浅析铁路工程顶进涵施工技术
前言：新恩铁路位于内蒙古鄂尔多斯市，线路横穿毛乌素沙漠腹地，是内蒙古南部经济发展的重要枢纽。线路长、工程类型多、工程量大、地方问题复杂是本工程特点。今年6月，在当地农牧民和政府的要求下，经业主安排，在我项目DK21+390处增加一道4m*4m*9m顶进涵。因目前线路已开通工程列车运行，准备进行联调联试，如采取就地大开挖现浇方案，施工周期需35天，中断行车时间长，势必对工期造成大的影响；如采取轨下架钢便梁，边挖土边顶进的方案，施工难度大，工程费用高；经综合考虑，决定采取在铁路旁预制桥体，快速开挖顶进的方案，仅影响线路中断行车3天，同时减小了施工难度，降低了工程费用，达到了预期的效果。
一、工程概况 本工程位于DK21+390里程，线路呈西南—东北走向，轨道类型60kg/m，钢筋混凝土枕、碎石道床，桥上最低轨面高程为1311.545m，结构顶距轨顶面高差为0.8m，保证尽量减短对行车的影响时间，采用在铁路旁预制桥体，并一次顶进的方式施工，框架桥中线与铁路线正交，该桥建筑使用年限100年。 二、技术指标 1．主体框架 顶板：400mm；底板：400mm；边墙：400mm；结构全跨度：4800mm；桥体总长度：9000mm；地道结构总高：4800mm；结构净高：4000mm。 2．滑板 滑板为C25钢筋混凝土，厚200mm，下铺200mm碎石垫层。 3.工程地质情况 ①地质岩性 ②地层基本承载力 框架底板位于细砂层，地基承载力为80Kpa～100 Kpa。 ③地下水 地下水位约为0.4～0.6m，地下水、地表水对混凝土无侵蚀性。 三、准备工作 1．施工准备 ⑴现场准备：包括“三通一平”，场地布置，人员、设备进场准备。 进场主要设备： 序号 机械或设备名称 规格 数量 备注 2 顶铁 70m 租用 3 顶进高压油泵 2组 租用 ⑵技术准备：图纸审核、技术交底、现场放样。 2．开工批复 接到设计图纸后，向工程监理单位及建设单位递交开工报告及申请表，得到批复后，准备开工。 3．根据设计和现场条件，选择工作坑位置。工作坑两侧边坡为1：0.75，靠铁路路基一侧的边坡采用1:1.5，工作坑外侧距线路路基坡脚不小于3m 。 4．滑板底铺20cm厚碎石垫层，铺前夯实整平。为增加抗滑力，滑板下设防滑槽5-7道，与滑板一同浇筑。为防止箱涵顶进时扎头，滑板面沿顶进方向设不小于2‰上坡段，并设置润滑隔离层，隔离层由滑石粉、机油和塑料薄膜组成。 5．在工作坑滑板润滑隔离层上预制框架体，首先要做好测量定位工作，使箱身中心线、工作坑底板中心线和顶进中心线三者均在同一条直线上。 四、框架体预制 为防止顶进时出现“扎头”现象，预制框架时其底板前端20cm范围内作1：4的船头坡，船头坡在底板砼灌筑前用土坯制成。因预制工艺同常规工艺，由于篇幅所限，本处略。 五、顶进施工工艺 在路基开挖之前，由业主单位组织设计单位、监理单位、线下施工单位、线上施工单位，对DK21+390框架桥顶进施工方案及封锁线路达成一致意见。 开挖前线路已开通工程列车运行 2．时间安排 我部计划从8月6日早6：00至8月9日12：00期间，开挖基坑、换填沙砾石、顶进及台背回填，在此期间封锁线路78小时。 3.开挖及换填 采用挖机与装载机配合开挖，挖机按路基结构层0.6米A料、1.9米红砂岩以及风积沙将路基土分层挖出，装载机按填料种类不同分别堆放在指定位置。 路基土挖除完毕后，对框架体及两侧挡墙、翼墙进行准确放样，开始开挖基坑。基坑开挖按照1:1的比例放坡开挖。也是采用挖机和装载机配合开挖，一台装载机将挖机挖出的淤泥倒运至指定位置，另一台装载机铲运天然级配沙砾换填基坑。基坑全部换填完成后，用压路机碾压密实。 4.顶进施工工艺 ⑴千斤顶 ⑵传力设备泵，直至箱身起动。在试顶将要起动时，应特别注意观察后背与滑道板变化。（3）设置液压系统的油管泵站时，应注意以下几点：①油脂须过滤，油管、油箱须清洗干净。油路布置要合理，密封良好，便于调整和控制，并不得妨碍施工。② 液压系统部件须进行单体试验，合格后方可安装。安装后必须进行试运转，详细检查油路，千斤顶及操纵箱达到要求方可使用。③顶进过程中，当液压系统发生故障时，严禁在工作情况下进行检查调整，以防伤人。
（4）安装观测仪器 在框构箱涵后方，离后背墙稍远距离处设立观测镜以观测箱涵顶进时的中线和水平偏差。在箱涵四个角上进行高程测量，在后背梁两端设立标尺，进行后背变形观测。 顶进过程中要对中线、高程、油表读数、千斤顶开动台数、顶力、顶进时间、顶进距离等勤观测、勤记录，以供分析，为顶进箱涵提供科学合理的纠偏依据。 （5）顶进作业 顶进作业前应对下列工作进行检查，必须合格后方可顶进：①主体结构混凝土必须达到设计强度；②后背、顶进设备情况良好；③现场照明、液压系统安装及试验情况良好；④观测点设置完毕，观测人员、观测仪器到位。 ①试顶 试顶的目的是检查顶进设备是否正常，顶力是否均匀，后背、滑板及箱体有无异状，并使箱涵与滑板分离。试顶时，油泵应逐步加压，每次升压后还要稳定10分钟，并对设备及滑板、后背梁等发生的裂缝情况进行检查。 顶进中，换顶铁 ②顶进 采用由线路东侧一头顶进施工。顶进过程是：开动高压油泵，使千斤顶产生顶力，通过传力设备，借助于后背的反作用力，推动箱涵前进。根据每次顶程需要，更换顶铁，如此循环往复，直至箱桥就位。 顶进作业 5、顶进施工要点 顶进就位 （3）低头的防止与纠正措施①为防止框架前端出了滑板后，就发生低头现象，滑板前面部分土方底面应适当垫高。②顶进过程中发现低头现象，应及时调整予以纠正，底面土方适当垫高。③顶进中，如其低头量较大，可采取压桩等措施予以调整。（4）抬头的防止与纠正措施①顶进过程时，底面的上坡度不能过大。② 顶进过程中发现抬头现象，抬头量不大时，挖土至箱底齐平；抬头量过大时，则底面进行超挖。 7.台背回填及恢复线路 箱桥就位后，立即进行台背回填，采用与路基同步的土体回填，分层回填，分层压实。 台背回填完成后，由线上单位上道渣、铺轨排、架设轨道，恢复线路通车。 六、结束语 该方案在实施过程中，通过现场合理组织、精心安排，最大限度缩小了对工期影响，减小了施工难度，降低了工程费用，为以后我部顶进涵施工积累了经验，如有不妥之处请业界同仁批评指正。 参考文献 TZ203-2008客货共线铁路桥涵工程施工技术指南.北京：中国铁道出版社，2009.