談鐵路防護套管頂進工程施工

惠 博

(山西三晉地方鐵路開發集團有限公司,山西 太原 030002)

談鐵路防護套管頂進工程施工

惠 博

(山西三晉地方鐵路開發集團有限公司,山西 太原 030002)

以永固—臨汾天然氣輸氣管道穿越南同蒲鐵路K633+737處防護套管工程為例，系統地介紹了鐵路頂管施工過程，并著重對糾偏的預防與措施和沉降的觀測進行了分析，為以后的工程施工起到指導作用。

工字鋼，頂鎬，鋼軌滑道，吊軌，木枕

1 工程概況

1.1工程簡介

永固—臨汾天然氣管道穿越南同蒲鐵路K633+737處鋼筋混凝土防護套管工程，施工過程中鐵路不停運，限速45 km/h行進。設計要求頂管總長60.9 m，防護套管中心線與鐵路中心線之間成90°夾角，軌底到管頂覆土高2 m

1.2地質情況

1.2.1地形、地貌及氣象條件

穿越處地貌屬于臨汾東岸二級階地，地勢基本平坦。臨汾市區占據汾河谷地，呈現出明顯的溫帶大陸性季風氣候特征，年平均降雨量為550 mm～600 mm，降雨集中分布在七、八、九三個月。年平均氣溫12.2 ℃，其中，七月份氣溫最高，月平均氣溫26.3 ℃，而一月氣溫最低，月平均氣溫4.4 ℃，極端最低氣溫-25.6 ℃，最高氣溫41.8 ℃，全年無霜期180 d～200 d，常年主導風向為東北向，其次為西南風。

1.2.2地基土巖性構成與特征

根據鉆探揭露的地層及沉積旋回特征，綜合分析判斷：勘察深度范圍內，場地地基土均勻，場地穩定，主要為近期場地表面的雜填土及第四系更新統河流沖積、洪積層。管址場地的巖土構成與工程特性如下：

第③層粉質粘土：紅褐色，可塑，土質均勻，無搖振反應，稍微又光滑，干強度高，韌性中等，中壓縮性，該層地基承載力fak=160 kPa，該層未揭穿。

勘測期間實測穩定水位位于地面以下9.0 m，且場地地下水對鋼筋混凝土不具腐蝕性。

2 頂管施工方法及注意事項

工程的施工工序如下：測量放線→制作工作坑→現澆混凝土后背墻→安設導向軌→整體后背梁安設→線路加固→安裝頂鎬并進行連接→按規范接通電源，并進行設備的調試工作→開始正常頂進至頂進管節就位→拆除線路加固→設置地面標志樁→回填工作坑，撤場。

2.1工作坑布置

工程中設有工作坑一處，采用大開挖方式，機械開挖人工配合清底。工作坑長7.1 m，寬度為6 m，上部1∶1放坡，下部由Ⅰ45c工字鋼圍擋，布置在線路西北側；基礎采用30 cm厚碎石墊層上澆筑30 cm厚C25混凝土。施工前首先對場地進行清理，開挖后在工作坑四角布置集水井各一個，并配備水泵4臺，隨時做好防汛準備。如遇下雨要對基坑邊坡采用彩條布進行覆蓋，加強對基坑邊坡觀測，保證基坑穩定及安全[1]。

后背采用雙排Ⅰ45c工字鋼。為保證千斤頂頂力均勻地傳遞到后背樁上，在后背墻與千斤頂之間設置C25鋼筋混凝土分配梁。后背梁的厚度為0.3 m，面積為H×B=1.6 m×4.0 m，待鋼筋混凝土達到設計強度后方可頂進。

鋼軌滑道采用P50鋼軌，釘有足夠的道釘，并安設防爬器[2]。相距40 cm鋪設一根木枕，木枕間用道碴填充。導軌為定向軌道，坡度為平坡。為加強導軌抗滑性，導軌后端伸入分配梁內，與分配梁成為一體。

2.2線路加固

首先應對線路進行一次全面整修，使其幾何尺寸達到維修標準。然后采用縱橫型鋼和3-5-3扣軌加固線路。具體步驟如下：

1)在加固段的鋼軌下每隔四孔穿一根木枕，并將U型卡子放入枕木盒內。

2)在未穿木枕的孔內穿入橫向HM250×175H型鋼，型鋼兩端放在兩層高的枕木垛上，在作業時隔二孔穿一孔，并搗固密實。

3)安裝縱梁HM250×175H型鋼，其內側距線路中心2 m，縱梁放在橫梁上，兩端放在兩層高的枕木垛上并支撐牢固。3-5-3扣軌與縱橫梁連接U型卡采用雙螺帽方式，扣軌端部做好保護。

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2.3頂進作業

防護套管采用《京橋通-5002BSY-GJ06-96》鐵路頂管通用圖中管內徑1 550 mm鋼承口柔性接口鋼筋混凝土鐵路防護套管。采用人工挖土頂進施工，挖出土裝到土斗車里，再拉出管道，然后吊至地面裝車運走，頂進工藝流程如圖1所示。圓管頂進速度取決于洞內出土速度。套管所能承受最大頂力為6 100 kN，施工中控制頂力不得超過上述數值。防護套管管頂至鐵路軌底距離(套管埋深)為4.0 m。

2.3.1方向控制

圓管在底板上穿頂時，可由方向墩控制頂進方向。當圓管涵脫離底板后，通過調整兩側頂鎬布置，結合挖土來控制頂進方向。圓管頂進最重要的是第一節管的頂進，第一節管頂的好，后面的管子就容易把握好方向。在第一節圓管的頂進中，須隨時觀測其高度和平面位置，把握頂進方向，注意頂進速度及頂力。

2.3.2糾偏措施

該工程中，套管中心線與鐵路中心線夾角為90°，方向容易控制。圓管頂進前要校正其方向，頂進時，兩側均勻挖土，不允許超挖。若頂進中方向發生偏差，要及時糾偏。發生偏差時，可采用偏頂糾正、挖土糾偏、后背頂鐵來調整等[3]。

糾偏的決策來源于測量數據，每頂一鎬必須進行方向和標高測量。在圓管中軸線前后設置方向觀測點，管頂設置標高觀測點。在圓管頂進過程中，用經緯儀、水準儀及全站儀測量管道的位置、標高，并做好對應的記錄。現場技術人員要隨時檢查測量記錄，根據測量數據描繪頂程與頂力關系曲線以及頂程與方向高差的關系曲線，用控制圖來控制圓管頂進質量。

3 沉降觀測

為了了解基坑開挖和圓管頂進中對周圍環境以及鐵路線路的影響，確保基坑周圍和頂進區域鐵路線路的安全性，要隨時進行動態監測。

3.1監測點的布置

1)水平位移和垂直位移監測：每隔2 m布置沉降監測點，且每邊不小于3個監測點，關鍵部位適當加密。

3)水位監測：沿基坑周邊頂管軸線每隔20 m布置水位監測點；在基坑中央和周邊拐角處布置水位監測點；在線間不影響行車安全的位置布置頂管軸線水位監測點。

3.2現場目測巡

1)施工工況：工作坑開挖后，要嚴格分析土質情況與設計院的勘查報告有無差異；基坑開挖長度、寬度、深度是否與設計要求一致；基坑積水排放狀況是否正常；基坑周圍地面堆載情況是否符合施工要求。

2)基坑周邊環境：地下管道有無破損、泄漏、高危等情況；周邊建筑物有無明顯裂縫；鐵路線路周圍有無國防電纜、同軸電纜等；周邊道路有無裂縫、下沉等。

3)監測設施：基準點、觀測點是否完好；有無影響觀測工作的臨時堆砌物；測量儀器是否校核以及保護情況。

3.3監測頻率

基坑監測工作貫穿于整個工程施工的全過程。基坑開挖前應進行3次觀測，觀測值的平均值作為初始值；基坑開挖前期兩天觀測一次；基坑開挖至底板澆筑完成，每天觀測一次；頂進期間每天觀測一次，重點觀測頂進區域，可適當增加臨時觀測點。若基坑、周圍環境發生變形時，加密觀測。

3.4監測要求

水平位移監測精度要求1.5 mm，垂直位移監測精度要求0.3 mm，地下水位監測精度要求±1 cm。

支撐頂水平位移和垂直位移速率不超過3 mm/d或累計不超過50 mm；地表沉降速率不超過30 mm/d或累計不超過30 mm。

4 結語

頂管工程不對現有的交通進行阻斷，在鐵路施工中運用越來越多。該文以永固—臨汾天然氣輸氣管道穿越南同蒲鐵路K633+737處防護套管工程為例，系統地介紹了鐵路頂管施工過程，并著重對糾偏的預防與措施和沉降的觀測進行了分析，體現了機器與人工之間合理的配合。為以后的工程施工起到指導作用。

[1] CECS 246：2008，給水排水工程頂管技術規程[S].

[2] 劉國彬，王衛東．基坑工程手冊[M].第2版.北京：中國建筑工業出版社，2009.

[3] 余彬泉，陳傳燦.頂管施工技術[M].北京：人民交通出版社，2003.

Discussiononjackingconstructionofprotectivesleeveforrailway

HuiBo

(ShanxiSanjinLocalRailwayDevelopmentGroupCo.,Ltd,Taiyuan030002,China)

Based on the protective sleeve jacking construction through the South Tongpu railway K633+737 in the Yonggu-Linfen natural gas pipeline project, the paper systematically introduces the jacking process. Emphatically analyzed the prevention measuresand rectification of jacking direction, which play a guiding role for the future construction.

I-section beam, jack, rail slideway, overhead rail, wooden sleeper

1009-6825(2017)29-0149-03

2017-08-07

惠 博(1993- )，男，助理工程師

TU941

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