制：一是在滑板上設(shè)導向墩；二是調(diào)整兩側(cè)頂力并配合增減兩側(cè)刃角阻力的辦法。防扎頭：使刃角及早吃土，借以加大刃角阻力；在橋體前端底板底層設(shè)“船頭坡”，同時使底板吃土頂進；在滑板前端設(shè)混凝土墊層過渡段，增強地基承載力。防抬頭：可在刃角和底板處超挖。7、頂進控制：做到每頂一鎬測量一次橋體水平和中線，并根據(jù)測量結(jié)果及時調(diào)整頂進方法、確定挖土方案；為防止頂鐵崩飛，在橋體空頂階段頂鐵上面要附著重物；吃土頂進時，固定不動的頂鐵上面用土覆蓋，活動頂鐵上壓重物。8、鋼軌調(diào)整：在頂進過程中，為不影響行車安全，對線路鋼軌必須認真檢查，及時調(diào)整。為保持水平，在橫梁與枕木間應保留一定的調(diào)整余量，用1～5cm厚木板墊塞，鋼軌底部采用“穿袖”木楔打緊，借以調(diào)整線路軌頂水平。當線路方向不良時，可將鋼軌下木楔打緊后，松開附近幾個吊軌螺栓及方向不良范圍內(nèi)橫向支承，用起道機、千斤頂撥道。要隨時上緊松動的吊軌螺栓，加強對線路的觀察，發(fā)現(xiàn)異常及時整修。箱體頂進就位后，拆除線路加固體系，恢復線路。先抽橫向工字鋼，抽完一根及時填道碴，搗固密實后再抽取下一根，保證線路水平方向，然后拆除縱向工字鋼，最后拆除吊軌。圖5-5框架涵箱體頂進示意圖5.7線路養(yǎng)護及移交線路加固設(shè)施全部拆除后，進行大機養(yǎng)道，驗收合格后移交運營單位，恢復正常運行。6材料和機具設(shè)備材料和機具設(shè)備見表6-1。表6-1材料和機具設(shè)備表序號名稱及型號單位數(shù)量1高壓油泵個22320t千斤頂頂個14375KW發(fā)電機機臺14蛙式夯實機（1180kgg）臺1516t吊車臺16PC220挖掘掘機臺17ZL50C裝載載機臺185t自卸車臺39小型石碴搗固機機臺210頂鐵

30/50//80/1100/2200/3300/4400cmm套111GTS602電電子全站儀儀臺112DSZ2水準儀儀臺113對講機個614Ⅰ40b、Ⅰ455a工字鋼8m，14mt45153.2m長木枕枕根15016P43舊鋼軌，單單長12..5m根1407質(zhì)量要求框架涵預制外形尺寸要求見表7-1。表7-1框架涵外形尺寸允許偏差和檢驗方法序號項目允許偏差（mmm）檢驗方法1寬度±50尺量檢查不少于于5處2軸線長度±50測量檢查3頂、底板厚度+20，-5尺量檢查不少于于5處4邊墻厚度+20，-5尺量檢查不少于于5處框架涵頂進后允許偏差見表7-2。表7-2框架涵頂進后允許偏差和檢驗方法序號項目允許偏差（mmm）檢驗方法1中線（一端頂進進）200測量檢查不少于于2處2高程1%頂程，且+1550，-2000測量檢查不少于于4處8安全措施在既有線下頂進橋涵，必須保證行車安全，其措施如下。8.1線路加固必須提前報送施工計劃，經(jīng)運營單位批準同意后方可進行施工，任何人不得隨意改變作業(yè)時間及作業(yè)內(nèi)容；批準頂進后，必須認真組織，保證晝夜連續(xù)進行施工，在確保行車安全的情況下，盡量縮短工期。8.2慢行計劃：施工時提前制定慢行計劃，從加固開始所有列車必須按施工規(guī)定的速度慢行通過，以確保行車安全。按照《鐵路營業(yè)線施工及安全管理辦法》（鐵辦［2005］133號）、《鐵路工務安全規(guī)則》（鐵運［2006］177號部令發(fā)布）要求設(shè)作業(yè)標、限速標，同時按要求配備作業(yè)地點近端、遠端安全防護人員及駐站聯(lián)絡員，安全防護人員必須經(jīng)過安全培訓并考核合格。8.3鐵路上行線為無無縫線路。為防止框架涵頂進過程中，無縫線路發(fā)生脹軌、跑道，造成嚴重的行車安全隱患，頂進前，對施工影響范圍無縫軌道鎖定軌溫，施工完成后，對該段無縫軌道進行應力放散，再重新鎖定。8.4施工負責責人應與車車站值班人人員加強聯(lián)聯(lián)系，掌握握列車運行行情況，最最大限度地地利用行車車空隙對線線路隨時進進行檢查養(yǎng)養(yǎng)護，做到到每通過一一次列車就就對線路軌軌距、水平平、方向檢檢查一次，并并注意檢查查線路的加加固情況，發(fā)發(fā)現(xiàn)問題及及時處理；；并準備足足夠數(shù)量的的道碴、方方木、草袋袋，組織好好人力和工工具，一旦旦發(fā)生不良良情況，立立即進行搶搶修加固，必必要時將刃刃角處用木木板封閉，嚴嚴禁冒險放放行列車。8.5建立各項安全制制度，設(shè)專專職人員做做巡回檢查查施工范圍圍內(nèi)線路和和安全防護護，各工種種間加強協(xié)協(xié)作，互相相配合，統(tǒng)統(tǒng)一指揮，做做好交接班班記錄，避避免接班人人員情況不不明，盲目目頂進。8.6為確保安全，嚴嚴格執(zhí)行來來車時不頂頂進制度，并并隨時對線線路及橋體體中心線和和水平進行行觀測，以以免線路變變形危及行行車安全或或造成橋體體就位不準準。8.7所有機械不準帶帶病作業(yè)；；現(xiàn)場施工工必須注意意人身安全全，做到列列車通過時時停止頂進進，線路上上作業(yè)人員員及時下道道避車；頂頂進作業(yè)時時頂柱及頂頂鐵上嚴禁禁站人。8.8頂進完成后，恢恢復線路時時的安全防護護工作也極極重要，不不容疏忽。8.9不宜跨雨季施工工,雨季施工工易使路基基失穩(wěn)塌方方，造成行行車事故。9環(huán)保措施嚴格遵守《環(huán)境境保護法》、《水水土保持法法》、《全全國生態(tài)環(huán)環(huán)境保護綱綱要》等環(huán)環(huán)保法規(guī)和和當?shù)卣囊?guī)定和和要求。9.1施工中采采取有效的的防范措施施，確保工工程所處地地的水源等等不受污染染，杜絕由由于施工方方法不當引引起的生態(tài)態(tài)平衡破壞壞和水土流流失加劇，各各項環(huán)保及及水土保持持指標完全全