頂進(jìn)涵論文襄渝增加二線頂進(jìn)涵施工工藝

1、襄渝增加二線頂進(jìn)涵施工工藝摘要：結(jié)合襄渝增建二線頂進(jìn)涵施工，詳細(xì)的介紹了頂進(jìn)涵施工工藝，重點(diǎn)對(duì)施工工藝進(jìn)行了探討，提出了施工安全保證措施，以完善施工頂進(jìn)施工工藝，達(dá)到保質(zhì)保量，安全快速完成施工任務(wù)的目的。關(guān)鍵詞：頂進(jìn)涵 施工 安全 線路目前，在既有線施工中頂進(jìn)涵因其施工的質(zhì)量與進(jìn)度直接影響到既有線行車安全及施工工期的保證，故備受各建設(shè)單位及施工單位的關(guān)注。由中鐵二十局集團(tuán)公司承建的襄渝鐵路增建二線安康-梁家壩段工程，在2009年安康-梁家壩K476+807頂進(jìn)涵施工中，該指揮部針對(duì)頂進(jìn)涵特殊的地質(zhì)條件及交通情況，不斷優(yōu)化施工施工方案、完善安全保證措施，保質(zhì)保量完成了施工任務(wù)，效果良好。1工程概

2、況襄樊至重慶增建二線設(shè)計(jì)時(shí)速為160km/h,既有線運(yùn)營(yíng)繁忙。襄渝二線安康至梁家壩段YDK476+807 1-3.0m頂進(jìn)箱涵位于四川省萬源市青化花鎮(zhèn)，為鄉(xiāng)村人行通道涵。該涵設(shè)計(jì)入口無提高節(jié)，高邊墻壓低（HT=3.5米）剛性聯(lián)合基礎(chǔ)，與線路正交，下穿既有襄渝鐵路及青花鋼廠鐵路，既有正線加固采用24mD型便梁，D型便梁兩端設(shè)置挖孔樁支墩（共四根），尺寸為直徑為1.5m混凝土圓樁，樁長(zhǎng)12m，鋼廠專用線因鋼廠貨運(yùn)業(yè)務(wù)極少，在頂進(jìn)施工中鋼廠專用線停用。該涵全長(zhǎng)24.15m，分4節(jié)采用分段中繼頂進(jìn)施作。該涵基底置于粉質(zhì)粘土及泥巖夾砂巖上，地基土容許承載力150Kpa。涵底標(biāo)高548.50米，板頂標(biāo)高5

3、52.25米，涵上既有正線軌頂標(biāo)高為556.503米，新建正線軌頂標(biāo)高556.50米。2施工工藝2.1施工準(zhǔn)備核對(duì)地質(zhì)情況，詳細(xì)了解列車通過次數(shù)及間隔時(shí)間，探查路基中埋設(shè)的地下管線及電纜等情況并及時(shí)報(bào)告設(shè)備管理單位拆除或改移影響施工部分，編制好慢行計(jì)劃提報(bào)路局，準(zhǔn)備好各種防護(hù)及搶險(xiǎn)用品。2.2開挖工作坑根據(jù)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇工作坑位置。工作坑頂進(jìn)端邊坡采用1:1，后背端及側(cè)邊邊坡均采用1:0.75，頂進(jìn)端坑頂距既有線中心距離3.3m。工作坑采用人工配合機(jī)械開挖。工作坑平面尺寸按以下原則確定：長(zhǎng)度前端空頂長(zhǎng)度頂進(jìn)框構(gòu)長(zhǎng)頂鎬長(zhǎng)度后背梁厚度后背厚度后端工作面；寬度頂進(jìn)框構(gòu)全寬兩側(cè)工作面寬度兩側(cè)集水

4、井和排水溝寬度。工作坑四周挖排水溝。工作抗開挖好后，應(yīng)檢查承載力是否滿足頂進(jìn)涵的要求，若土質(zhì)松軟，或基本承載力小于150Kpa，應(yīng)用級(jí)配砂石夯實(shí)以防不均勻下沉，底面還應(yīng) 結(jié)合滑板制造，做成沿頂進(jìn)方向頭高尾低的仰坡，以便在頂進(jìn)出現(xiàn)“扎頭”時(shí)調(diào)整到預(yù)期位置。施工準(zhǔn)備設(shè)置工作坑修筑滑板及設(shè)置潤(rùn)滑層修筑后背涵身預(yù)制開工前準(zhǔn)備工作頂進(jìn)作業(yè)恢復(fù)線路涵洞附屬工程圖2.1 頂進(jìn)涵施工工藝流程圖2.3 修筑滑板及設(shè)置潤(rùn)滑層2.3.1修筑滑板滑板采用C20鋼筋砼灌筑，厚20cm?；逍拗霸谄湎虏康鼗虾惶?0cm厚的碎石層。為增加抗滑力，滑板下每3米設(shè)地錨梁一道，與滑板一同澆灌。地錨梁上底40cm，下底30cm

5、，高40cm。地錨梁直接挖槽澆注，不需支撐?；屙乓笳駬v密實(shí)，表面平整度在2米長(zhǎng)度范圍內(nèi)凹凸差不超過3mm。施工時(shí)采用方格網(wǎng)控制高程法：用直徑16mm鋼筋頭埋入基坑內(nèi)，分成2×2m方格網(wǎng)，在灌筑砼時(shí)按點(diǎn)找平，以控制滑板面高程，待砼初凝后，頂面用厚度不大于2cm的M10水泥砂漿抹平壓實(shí)，其平整度力求最佳。再在其上涂刷12mm厚的機(jī)油滑石粉或噴涂2mm厚的石蠟，要求表面光潔平滑。在預(yù)制涵身之前，再鋪一層塑料布，以防止涵身底板與滑板粘連，減少啟動(dòng)阻力。設(shè)置潤(rùn)滑隔離層潤(rùn)滑隔離層由潤(rùn)滑層和塑料薄膜組成，其作法是：待滑板頂面干燥后，澆一層石蠟油，厚約2mm。澆灑時(shí)沿滑板長(zhǎng)度方向每米掛一道鐵絲，

6、作為石蠟厚度的澆灑標(biāo)準(zhǔn)，每澆完一格，用刨光的直木板馬上刮平，鐵絲拆除后的槽痕用噴燈烤熔整平。石蠟油凝固后，撒一層0.5mm厚的滑石粉，繼著鋪一層塑料薄膜，薄膜接縫處壓茬20cm并使茬口朝路基方向。為防止綁扎鋼筋時(shí)破壞塑料薄膜，在塑料薄膜上鋪一層23cm厚與框架同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿。2.4修筑后背頂力計(jì)算按橋規(guī)第2386條（2132）式： P=KN1f1+(N1+N2)f2+2Ef3g式中：P最大頂力（KN）K系數(shù)，取K1.2 g=10H1為軌底至涵頂高度，取H10m，H2為軌底至涵底高度，H2H1涵身全高04.44=4.44m；N1涵頂上荷載(t)，N1=0×20×3.7

7、15;=0（t）；f1涵頂部表面與頂部荷重之間的摩阻系數(shù)，取f10.3。N2涵身自重（t）。N2QL10（t）=15.38×20+10=317.6（t），式中Q為單位長(zhǎng)度涵身自重（tm），L為頂進(jìn)涵長(zhǎng)（m），10（t）為機(jī)具、人群、鋼刃角以及未能及時(shí)運(yùn)走的土重等施工荷重。f2涵身底板與基底土摩阻系數(shù)，取f20.8。E涵身兩側(cè)土壓力(t)。涵頂土壓e1=H1，涵底土壓e2H2 ，式中 0.3，1.9t/m3。E（e1+e2）HL2=112.4（t）f3側(cè)面摩阻系數(shù)，取f30.8。P=KN1f1+(N1+N2)f2+2Ef3×g=1.2×（0×0.3+317

8、.6×0.8+2×112.4×0.8）×10 =5207.1KN 后背施工后背組成為后背墻、斜撐和后背填土三部分（詳見圖2.2所示），后背墻采用C20鋼筋砼，在挖好工作坑后與滑板一起施工。后背墻墻后設(shè)3根斜撐（中間1根，兩端各1根），斜撐長(zhǎng)3m，寬1.0m，與墻身傾角為25°。后背墻墻厚1.5m，長(zhǎng)4.5m，基礎(chǔ)埋深經(jīng)簡(jiǎn)算后確定。后背抗傾覆檢算主要是檢算后背墻的基礎(chǔ)埋深是否能承受最大頂力而不發(fā)生位移，具體檢算過程如下（檢算過程中未考慮斜撐的支承力，只考慮了主動(dòng)和被動(dòng)土壓力，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2.2所示）：圖2.2 YDK476+807頂進(jìn)涵后背組成示

9、意圖及抗傾覆計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)靜力平衡條件M=0得:P×0.25+Ea×2t/3=Ep×(2t/3-1.2/3)地基土層為黏性土,黏聚力c=20KN/m2,重度=20KN/m3(近似將水土合算);內(nèi)摩擦角按=25°計(jì)。Ea為主動(dòng)土壓力：Ea=0.5H2Ka-2cH Ka1/2+2c2/其中Ka=tan2（45°-/2）= tan2（45°-25°/2）=0.41H=t求得Ea=0.5H2Ka-2cH Ka1/2+2c2/=4.1t2-25.6t+40Ep為被動(dòng)土壓力：Ep=0.5H2Kp+2cH Kp1/2其中Kp=1/tan2（

10、45°-/2）= 1/tan2（45°-25°/2）=2.46H=1.2+t求得Ep=0.5H2Kp+2cH Kp1/2=24.6t2+121.8t+110.8根據(jù)P×0.25+Ea×2t/3=Ep×(2t/3-1.2/3)（P為最大頂力5207.1KN）得：5207.1×0.25+（4.1t2-25.6t+40）×2t/3=（24.6t2+121.8t+110.8）×(2t/3-1.2/3)即t3+6.2t2-0.1t-98.3=0解之得t=3.24m也就是說后背墻基礎(chǔ)埋深3.24m即可滿足抗傾覆要求。

11、后背是頂進(jìn)的主要受力結(jié)構(gòu)，雖系施工臨時(shí)建筑物，但其作用很重要，必須安全可靠，故施工質(zhì)量一定要保證。特別是基礎(chǔ)埋入不能馬虎。2.5涵身預(yù)制預(yù)制施工程序在工作坑底板潤(rùn)滑隔離層上預(yù)制鋼筋砼涵身，首先要做好測(cè)量定位工作，使涵身中心線、工作坑底板中心線和頂涵中心線三者均在同一條直線上。預(yù)制的施工程序是：安裝底板模板綁扎底板鋼筋灌筑底板砼養(yǎng)護(hù)安裝側(cè)墻內(nèi)模綁扎側(cè)墻鋼筋安裝外模灌筑側(cè)墻砼養(yǎng)護(hù)安裝頂板內(nèi)模綁扎頂板鋼筋灌筑頂板砼養(yǎng)護(hù)拆模作涵身防水層及潤(rùn)滑設(shè)施。涵身外模采用組合鋼模板，內(nèi)模采用大面積鋼模板。外側(cè)模板用方木和鋼管支撐，內(nèi)模用碗扣式滿堂腳手架支撐。為了減少頂進(jìn)時(shí)的阻力，模板支立應(yīng)直順平整，不得出現(xiàn)鼓肚、

12、錯(cuò)茬現(xiàn)象。在涵身兩側(cè)墻前端（靠路基端）3米范圍內(nèi)的外模，向外放寬1厘米，使前端保持正誤差，尾部為負(fù)誤差，形成倒楔形。不能出現(xiàn)涵身前窄后寬的楔形現(xiàn)象。 所有主筋必須按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求采用加工施焊，并且將接頭進(jìn)行縱向打磨加工；為了便于砼的振搗，涵身側(cè)墻部位的水平鋼筋先間隔綁扎，隨砼灌筑再逐一綁上。焊接涵身底板鋼筋時(shí)，在施焊地點(diǎn)鋪設(shè)一塊為0.5m2的石棉板，隨焊接位置移動(dòng)，以免燒壞塑料薄膜隔離層。灌筑前要詳細(xì)檢查各部位的預(yù)埋件數(shù)量及安裝位置是否正確無誤。涵身砼分三個(gè)階段施工，先灌筑涵身底板（包括下梗肋），當(dāng)?shù)装鍙?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70后，再綁扎上部鋼筋，灌筑兩側(cè)邊墻至約3/4高度，最后再灌筑上部剩余邊墻

13、及頂板（包括上硬肋）。 為防止頂進(jìn)時(shí)出現(xiàn)“扎頭”現(xiàn)象，預(yù)制框構(gòu)時(shí)其底板前端50cm范圍內(nèi)作1:20的船頭坡，船頭坡在底板砼灌筑前用土坯制成2.6線路加固及架空線路加固為確保挖孔樁施工時(shí)，既有線路路基及道床穩(wěn)定，先對(duì)既有線路進(jìn)行加固，加固材料采用直徑為1.5m的鋼筋混凝土護(hù)筒，長(zhǎng)3m，埋入地面1.8m，出露1.2m，清理道碴并開挖至深度，將護(hù)筒埋設(shè)在一定承載力硬土，然后回填夯實(shí)。經(jīng)萬源工務(wù)車間同意，由萬源工務(wù)車間配合，在“天窗”點(diǎn)內(nèi)將樁范圍的砼軌外側(cè)用6米長(zhǎng)P60短軌墊起，以分散樁基位置軌枕因樁基開挖造成的側(cè)應(yīng)力。線路架空采用D型便梁架空線路。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況，由于既有線K476+6

14、80-K476+830段位于直線上，故選用D型鋼便梁，布置形式為甲式，縱梁位置為高位設(shè)置，根據(jù)D24型鋼便梁的布置形式（甲式）及縱梁位置（高位），軌底至梁底37.5cm，P60鋼軌高度為17.6cm，既有線軌面高程為556.503，故推算支墩頂高程為555.912。便梁兩端采用挖孔樁灌筑砼支承墩作為支點(diǎn)，臨時(shí)支墩達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后安裝鋼便梁。D型鋼便梁架設(shè)及拆除時(shí)，均在慢行及 “天窗點(diǎn)”內(nèi)進(jìn)行。2.7頂進(jìn)施工2.7.1試頂和涵身起動(dòng)試頂?shù)哪康氖抢^續(xù)檢查一下頂進(jìn)設(shè)備是否正常，頂力是否均勻，后背、滑板及涵體有無異狀，并使涵身與滑板分離。試頂時(shí)，油泵應(yīng)逐漸加壓，每次升壓后還要穩(wěn)定10分鐘，并對(duì)設(shè)備及滑板

15、、后背梁等發(fā)生的裂縫情況進(jìn)行檢查。頂進(jìn)頂進(jìn)工作的過程是：當(dāng)前方角處挖土完成一個(gè)頂程后，即開動(dòng)高壓油泵，使千斤頂產(chǎn)生頂力，通過傳力設(shè)備，借助于后背的反作用力，推動(dòng)涵身前進(jìn)。涵身前進(jìn)后，回鎬使千斤頂復(fù)原，然后在空檔處填放頂鐵，以待下次開鎬。如此循環(huán)往復(fù)，直至涵身就位。頂進(jìn)時(shí)注意以下幾點(diǎn)：圖2.3 箱涵頂進(jìn)施工示意圖涵身起動(dòng)后，開始為不切土的空頂，但此時(shí)需要注意控制好涵身頂進(jìn)的方向，切不可麻痹大意，以免產(chǎn)生較大的偏差，造成糾正困難。涵身沿正確方向入土后，至涵身入土1/2長(zhǎng)度前，是頂進(jìn)孔道定型階段，此時(shí)要嚴(yán)格控制中線偏移和水平高差，經(jīng)常觀測(cè)，及時(shí)進(jìn)行糾偏的調(diào)整水平。涵身入土超過1/2長(zhǎng)度后，孔道已基本

16、成型，除繼續(xù)掌握水平外，糾偏擺動(dòng)要小，注意防止涵身“扎頭”，涵身底板需吃土頂進(jìn)。安放頂鐵、頂柱要做到三個(gè)一致，即軸線一致、長(zhǎng)短搭配一致、位置一致。為減少頂柱自由長(zhǎng)度和增加穩(wěn)定性，每間隔4米頂柱長(zhǎng)設(shè)橫梁一道。每行頂柱間用方木頂緊，頂柱上填一層50-100cm厚的土層并夯實(shí)。為確保既有線線安全，頂進(jìn)時(shí)采用少挖多頂?shù)姆椒?，每次開挖頂長(zhǎng)度控制在30-40cm。頂進(jìn)過程中要對(duì)中線、高程、油表讀數(shù)、千斤頂開動(dòng)臺(tái)數(shù)、頂力、頂進(jìn)時(shí)間、頂進(jìn)距離等勤觀測(cè)、勤記錄，以供分析和為下一次挖土頂進(jìn)時(shí)采取糾偏措施提供依據(jù)。2.7.3頂進(jìn)挖土洞內(nèi)挖土采用人工方法，分上下兩層進(jìn)行，即要涵身內(nèi)設(shè)置挖土中間平臺(tái)。中平臺(tái)采用木制結(jié)構(gòu)

17、，安裝在涵身前端側(cè)墻螺栓固定的型鋼上。挖土按每米工作面1-1.5人布置勞力。挖土操作如下：每次挖掘進(jìn)尺控制在30-40cm，嚴(yán)禁超挖。開挖面寬度高度比涵身輪廓小10cm， 保證角切土頂進(jìn)，以利方向控制。挖土邊坡不大于1：0.8，挖土?xí)r應(yīng)掌握坡度的平整，由上向下開挖，嚴(yán)禁掏洞取土或出現(xiàn)倒坡，以利安全。涵身底面應(yīng)預(yù)留高出5-10cm 厚度的土層不挖，使底板吃土頂進(jìn)，減少“扎頭”。挖土工作利用列車通過間隔進(jìn)行，當(dāng)有列車通過時(shí)，應(yīng)停止挖土，人員離開工作面。發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備有故障不能頂進(jìn)時(shí)，亦應(yīng)立即停止挖土。挖土工作必須與觀測(cè)工作密切配合，根據(jù)偏差分析，決定挖土方法。2.7.4接長(zhǎng)車道運(yùn)

18、土接長(zhǎng)車道采用活動(dòng)架空車道?；顒?dòng)車道采用枕木架空，上鋪枕木作為路面。枕木前端搭在涵身底板尾部的枕木垛上，枕木垛隨涵身一同前進(jìn)，后端搭在頂柱枕木垛上。當(dāng)每前進(jìn)一定距離，枕木離開枕木垛后，拆除路面枕木，繼續(xù)在頂柱上往前搭設(shè)枕木垛，再搭上路面。2.7.5箱涵頂進(jìn)到位箱涵頂進(jìn)到位后，按設(shè)計(jì)要求在涵全長(zhǎng)范圍內(nèi)涵身兩側(cè)設(shè)置盲溝，盲溝出口和在通過正面鋪砌部分時(shí)留200泄水孔。3恢復(fù)線路箱涵頂進(jìn)到位后,及時(shí)拆除線路加固（便梁）。并對(duì)線路及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，補(bǔ)充道碴，找平軌面，撥正方向（此項(xiàng)施工均需在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行），然后會(huì)然后會(huì)同工務(wù)部門和設(shè)備管理單位共同檢查驗(yàn)收，辦理撤消要點(diǎn)及慢行計(jì)劃。4 施工安全保證措施嚴(yán)格貫徹執(zhí)行鐵道部現(xiàn)行的既有線施工運(yùn)輸安全管理規(guī)定、鐵路技術(shù)管理規(guī)程、鐵路工務(wù)安全規(guī)則、鐵路線路維修規(guī)則和有關(guān)既有線上施工安全的規(guī)定。按既有線施工運(yùn)輸安全管理規(guī)定和鐵路工務(wù)安全規(guī)則設(shè)置施工安全防護(hù)，駐站聯(lián)絡(luò)員、現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)人員應(yīng)由經(jīng)過考試合格的