鐵路既有線頂進涵施工關鍵技術的分析

趙進龍

摘要：在各類鐵路施工越來越多的情況下，穿越既有鐵路線路的頂進涵施工變得愈發頻繁，而且相關技術也在不斷成熟。在本文中，針對鐵路既有線頂進涵施工的關鍵技術進行了深入分析，并在這一基礎上進一步研究了該施工方式存在的影響施工質量的問題。通過分析這些問題并制定解決方案，希望能夠進一步提升我國的鐵路既有線頂進涵施工水平，為鐵路線路施工的順利進行做出應有的貢獻。

關鍵詞：鐵路既有線頂進涵施工;關鍵技術;施工質量

Abstract： In the case of more and more railway construction， the jacking culvert across the existing railway lines has become frequent， and the related technology is also maturing. In this paper， the key technology of jacking culvert construction of existing railway lines is deeply analyzed， and on this basis， the existing problems affecting construction quality are further studied. Through the analysis of these problems and the development of solutions， it is hoped that the construction level of jacking culverts on existing railway lines in China can be further improved to contribute to the smooth construction of railway lines.

Keywords： Jacking culvert construction of existing railway line; key technology; construction quality

一、前言

所謂頂進涵施工，就是在涵洞必須穿過原有鐵路線路基的情況下，針對原有的鐵路線路進行有效的加固，并在這一基礎上使用千斤頂等設備直接將預制的涵身頂進線路之下的一種施工方式。采用這種方式進行施工，能夠在施工進行的過程中保障既有鐵路線的部分或全部運行能力，避免涵洞施工導致鐵路線路運行癱瘓，因而該施工方式具有相當大的應用價值。但是必須看到，在施工過程中，由于關鍵技術的應用不充分以及其他一些原因，導致施工質量缺乏穩定的保障[1]。這種情況一方面導致施工過程中鐵路的運行能力受到了更大的不利影響，另一方面也導致施工后涵洞的質量無法達到最佳水平。針對這一情況，本文對頂進涵施工的關鍵技術和影響施工質量的問題進行了深入研究。通過本研究，希望能夠進一步加強頂進涵施工的水平，從而在施工過程中實現對鐵路線路的有效保護。

二、頂進涵施工操作的關鍵點

（一）工作坑開挖作業

在頂進涵施工流程中，包括工作坑開挖、設備安置、試頂、頂進、箱涵就位、既有線路恢復、驗收和移交等幾個方面（詳細流程見圖1）。其中，工作坑開發是頂進涵施工中的基礎性工作。在施工開始之前，需要根據箱涵的結構與尺寸、設計涵洞里程設計工作坑的尺寸，并在這一基礎上使用人工與挖掘機械相結合的方式開挖工作坑。在挖掘時，需要留出300 mm左右的余量用于整平和清理，從而避免工作坑開挖對路基造成損壞。此外，在開挖工作坑的過程中，選擇開口位置也是保障施工質量的關鍵。開口位置過高，會導致路基受到嚴重破壞，進而導致施工過程中和施工之后鐵路無法正常運行。如果開口位置過低，不僅會加大施工難度，而且會導致涵洞尺寸無法符合設計要求。在確定開口位置時，需要對設計方案與施工現場既有鐵路線路進行全面的評估與分析，并在這一基礎上確定涵洞開口的位置[2]。此外，在完成挖掘工作坑任務之后，還需要對工作坑進行全面的驗收和檢查，并針對檢查中發現的工作坑尺寸、平整度等方面存在的問題進行處置。

（二）滑板潤滑表觀層的構置

在進行頂進涵施工之前，還需要進行滑板潤滑表觀層作業。在操作步驟與要點方面，首先需要夯實作業坑的坑底地面，之后使用C15工程水泥對坑底地面進行鋪設作業，從而構建出合適的墊層。在鋪設厚度方面，最佳的鋪設厚度應為200 mm。具體鋪設厚度可以根據施工方案和現場環境進行微調。在完成坑底鋪設之后，在坑底每隔1 m設置一道鐵絲，并向坑底均勻噴灑溫度為150 ℃的石蠟與15%工業機油充分混合的潤滑劑并做好平整工作。在完成這一步驟之后，向潤滑劑上鋪設一層塑料紙。進行滑板潤滑表觀層的構置的目標是減少頂進施工過程中的阻力，提升施工的工作效率，因而這一過程需要謹慎操作，避免滑板不平整等原因導致施工無法順利進行。

（三）既有鐵路線的基礎加固

在進行頂進涵施工的過程中，還需要施工企業負責加固既有鐵路線路，以確保施工過程中鐵路線路能夠保持部分或全部運營能力。在具體步驟方面，首先，需要在線路的路基兩側構筑臨時性支撐墩，之后搭建具有較大承載能力的便梁，從而保障施工過程中鐵路的堅固程度（支撐墩和便梁主要用于支撐路基和枕木，避免頂進涵施工導致路基塌陷或枕木出現位移。詳細情況見圖2）。為保障施工過程中鐵路的安全運行，在施工時需要施工單位與鐵路部門溝通，適當降低列車的行駛速度。在進行加固施工的過程中，最重要的工作之一就是保障材料具備足夠的強度。只有如此，才能在施工過程中保障既有鐵路線路的安全運行[2]。同時，為進一步加強施工過程中涵洞的堅固性，還需要在施工過程中對鐵軌和枕木進行加固。

（四）頂進過程中的找正方法

在進行頂進作業的過程中，詳細的工作內容包括安置千斤頂和后背梁、使用千斤頂進行頂進作業、后背堆土等。詳細的頂進流程見圖3。此時，箱涵所受的力包括推力、阻力、橫向推進力和縱向負載等。在這些力的作用下，頂進過程往往會出現偏差。針對這一問題，也需要采用關鍵技術進行有效的預防與控制。具體來說，在實際操作環節中需要進行科學的找正，并對偏移進行及時修正，從而保障施工的效率和質量。在具有方法方面，首先，在施工過程中，必須避免作業區域存在積水。為達到這一效果，需要在作業區存在積水的情況下使用抽水機及時排出積水，并盡量避免在降水環境下作業。在頂進作業時，首先必須在箱涵未進入作業面時對箱涵的位置進行系統的測量，并對出現的偏移量進行修正，從而保證頂進位置的準確性[3]。在這一基礎上，箱涵頂進50%之后，需要對頂進的尺寸與位置（水平與垂直位置）進行找正，并對偏差進行及時的修正。一旦頂進長度超過箱涵總長度的50%，之后進行修正的難度就會大幅度增加，不利于工程的順利進行。在找正過程中，最常用的方法是調節箱涵兩側的挖土方量，實現兩側行進阻力相等。在這基礎上，針對箱涵的偏移量進行反向調整。

三、鐵路既有線頂進涵施工中存在的關鍵問題

（一）準備工作不充分

在當下，導致鐵路既有線路頂進涵施工質量不穩定的最重要原因之一就是施工準備工作不充分。在具體表現方面：

1. 在進行施工準備的過程中，部分施工企業對施工現場環境沒有進行系統的測量與評估，或者由于技術水平有限導致測量和評估結果不準確。在這一前提下，施工過程中的箱涵頂進質量也就無法得到充分的保障[4]。

2. 在進行施工準備時，施工方對于施工場地的平整缺乏足夠的重視，這一問題也導致后期頂進施工過程中頂進作業的阻力無法得到有效的控制，進而加大了施工的難度。

3. 在進行雨季施工時，部分施工企業沒有對施工場地進行有效的防護，導致施工場地積水，進而影響施工的正常進行。在施工準備工作不充分的前提下，后續的施工過程會出現更多的困難和問題，并導致施工質量缺乏穩定的保障，

（二）箱涵預制工作機制不完善

在既有鐵路線路頂進涵施工中，箱涵的預制也是一項重要的工作內容。在箱涵預制中，關于各項工作流程都有比較嚴格的規定，以保障箱涵的質量。但是在實際工作中，部分施工企業并未嚴格遵循預制工作流程進行箱涵預制工作，導致箱涵質量不過關，進而對之后的施工進程和整體施工質量造成嚴重的不利影響。此外，在箱涵預制過程中，還需要保障箱涵刃腳的牢固與穩定，從而避免頂進過程中刃腳發生偏移或脫落，導致施工被迫中斷。但是在當下，我國一些施工企業對這一問題缺乏足夠的重視，或者由于自身技術水平有限導致箱涵刃腳沒有得到充分的固定。在這樣的情況下，施工過程中的質量問題也就無法得到及時的避免[5]。

（三）千斤頂支撐面強度不足

在頂進涵施工中，由于需要使用千斤頂將預制箱涵頂進路基下的涵洞中，因而需要給予千斤頂非常大的支撐力。在這樣的情況下，頂進涵施工中千斤頂支撐面的構建也就成為一項重要的工作內容。在施工過程中，一般使用混凝土作為千斤頂的支撐面。但是在一些施工企業中，其構建的千斤頂支撐面強度不能滿足頂進施工的需求，導致頂進過程中支撐面產生破裂等問題。這一問題的出現，不僅導致施工進度被延緩，而且會導致頂進過程發生不可控的偏移，造成施工質量問題或安全事故。之所以產生該問題，一方面是由于部分企業采購的水泥、鋼筋等材料不合格，另一方面則是由于千斤頂支撐面的構建沒有按照施工設計方案的要求進行。想要保障頂進涵施工的順利進行，就必須解決該問題。

（四）設備使用方法不規范

在頂進涵施工中，影響施工質量的另外一個關鍵問題就是施工設備的使用。在施工過程中，千斤頂等設備的使用也需要嚴格遵守使用規程。只有如此，才能有效保障施工質量。但是在一些施工企業中，一方面部分施工人員的工作能力與業務素質有待提升，導致其在施工過程中無法按照相關規程操作設備。另一方面，部分設備由于沒有進行充分的保養和檢修導致其工作狀態不穩定，無法按照既定的施工流程穩定運行。在設備的應用存在問題的基礎上，施工企業也就無法對施工質量進行有效的控制，導致施工過程中出現各種質量問題。

四、加強鐵路既有線頂進涵施工水平的措施

（一）進行充分的準備工作

為保障頂進涵施工的順利進行，預防和控制各種質量問題，施工企業首先就必須做好施工前的準備工作，為施工質量的穩定提供有力的保障。在具體措施方面：

1. 在施工之前，施工企業需要針對施工現場環境與施工方案進行全面的研究與評估，并在這一基礎上制定科學的質量控制措施。只有如此，才能在準備階段保障質量控制的效果。

2. 在施工準備過程中，還需要使用壓路機等機械設備對施工場地，尤其是作業坑底面進行細致的平整工作，避免過大的阻力導致頂進工作無法順利完成[6]。

3. 在雨季施工時，需要在出現降水天氣時停止施工，并對施工現場做好防護。一旦出現積水，就需要在降水停止之后使用抽水機等設備及時排水。在積水量較小的情況下，可以采用人工排水方式進行排水作業。只有做好施工準備工作，才能保障后續施工的順利進行。

（二）完善箱涵預制工作機制

為保障頂進涵施工的整體質量，還需要在現有的基礎上進一步完善箱涵預制工作機制。在具體措施方面，首先，施工企業必須制定嚴格的箱涵預制規程并嚴格執行。具體來說，包括測量定位—設置隔離層—捆扎底板鋼筋—設置加固內（外）模—澆筑—養護—防水處理等。只有嚴格遵循工作流程，才能夠保障預制箱涵的質量。此外，在進行預制箱涵工作的過程中，還必須確保箱涵刃腳的堅固，采用預埋螺栓對刃腳進行全方位加固，避免施工過程中刃腳脫落或偏移。在箱涵刃腳質量穩定的前提下，施工的整體質量也就能夠得到更加有力的保障[7]。

（三）對千斤頂支撐面進行加固

在進行頂進涵施工的過程中，還需要針對千斤頂的支撐面進行有效的加固，以保障施工的順利進行。在具體措施方面：

1. 施工企業需要采購質量優秀的鋼筋與水泥作為千斤頂支撐面的施工材料，并保障材料儲存在良好的儲存環境內。在這一基礎上，千斤頂支撐面的質量就能夠得到比較好的基礎保障。

2. 在進行支撐面構建的過程中，需要充分利用施工現場的地形地貌進行支撐面的形狀設計，并在施工過程中通過攪拌避免支撐面混凝土構件中存在空隙。只有如此，才能保障千斤頂支撐面的強度，便于后續施工的順利進行。

（四）規范設備使用方法

在進行頂進涵施工管理的過程中，施工企業需要針對施工設備進行科學的管理與使用，從而保障設備使用方法的科學性，進一步保障施工質量。在具體方法方面：

1. 施工企業需要對員工進行更加系統的培訓，使其使用設備進行施工以及維護保養設備的能力得到提升。在這一基礎上，施工企業就能夠在更大程度上利用現有設備保障施工的效率與質量[8]。

2. 在施工過程中，施工企業必須對現有的設備進行全面的維修與保養，保障設備性能的穩定性，避免施工過程中設備突然出現故障影響施工進度和質量。

五、結語

綜上所述，在當下，一些施工企業在進行頂進涵施工作業的過程中，存在一些需要解決的問題，導致施工過程中各種關鍵技術無法得到充分應用，因而造成施工效率和施工質量無法達到最佳。針對這些問題，本文制定了進行充分的準備工作、完善箱涵預制工作機制、對千斤頂支撐面進行加固以及規范設備使用方法等解決措施。在采用了這些措施之后，頂進涵施工的水平就能夠得到進一步提升。通過上述解決措施，希望能夠為頂進涵施工效率與質量的提升做出應有的貢獻，提升我國道路施工企業的頂進涵施工水平。

參考文獻：

[1]苗承君.鐵路既有線頂進涵施工技術及安全質量控制研究[J].中國標準化， 2019，15（08）：84-85+88.

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[3]羅福亮.鐵路既有線下穿式頂進涵施工關鍵技術[J].科技創新導報， 2018，15（35）：40-41.

[4]冒鋒.鐵路既有線頂進涵施工關鍵技術及質量控制研究[J].建筑技術開發， 2018，45（08）：37-38.

[5]吳文華.現澆門樁結構在鐵路既有線頂進涵施工中的運用[J].科技創新導報， 2018，15（08）：73-76+78.

[6]郭勇.鐵路既有線頂進涵施工關鍵技術與安全質量控制[J].科技與創新， 2017，11（21）：114-115.

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[8]宋章倫，胡仲春，王金河，侯立波，張卅卅，張生.既有線頂進涵施工現場監測與數值模擬研究[J].施工技術， 2015，44（24）：56-59.