浅谈箱涵顶进施工及线路加固方法

浅谈箱涵顶进施工及线路加固方法

【摘 要】本文主要针对以往自己的工作经历和一些施工方法，阐述银川车站改造项目大跨度框架桥涵顶进施工时，主要施工工法和几种既有线线路加固措施的应用和施工应当注意事项，主要针对工作坑开挖，滑板制作，箱体制作、线路加固及顶进等工序进行阐述。

【关键词】线路;箱涵施工;顶进作业;线路加固 0.前言

我参加施工过的银川车站改造工程既有线桥涵施工中，有4-12m顶进大跨度框架桥的施工，顶进施工安全和技术的可控度较难。施工中，采用了便梁和吊轨纵横梁法两种方法对行车线路进行加固，从箱体预制到线路加固到顶进到端翼墙砌筑都较为成功。现以4-12m框架桥为例，着重谈论箱涵顶进的施工工法和线路加固施工。

1.箱涵顶进施工工法

1.1 箱涵顶进施工的基本原理

箱涵顶进施工的基本方法是在路基外侧开挖工作坑，在坑内修建后背、砌筑滑板、铺设隔离层、灌注箱体，待箱体养护达到设计强度时，用千斤顶、顶铁（柱）等设备借助后背墙反力推进箱体前进，当箱体与既有路基接触后，开始挖运箱体断面以内的路基土，千斤顶完成一个顶程后，收回顶杆，接长顶铁，再继续顶进、挖土、顶进，如此反复作业，直至驱使箱身逐步移位到设计位置为止。

1.2箱涵顶进施工准备

施工前应根据设计文件提出的施工方案结合现场情况、工期要求、工程量大小、机具设备情况选择合理的顶进方法，并应对顶进地点的工程地质、水文地质、埋置管路、电缆及其他障碍物等进行调查，制定顶进方案，编制实施性施工组织设计，进行现场测量，搞好“三通一平”。

箱涵桥进作业应将地下水位降至基底以下0.5～1.0m，使工作面保持干燥无水。常用的降水方法有排水沟、降水井、射流降水和真空泵降水等几种。降水工作应在工作坑施工前进行，并同时做好工作坑周围地表水的防排工作。箱涵顶进施工应尽量避开雨季施工，必须在雨季施工时应做好防洪及防雨排水工作。

1.3顶进工作坑和后背墙施工 1.3.1顶进工作坑位置选择及施工

工作坑是预制和顶进箱涵的工作基地。顶进工作坑的位置根据现场的地形、场地、结构物尺寸及土质情况全面考虑，在保证排水和安全的前提下，尽量减少挖填土数量，并且缩短顶进长度。工作坑边缘距离铁路要有足够的安全距离。工作坑应按箱身设计尺寸和标高、后背大小及工作净空决定。箱身底板前留适当的空顶长度。后背与箱身之间留安装顶进设备的空地。箱两侧根据结构、模板支撑方法、排水等预留适当宽度。

1.3.2 工作坑滑板施工

滑板又称工作坑底板，通常采用厚度为20cm的C15混凝土。

工作坑滑板的施工原则:工作坑滑板中心线与箱涵中心线一致；具有足够的强度、刚度和稳定性，表面平整以减少顶进时的阻力。

1.3.3 后背墙施工

后背墙施工的原则：顶入箱涵的后背，应根据现场条件、地质材料设备情况

及强度、稳定性的要求，选择经济合理安全的形式。一般可选用板桩式（钢板桩或型钢）、重力式或拼装式等。重力式后背墙的设计与施工可按照一般砌体或混凝土挡墙进行，但应考虑箱涵顶入时所承受的反力，并使土体的静土压力线与顶力作用线一致；板桩式后背墙一般按顶端锚碇板桩进行设计，可根据地形、地貌及设备情况采用埋桩或打桩，但必须使千斤顶的施力点与墙后被动土压力的合力点一致；当发生最大顶力时，保持板墙稳定；与滑板联为整体的后背，其设计顶力应从箱涵的最大顶力减去滑板的抗滑力。

1.4 恢复线路

箱涵顶进到位后对箱涵和路基结合部回填土并夯实，如不夯实逢雨季容易造成线桥结合部路基下沉，影响轨道几何尺寸。箱涵顶部回填土和道碴并捣固，捣固密实后拆除加固措施，按要求逐步恢复线路到常速。由于线路多采用便梁或扣轨等加固方式，回填夯实时作业面受限制，可采用注入M20砂浆灌注代替夯填土。

2.箱涵顶进施工线路加固措施

线路加固是既是线下顶进施工的最关键环节，它关系到铁路的正常交通运输和列车运营安全。对线路的加固方式有加设吊轨、扣轨、横抬梁、钢轨束梁法、工字钢束法及D型施工便梁加固。一般多采用D型施工便梁（简称“便梁”）、 吊轨纵横梁、3-7-7-3对线路进行加固。下面就各加固方式做简单阐述。

2.1 D型便梁加固措施

2.1.1 D型便梁的特点及原理

D型便梁的特点及原理是用在铁路既有线上施工时，加固线路，使线路轨道结构保持正常的几何形位，确保铁路正常运营而假设的临时结构，相当于一种桥梁结构。采用D型施工便梁进行线路加固的基本原理是在桥位处既有线路两侧构筑便梁临时支撑，临时支撑达到设计强度后安装D型施工便梁，便梁上设置卡子，横梁穿过既有钢轨卡在便梁上，将既有线路抬起来，列车在便梁加固的既有线上线上限速45km/h慢行，然后进行线下箱涵顶进施工，箱涵顶进就位后，拆除便梁，修复线路，列车恢复常速运行。

2.1.2 D型便梁加固线路的优点

根据以往施工经验，框构孔径较大，顶上无覆土时，一般采用吊轨配合纵横抬梁加固线路，此种方法对大孔径箱体来说，就难于保证线路的横向稳定，且挠度较大，混凝土要全部抽换成木枕，“υ”型扣件数量大、种类多，并且抽换混凝土枕工作量大。线路加固工作量繁重复杂，既不经济也不安全。为了减少在顶进过程中线路变形，更好地保证既有线路的施工安全，结合现有的线路加固设备，线路采用“低高度便梁加固”的加固形式。采用便梁加固线路施工，设计限速可达到60km/h，工艺所需要设备简便，工艺简单，可使用于各种地质情况，应用地势条件不受限制，能够确保既有线在顶进桥涵施工中的行车安全，箱身主体的质量容易控制，同时解决了超高型箱涵顶进时的线路加固问题。

2.2 吊轨纵横梁加固措施 2.2.1工程概况

例如：K432+285.3(2-12.0m)框架桥为下跨立交，净高5.3m，边墙厚0.8m，中墙厚0.7m，整个箱体沿线路方向总宽27m。桥顶至轨底0.78m。开挖深度7.38m，道床下砂粘土厚5.2m，砂粘土下为风化石灰岩。桥上线路为60Kg/m轨，线路坡度为0.2‰。

2.2.2 线路加固

在两线间距下穿线路中心7.0m处，设置间距为4.5m的一排挖孔桩，孔径1.0m ，共10根。挖孔桩上架设由2根450mm工字钢组成的工字钢束，作为支架梁，用来支承横梁的一端。

线路采用吊轨纵横梁法进行加固。吊轨采用43Kg/m钢轨，组合方式3-7-3，吊轨束总长50m。用U型螺栓、扣板把吊轨束与木枕固定。安装吊轨前，把50m吊轨范围内的砼枕全部抽换成木枕，共89根木枕。

横梁采用由2根长12.0m的320mm工字钢组成的工字钢束，横梁间距为0.75m，在27m箱体范围内均布37根横梁，箱体外两侧再各设3根横梁。横梁一端担于挖孔桩上的支架梁上，另一端担于框架桥顶上。横梁穿于木枕下，横梁和木枕也用U型螺栓、扣板连接。横梁上的吊轨束外侧各架设2道纵梁，纵梁由2根320mm工字钢组成，长36.0m。用U型螺栓把纵梁和横梁连接在一起。

在纵梁、箱体靠线路的端部、行车线的两根钢轨处的横梁下加设小枕木垛。每根纵梁两端下均设大枕木垛。两相临的挖孔桩间各设一个大枕木垛，支承挖孔桩上的支架梁。

【参考文献】

［１］桥涵顶进设计与施工.中国铁道出版社,2001. ［２］钢轨束梁.中华人民共和国铁道部通用.