鐵路既有線箱涵頂進(jìn)施工關(guān)鍵技術(shù)

鐵路既有線箱涵頂進(jìn)施工關(guān)鍵技術(shù)既有線某線KXXX頂涵工程箱涵頂進(jìn)施工是在保證鐵路行車不中斷的前提下，通過(guò)對(duì)既有線兩側(cè)進(jìn)行人工挖孔樁和架設(shè)D24便梁，在既有線路基一側(cè)開(kāi)挖工作坑，澆筑滑板，在滑板面上設(shè)置潤(rùn)滑隔離層，然后在滑板上預(yù)制鋼筋混凝土框架及修筑后背，安裝頂進(jìn)設(shè)備，通過(guò)傳力設(shè)備，借助與后背的反作用力把框架向前推進(jìn)，當(dāng)頂進(jìn)一個(gè)頂程后，再增加頂鐵，挖運(yùn)出土一個(gè)頂程距離，繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)頂程施工，如此循環(huán)，直至箱涵頂進(jìn)就位為止。1，既有線箱涵頂進(jìn)施工中的關(guān)鍵技術(shù)分析頂進(jìn)施工是否順利，經(jīng)濟(jì)效益是否能夠?qū)崿F(xiàn)，主要取決于工作坑的布局是否合理，圍護(hù)是否經(jīng)濟(jì)有效；頂進(jìn)后背設(shè)置是否牢靠，線路加固能否保證萬(wàn)無(wú)一失，頂進(jìn)就位是否符合規(guī)范要求等關(guān)鍵技術(shù)的控制。1.1，基坑開(kāi)挖和圍護(hù)工作坑是預(yù)制箱涵和頂進(jìn)涵身的工作場(chǎng)地。工作坑的前端接近既有線路，后端布置運(yùn)土坡道及后背等。工作坑設(shè)有底板，底板上鋪設(shè)隔離層，其上預(yù)制箱涵，因此頂進(jìn)工作能否順利與工作坑的布局合理與否關(guān)系很大。工作坑修建要開(kāi)挖土方，并且需要設(shè)置支撐。深工作坑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工工期長(zhǎng)，耗費(fèi)勞動(dòng)力多，造價(jià)較高，靠近鐵路側(cè)的安全隱患增大，因此在頂進(jìn)過(guò)程中力求長(zhǎng)距離頂進(jìn)，少挖工作坑，設(shè)置工作坑時(shí)應(yīng)考慮位置、坑深及邊坡、尺寸等要求。開(kāi)挖工作坑應(yīng)根據(jù)線路平面、現(xiàn)場(chǎng)的地形地物條件和施工需要進(jìn)行，在保證排水和安全的前提下，盡量減少挖填方的數(shù)量。工作坑的開(kāi)挖應(yīng)與后背的修筑一并考慮，當(dāng)后背采用型鋼或鋼板樁時(shí)，應(yīng)先打下型鋼或鋼板樁再開(kāi)挖，這樣既可節(jié)省土方量，又能保證樁后土壤的密實(shí)性。1.2，后背設(shè)計(jì)及施工，后背設(shè)計(jì)后背位于工作坑后部，是頂進(jìn)施工時(shí)千斤頂?shù)闹蚊妫惺茼斶M(jìn)時(shí)的水平反力。后背必須具有一定的剛度，壓縮變形盡量??；具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，不致因頂力大而坍塌。因此，必須做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。，頂力計(jì)算要設(shè)計(jì)后背墻截面尺寸，首先要進(jìn)行最大頂力計(jì)算，箱涵的頂進(jìn)從開(kāi)始動(dòng)起，全部入土，至涵洞全部入土?xí)r所需之力為最大。該力除克服涵洞主體與土壤間的摩擦阻力，尚應(yīng)留有一定的富余，以便順利頂進(jìn)。計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)頂進(jìn)箱涵的長(zhǎng)度、土的性質(zhì)、地下水的情況、箱涵的外形及施工方法等因素確定，其計(jì)算公式如下：P=K[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3+RA]式中：P——最大頂力，KNK——安全系數(shù)，取1.2N1——橋涵頂上負(fù)荷重（包括線路加固材料的重量），KNf1——橋涵頂面與頂上荷載的摩擦系數(shù)，視頂上潤(rùn)滑處理情況試驗(yàn)確定。N2——結(jié)構(gòu)自重，KNf2——箱身底板與基底上的摩擦因數(shù)，采用0.7～0.8E——結(jié)構(gòu)側(cè)面土壓力，KNf3——側(cè)面摩阻系數(shù)，采用0.05~0.2R——鋼刃角正面阻力，KN/m2A——鋼刃角正面積，m2，后背墻設(shè)計(jì)后背結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在最大頂力確定后，其結(jié)構(gòu)形式及尺寸主要取決于箱體的大小或后背土體的被動(dòng)土壓力。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，除可利用既有構(gòu)筑物作為后背抗力外，一般都以后背土體的被動(dòng)土壓力作為箱體頂進(jìn)時(shí)的抗力。，后背墻施工采用漿砌片石后背的優(yōu)點(diǎn)是就地取材，砌筑方便、穩(wěn)定性強(qiáng)、無(wú)壓縮變形。為減輕頂進(jìn)時(shí)對(duì)后背的壓力，可將滑板與后背連接，即用后背梁（也稱分配梁）來(lái)連接，這樣可增加后背的抗力，尤其是當(dāng)滑板用舊鋼軌或設(shè)計(jì)成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，滑板可承受較大之拉力。在后背抗力不足時(shí)，可在滑板上堆土壓重，使地梁上的頂力除由后背抵抗外，一部分由滑板上堆土所產(chǎn)生的摩阻力來(lái)抵抗。1.3，線路加固和安全控制，線路加固在橋涵的頂進(jìn)施工中，為確保被頂進(jìn)線路的行車安全和施工安全，必須在頂進(jìn)作業(yè)之前對(duì)既有線路進(jìn)行加固。鐵路線路加固的方法有：吊軌加固法、橫梁加固法、軌束梁加固法、工字鋼束梁法和D形便梁加固法等幾種方法。在土質(zhì)差、承載力低、土壤含水量高，鐵路行車繁忙，不允許限速太多的情況下，可采用低高度施工便梁的方法。該工程應(yīng)用的D型便梁加固，此作一簡(jiǎn)介：D型便梁具有運(yùn)輸和拆裝方便，適用于單線、雙線、直線、曲線（R≥400m），一般為45km/h。變梁主要有D12、D16、D20、D24四種型號(hào)，該次選擇D24便梁。D24便梁加固基本工作程序：在橋位處既有線路兩側(cè)構(gòu)筑便梁臨時(shí)支墩（人工挖孔樁4根），臨時(shí)支墩達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后安裝便梁，列車在鋼梁上承載，既有線限速，然后進(jìn)行線下結(jié)構(gòu)的作業(yè)，待施工結(jié)束，拆除便梁，整修便道，列車恢復(fù)正常運(yùn)行。，線路加固的安全控制(1)抽換枕木：嚴(yán)格按規(guī)定隔6抽1施工，新穿木枕?yè)v實(shí)后方可抽換下一根。木枕抽換完畢后，對(duì)線路全面檢查整道。（2）扣軌：每一扣軌結(jié)束擺放完畢后，要迅速組織安裝扣板以防軌頭翹起。為防止扣軌侵限，用一個(gè)封閉點(diǎn)將機(jī)走線43kg/m軌換為50kg/m軌加大軌高，同時(shí)在扣軌的端頭安裝木梭頭。（3）穿橫梁：合理布置道床開(kāi)槽間距，工字鋼入槽后及時(shí)在軌底加木墊、膠墊，安裝扣軌與橫梁扣件；搗固后開(kāi)挖相鄰一道，防止線路下沉，同時(shí)要控制間距不大于800mm，以確保加固體系的剛度。(4)在穿橫梁的過(guò)程中，密切監(jiān)護(hù)既有光纜、管道、信號(hào)設(shè)備，防止損傷，待工字鋼穿完后，及時(shí)將其固定在橫梁上。(5)橫梁穿完后，在橫梁上安裝縱向工字鋼。要全面檢查加固結(jié)構(gòu)的限界，扣件、螺栓不得高出軌面，所有扣件要切實(shí)緊固。1.4，頂進(jìn)作業(yè)，頂進(jìn)施工程序箱涵頂進(jìn)施工程序：挖土→運(yùn)土→開(kāi)鎬→頂進(jìn)→換頂鐵→測(cè)量校正。，頂進(jìn)設(shè)備的選擇頂進(jìn)設(shè)備的規(guī)格、數(shù)量和型號(hào)，應(yīng)根據(jù)框架尺寸和最大頂力確定，需要配置的千斤頂臺(tái)數(shù)，按箱身起動(dòng)推力的1.2~1.5倍配置，也可按計(jì)算的最大頂力配置，其公式：n=P*R*K/T式中：n—需用千斤頂臺(tái)數(shù)；p—箱身自重和箱身上的附加重量（t）R—粘著系數(shù)；T—每臺(tái)千斤頂?shù)念~定推力（t），頂進(jìn)準(zhǔn)備工作(1)安裝頂進(jìn)設(shè)備。包括高壓油泵、千斤頂、頂鐵、頂柱的安裝就位。(2)組織有關(guān)人員檢查驗(yàn)收涵身，其混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。(3)安裝刃角。(4)安裝測(cè)量設(shè)施。(5)安裝作業(yè)面與地面線路值班人員之間的聯(lián)絡(luò)信號(hào)以及施工現(xiàn)場(chǎng)的照明設(shè)施。(6)檢查線路加固和后背的情況是否滿足頂進(jìn)作業(yè)的要求。，頂進(jìn)作業(yè)當(dāng)前方刃角處挖土完成一進(jìn)尺長(zhǎng)度后，開(kāi)動(dòng)高壓油泵，使千斤頂受液壓力而產(chǎn)生頂力，推動(dòng)箱涵前進(jìn)，通常每一沖程頂進(jìn)約190mm～800mm。箱涵前進(jìn)后，用反向千斤頂將主千斤頂?shù)幕钊卦唬诳論跆幵龇彭旇F，以待下次開(kāi)鎬。如此循環(huán)往復(fù)，直至箱涵就位。頂進(jìn)過(guò)程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：(1)開(kāi)始頂進(jìn)是現(xiàn)場(chǎng)一切工作的中心環(huán)節(jié)，每次開(kāi)鎬前及交接班時(shí)都應(yīng)檢查油泵等液壓系統(tǒng)有無(wú)故障、挖土是否符合要求、頂鐵安裝是否合格、后背變形等情況。這些工作若其中有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)給頂進(jìn)帶來(lái)困難，甚至造成事故。(2)刃角一經(jīng)切土，應(yīng)暫停頂進(jìn)，組織機(jī)械和人員加快挖土和出土速度，實(shí)行連續(xù)作業(yè)，以保證箱身不斷頂進(jìn)。(3)如因某種原因而使頂進(jìn)中斷時(shí)，也應(yīng)間歇性地頂動(dòng)涵身，以防止箱涵在之后的頂進(jìn)時(shí)阻力增大。故障一旦解除，應(yīng)立即繼續(xù)操作，保證頂進(jìn)的連續(xù)性。(4)頂進(jìn)應(yīng)在列車通過(guò)的間隙進(jìn)行，嚴(yán)禁在列車通過(guò)時(shí)施工。(5)頂進(jìn)時(shí)，頂柱和后背嚴(yán)禁站人，以防頂柱弓起崩出或后背產(chǎn)生意外危及安全。(6)頂進(jìn)中需做好記錄，隨時(shí)交接。（7）框架頂進(jìn)時(shí)，方向和高程易出現(xiàn)偏差，在頂進(jìn)過(guò)程中要采取措施加以控制，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求控制和控制偏差的方法。2，結(jié)束語(yǔ)以上技術(shù)在某鐵路線KXXX下穿單孔（1-10.0×4.0m鋼筋混凝土框架橋）頂進(jìn)立交橋頂進(jìn)施工中得到了成功的應(yīng)用。結(jié)合施工實(shí)踐，本人就既有線箱涵頂進(jìn)法施工提出了如下結(jié)論和建議：（1）箱涵頂進(jìn)施工要進(jìn)行詳細(xì)的施工調(diào)查，編制切實(shí)可行的施工方案，組織好施工人員學(xué)習(xí)，做好技術(shù)交底工作，使施工全過(guò)程做到心中有數(shù)、有條不紊。（2）箱涵