張磊

摘要：頂進涵洞是在既有線鐵路施工中比較普遍的施工工藝，頂進施工從基坑開挖、箱身預制、便梁架設、頂進、箱身回填到線路恢復結束，需要注意的施工要點很多，筆者結合自身在本工程施工中的經(jīng)歷及心得，對頂進涵洞做一簡單介紹，對以后同類施工具有一定的指導意義。

關鍵詞：箱身預制 頂進 挖孔樁

1 工程概況

橋上線路情況：既有寧啟線改建為寧啟上行線，新建寧啟下行線。新建線間距為9.8m，位于直線段，上行線縱坡為0‰，下行線為2‰。新建箱身：結構凈寬8m，凈高5.6m，順道路方向全長25.8m，其中兩側各含3.0m長U槽，箱身兩端洞口頂面設電纜槽及板式欄桿。箱身之間10cm灌填M10水泥砂漿，上部深5cm填塞瀝青砂漿。框架設計最大基底應力為78.7KPa，基礎位于②3粉質粘土層上，σ。=150KPa，滿足設計要求。其中，寧啟線K114+

972.5處1-3m既有框架涵接長，為了滿足地方管線過鐵路需求，根據(jù)寧啟線鋪架線路的工期要求，目前該框架涵已經(jīng)采用架設24m便梁的施工方法，現(xiàn)澆接長施工完畢。增建立交橋采用頂進施工，工作坑設置在線路北側，線路采用D24m便梁防護，由北向南依次頂進就位，工作坑內(nèi)采用集水井降水。

2 施工工藝

2.1 工作坑開挖

工作坑采用機械分層開挖，預留10cm人工開挖，工作坑兩側澆筑C25混凝土排水溝和集水井抽水，保持工作坑干燥無水。

2.2 碎石墊層、制作滑板、后背梁、預制箱身

基坑開挖到位后，要按照施工圖紙的要求依次做好碎石墊層、滑板、后背梁，為箱身頂進施工做好支撐?；逡凑帐┕ひ蟛捎肅25混凝土，內(nèi)置φ12鋼筋網(wǎng)片。在滑板下每隔3m設置一道防爬槽，滑板砼要求振搗密實，表面平整度在2米長度范圍內(nèi)凹凸差不超過3mm。施工時采用方格網(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)，在灌筑砼時按點找平，以控制滑板面高程，待砼初凝后，再在其上涂刷石蠟機油潤滑層，要求表面光潔平滑，在潤滑層上及時沾鋪塑料薄膜，以防止框構滑板與滑板粘連，減少啟動阻力。

在工作基坑底板潤滑隔離層上預制鋼筋混凝土箱身。箱身預制的施工順序是：在工作坑滑板上安好箱身底板?！壴装邃摻睢嘀装寤炷痢B(yǎng)護→安內(nèi)模→綁扎側墻及頂板鋼筋→安外?！鷿仓葔绊敯寤炷痢B(yǎng)護→拆?！飨渖肀Ｗo層及潤滑設施。

2.3 框架涵頂進步驟

①在既有線下，采用擋碴木板、螺紋鋼防護既有線的方法依次施工1#、2#、3#、4#便梁支墩；②在既有1-3.0m涵洞上方及1#和2#支墩上架設D24m便梁，便梁架設完畢后，便梁下方擬頂進的B框架位置進行土方開挖，然后頂入B框架（圖1）。③B框架頂進結束后，B框架兩側路基回填，移動便梁，將便梁一端支在B框架上，一端支在3#、4#支墩上，在便梁支墩B框架處應靠近邊墻位置架設，便梁架設完畢后，便梁下方擬頂進的A框架位置進行土方開挖并鑿除1#、2#支墩，然后頂入A框架（圖2）。④A框架頂進結束后，A框架兩側路基回填并夯實，然后依照圖紙施工轉正塊混凝土，待混凝土達到強度后，線路回填道碴，搗固，拆除便梁，線路養(yǎng)護滿足要求后線路交驗。

3 箱身頂進

3.1 箱身頂進前的準備工作（頂進施工工藝見下頁流程圖）

①頂力計算及油頂布置。根據(jù)本橋現(xiàn)場實際地形及施工條件，頂進采用機械挖土，人工進行配合。箱身最大頂力按下式估算，以合理配置油頂數(shù)量。

P=k[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3+RA]

其中：P——最大頂力（kN）；N1——橋涵頂上荷載，取0；f1——橋涵頂面與頂上荷載的摩擦系數(shù)；N2——橋涵自重（kN）；f2——橋涵底板與基底土的摩擦系數(shù)，取1；E——橋涵兩側土壓力（KN）；f3——側面摩擦系數(shù)，取0（邊挖邊頂?shù)氖┕し椒?，不考慮側面摩擦力）；R——鋼刃角正面阻力，取0；K——系數(shù)，采取1.2。

根據(jù)設計圖紙知，最重立交箱身自重11258kN（混凝土433m3），初步計算最大頂力11258×1.2=13510kN，安裝3200kN油頂8臺， 每臺油頂最大頂力13510÷8=1689kN，占油頂允許最大頂力的52.8%，未考慮液壓墊效果。預制箱身在液墊作用下的最小頂力為11258×0.4=4503.2kN。（圖3）

②頂進前準備及其他要求。a實施頂進要對箱身進行保護，箱身的兩側在施工過程中會與土進行接觸，需要涂聚氨酯防水涂料兩層，以放箱身在施工中被腐蝕，影響施工進度；對于箱身的頂部要做好做好TQF-1防水層及C40玻璃纖維混凝土保護層；對于箱身的前端除了拉桿螺栓外，整體要用水泥砂漿修補后方可使用。b檢查后背梁與箱身尾部之間的距離，檢查頂桿與箱尾后背是否垂直，要保證二者之間呈垂直狀態(tài)，檢查液墊管路是否順暢，若不順暢，則不能進行施工。c檢查箱身砼強度是否合格，只有強度達到100%以后，才可以進行試頂，試頂?shù)倪^程中要安排專人負責觀察后背的變化，一旦發(fā)現(xiàn)后背出現(xiàn)異常情況，需要立即停止試頂，及時加固處理。

3.2 線路加固，便梁架設 頂進時線路采用D24便梁防護加固。詳見線路加固。

3.3 箱身頂進施工方法及工藝

3.3.1 機具設備及安裝。①液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)由動力機構（高壓油泵）、操縱機構（控制閥、調節(jié)閥電氣集中控制臺）、執(zhí)行機構（千斤頂亦稱頂鎬）、輔助裝置（油箱油管、液壓元件、壓力表等）組成。②傳力設備。頂進橋涵的傳力設備有：頂鐵、頂柱、分配橫梁和頂柱橫梁等。③設備安裝、調試和試頂。箱身的后背梁建成后，即可安裝頂進設備。a安裝、調試：施工過程中需要事先準備數(shù)量充足的千斤頂，在安裝好后需要對頂進的箱身進行調試，調試的方面包括檢查液壓元件是否可靠，千斤頂能否正常運行，管路有否泄露等等，通過這一系列的調試檢查，使溢流閥的壓力保持正常運轉，并逐步加大油壓力來推動箱身運行，檢查后背的變化是否異常等。b試頂：試頂時要安排專門人員在各關鍵部位和節(jié)點觀察箱身的變化并做好記錄，試頂?shù)拈_始是以箱身運動為起始點，為了保證試頂工作的順利進行，需要保證箱身中線、水平和縱向位移這幾個關鍵點處于正常的位置，壓力表的數(shù)值保持在0.97左右，隨著所有千斤頂?shù)囊黄痦敵?，管道?nèi)的油壓在變化著，油壓升高5～10MPa時要隨時注意觀察，如果發(fā)現(xiàn)異常，要及時進行處理。試頂結束后，要對所有的設備進行全面的檢查，如果發(fā)現(xiàn)有些設備出現(xiàn)問題，要及時進行維修，如果設備各部分良好，則可以進行正式的頂進作業(yè)。

3.3.2 頂進施工。①組織檢查：頂進作業(yè)開始前要做好現(xiàn)場設別的檢查工作，檢查的項目包括：頂進線路上部是否進行了加固，頂進設備是否能正常運行；現(xiàn)場照明設備是否放在準確的位置且能夠正常使用；觀測記錄人員是否有相應的操作資格；施工人員是否與鐵路運行單位之間溝通良好，是否掌握了列車的運行時間。②頂進：頂進的操作流程是：開動高壓油泵，千斤頂在液壓力的作用下產(chǎn)生頂力，推動箱身前進。通常情況下，推動的頂程一般為190～800mm，每次頂進行程最大控制在500mm。箱身前進后使千斤頂?shù)幕钊貜驮?，在空擋處填放頂鐵，以待下次開鎬，如此循環(huán)往復，直至箱身就位。頂進過程中應注意下列事項：a箱身在頂進的過程中為了保障施工進度，加快挖土出土速度，最好實行三班倒的連續(xù)作業(yè)，施工人員休息機械不休息的原則，保持箱身不斷頂進。b箱身操作人員在交班的時候要對箱身設備諸如千斤頂、油泵液壓系統(tǒng)等關鍵設備進行全面的檢查，確定設備保持良好的狀態(tài)才可以繼續(xù)進行操作，對于檢查設備的情況要做好記錄，交接班好繼續(xù)操作要按照原來的箱身方向和高程狀況。c頂進操作時注意施工安全，保障施工人員的人身安全，要做到頂柱和后背不準站人，防止頂柱弓起崩出等突發(fā)狀況的發(fā)生，威脅施工人員的安全。d頂進箱身的施工要注意把握好時間，要在列車運行間隙時施工，禁止在列車通過線路時實施頂進，保障列車的運行安全。另外要在便梁支墩上設置觀測樁，注意測量D24便梁支墩的位移。e安排專業(yè)的線路工定期地對線路上部的施工便梁及線路情況進行檢查，并將每次檢查的結果進行詳細的記錄，一旦發(fā)現(xiàn)因箱身頂進而引發(fā)的線路橫向變形要及時上報有關部門，及時糾正，加強對線路的養(yǎng)護。

4 箱身兩側回填

箱身頂進就位后，箱身兩側采用級配碎石回填，靠近基坑底部級配碎石采用小型打夯機進行夯實，靠近便梁底部小型打夯機無法使用，采用C15混凝土回填，以確?；靥钯|量。

5 恢復線路

待箱身兩側回填結束，且便梁下方澆筑的C15混凝土達到強度后，根據(jù)封鎖慢行計劃，并盡快拆除便梁，逐步恢復線路，具備恢復線路條件的第一天先從慢行45km/h恢復至60km/h，第二天從60km/h恢復至80km/h，第三天恢復常速。

6 結束語

頂進施工看似簡單，實際上在施工中應該重點檢查液壓系統(tǒng)、頂鐵安裝和后背變化，箱身每前進一頂程應觀測軸線和高程，發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。同時要對既有線路及便梁勤觀測，保證不影響既有線路行車安全。

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