既有线涵洞顶进施工技术

于伟

【摘要】涵洞对于铁路工程来说起到了极为重要的作用，而涵洞顶进施工技术相对于其他传统的涵洞施工技术更加的安全、可靠并且对于既有线正常运营的影响更小。本文以施工现场K28+854新增框架桥的涵洞顶进施工为例，对涵洞顶进施工技术的各个方面进行详细叙述与分析，并且针对其提出一些意见与建议，希望能够对既有线涵洞顶进施工技术的发展做出贡献。

【关键词】既有线路；涵洞顶进；施工技术

引言：

在既有线路上进行新建涵洞施工时，为了保证既有线正常运营，传统的涵洞施工工艺已不能满足要求，而使用顶进技术进行涵洞施工则可以较好的解决这个问题。涵洞顶进技术施工首先要在保证既有线路仍然可以正常使用的前提下对线路进行加固，随后在路基的一侧挖掘基坑并安装相应的设备装置做好相关准备工作，之后进行顶进。如此往复循环便可以将顶进箱体推送到设计位置，从而完成涵洞施工工作。

一、工程概况

K28+854新建框架桥位于成昆铁路成都至峨眉段扩能改造工程中成都南至双流区间。桥梁孔径为1-8m*3.5m，框架的总长度为16.02m，主要功能为行人通行。框架桥与既有线路之间的正交区域均采用顶进施工，顶进出土总量为208立方米。需要进行施工的路段为一条直线，纵向坡度为1.1‰的下坡。两侧有接触网杆两根，距框架中心距离分别为25.5m、33.9m，无分相。线路加固采用D24型便梁，D便梁支墩为1.5×1.5m矩形桩，桩长11m。通讯电缆在既有线左侧有7根。地质情况为从上至下为地面至2m间为人工填土、2-5m间为松软土，5-10m间为卵石土、10m以下为W2泥岩。

二、主要施工技术

在本次涵洞顶进施工过程中，主要需要进行的施工工作包括硬隔离设施的安装及拆除；框架桥预先制作；无缝线路应力放散；D便梁支墩人工挖孔施工；工作坑及后背墙施工；D便梁安装及拆除；混凝土的现场浇筑等[1]。由此我们可以看出，该工程项目极为复杂，同时既有线路通车频繁，这些情况无疑提高了施工的难度，也加大了施工的安全风险。为了确保本次涵洞施工的工程质量以及施工安全，必须要严格遵循既定的施工方案进行各项工作，将安全摆在第一位，逐步推进工作进度，化整为零。

1、工作基坑挖掘

由于该涵洞施工范围为临近既有线和既有线施工，因此在施工区域的地下可能存在较多的既有线缆和油气管线。为了避免由于路基工程施工损坏既有设备，影响行车，在施工之前需要先利用相关仪器对地下管线的位置及数量进行探查、做好标记并通知各个施工部门加强施工管理。在做好相关既有设备的调查之后，便可以进行工作基坑的挖掘。首先，架子队需要在铁路的路基右侧设置工作坑，修筑滑板，在滑板顶面上铺设隔离层，预制钢筋混凝土框架桥身涵节，安装顶进设备。为了减小施工过程中对既有铁路行车带来的影响，需要根据铁路局施工批复提报施工计划，办理相关手续将既有铁路限速45km/h，进行支墩施工。在支墩的强度达到了预期要求之后，便可以假设D便梁，对既有线路进行结构加固，随后便可以正式进行顶进工作。当工作坑挖掘出的高度达到标准之后，由于路基应力结构发生了变化，边坡可能发生滑落或倾塌。为了避免此类事故的发生，工作人员需要对边坡采取防护措施，一般施工中多使用挂网与喷浆保护方式。之后便可以预制混凝土滑板，在严格控制滑板表面平整程度的同时于滑板内部设置锚梁，避免顶进施工时滑板被一同顶进。

2、顶进箱体预制

为了能够保证顶进箱体可以起到最好的施工效果，工作人员需要严格控制顶进箱体的质量，在进行预制时也需要遵循相关规定，按照既定的制作流程进行工作，如图1。首先，顶进箱体的几何构型必须足够准确。顶进箱体的中心线与混凝土滑板以及预制框架的中心线应该重合，同时箱体对侧不能出现倾角，避免进行顶进工作时出现高度偏差。其次，在进行箱体预制时，为了避免箱体表面不够平整，必须提高制作模具的精度。如框构预制最好使用大块的钢模板进行制作，同时外侧使用钢件进行加固，避免走形。如果箱体表面不够平整，其与滑板之间的摩擦力会大幅增加，在顶进过程中可能会使滑板被带入基坑中。最后，为了保证箱体的耐久性，我们需要对箱体进行防水、防震以及润滑等处理，避免箱体在顶进工作中出现破损。

图1：顶进箱体预制流程

3、后背梁施工

在顶进过程中，路基整体将会受到较大的水平顶力，如果路基强度不够，将有可能造成路基平移甚至垮塌的后果。为了避免此类情况发生，在进行顶进工作之前需要加设后背梁。后背梁只是为了顶进工作中加固路基而制作的临时设施，但其可以说是整个顶进施工中最为重要的结构设施。为了能够起到足够的支撑效果，后背梁必须具有较好的强度与韧度，既不能在受到水平顶力时发生较大形变，也不能直接发生断裂。后背梁的材料、结构形式、细节数据等都需要与施工现场的实际情况来设计。该施工过程中，由于顶进箱体并没有覆盖土壤，因此后背梁主要承载的是既有线路带来的纵向压力以及两侧土壁带来的水平压力，阻力主要来自于涵洞本身，故只需要在顶进涵身底部均匀布置2台500吨顶镐，备用1台，即可满足本次顶进施工要求。

图2：顶进施工流程

4、顶进施工

箱体的顶进工作是整个施工过程中最为重要的一个部分，为了保证顶进工作的正常进行，我们需要严格遵循既定的施工步骤，如图2。在正式顶进之前，一般需要进行试顶工作，以确定顶进用力以及路基的各项指标是否能够达到要求。一般来说，试顶力为框架自重的40％-80％，从开始时缓慢递增，并对滑板、后背梁等装置进行检查，如果一切正常便可以再次加压[2]；而如果此时后背梁与滑板出现变形或滑脱便需要停止顶进工作，并采取相应的加固措施。在试顶结束之后，如果不存在任何问题，便可以正式进行顶进。此时需要开动高压油泵以使千斤顶能够对顶进箱体提供足够的压力，推动其向基坑顶进。每次顶进的距离一般为800mm，避免土质挤压影响路基结构稳定。每当完成一次顶进工作之后，便需要将千斤顶回复到原来的位置，并且在前段加设顶铁，便于下一轮顶进工作的进行。如此往复直至框架箱涵完全就位之后，顶进工作方能够结束。值得注意的是，如果箱体已经开始正式的顶进工作，那么便需要尽快顶进到既定位置，只有这样才能够使对既有线路进行加固的横梁搭在箱体顶部。而想要加快箱体的顶进速度，最重要的一点便是需要提高挖掘与运土的速度，为箱体顶进创造条件。如果涵洞的范围较大，则可以采用挖掘机进行挖掘工作，而工作人员只需要将一些硬角部位挖平即可。在挖土时，需要依照施工现场的土质情况决定掘进程，一般来说，每次挖掘的长度应当在20~50cm左右。如果此时既有线路有列车通过，必须提前通知，并且命令所有工作人员立即停止作业，避免安全事故的发生。

三、结语

为了能够保证既有线涵洞顶进的施工质量以及施工安全，施工人员必须严格遵循相应的规定，同时也需要采取相应的技术手段对施工进行完善。只有这样才能够让工程施工取得最好的效果。

参考文献：

[1]阎瑛.既有铁路线顶进箱涵施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（1）

[2]姜连东.既有线顶进涵施工浅析[J].科技视界，2015，（13）