淺析下穿鐵路箱涵頂進施工技術

馬龍飛

摘要：隨著我國社會快速發展，鐵路出行方式漸漸成為交通運輸行業的中流砥柱。在現階段鐵路的建設中，下穿鐵路箱涵頂進環節作為鐵路建設關鍵組成部分之一，頂進施工的安全開展直接關系鐵路的安全運營狀況。本篇文章就主要對下穿鐵路箱涵頂進的施工技術和手段進行了簡單的闡述。

關鍵詞：下穿鐵路;箱涵頂進;施工工藝

在下穿鐵路箱涵頂進施工項目中，鐵路路基通常都是高路堤，而且大部分填筑土都是砂性土，頂進過程中存在大面積坍方的風險，嚴重的還會影響鐵路運營安全和施工人員的生命安全。因此，施工企業要想避免這種狀況的出現，就要最大程度的完善頂進施工技術，保證箱涵安全、順利頂進到預期位置。

1 施工技術措施與方法

1.1 總體施工方法

一般狀況下，施工人員利用頂進施工技術時，經常是先拉槽再頂進，并且在前期還要對鐵路既有線路進行大量的加固工作，進而最大程度的確保頂進工作不會影響鐵路行車安全。通常既有鐵路加固可采取架設D16、D24型施工便梁的方法，便梁支墩采用鋼筋混凝土條型基礎，條基下采用鉆孔灌注樁基礎。鉆孔樁、條基完成后，即刻架設D型施工便梁。同時，箱涵要事先在基坑中澆筑好，并且等到頂進準備工作全部結束后方可利用油壓千斤頂頂進箱涵。這樣可以有效的降低對鐵路運營的影響和頂進工作的安全風險。

1.2 箱涵預制

箱涵預制工作可以說是箱涵頂進工作中的關鍵組成部分。考慮到鐵路運營安全，一般將預制箱涵的頂進工作基坑設立在既有線坡腳5米以外，從而降低基坑開挖和箱涵預制對線路的正常運營的影響。以寧波環城南路鐵路立交工程為例，基坑選取雙排φ1.0m鉆孔樁基礎+冠梁的圍護結構，樁間采用密排高壓旋噴樁進行止水。基坑圍護結構達到設計強度后進行基坑開挖，主要利用挖掘機等設備來開展挖掘工作，基底以上30cm范圍采用人工清底，以防止擾動基底土體。一般采用分段分層的開挖方式，開挖的土方必須及時通過自卸車輛外運，不得隨意堆放在基坑周邊，以防止基坑圍護結構變形、開裂導致基坑坍塌。在開挖過程中，必須實時監測基坑圍護結構、周邊建筑及土體的變形量，以確保基坑安全。基坑開挖完成后，要及時澆筑地錨梁、滑床板和箱涵，以達到反壓基底的效果，防止基坑排樁位移、基底土體隆起。

1.3 箱涵頂進施工注意事項

在有關人員開展箱涵頂進工作之前，要提前修建臨時施工便道、設立臨時用電和用水線路;選取泥漿處理區域;確定臨時土方堆積區域以及安排施工過程中相關設備的安裝區域。與此同時，在開挖基坑前，要及時布設沉降位移監測樁，并且還要做好圍護結構外的截排水、基坑內的降水工作。除此之外，企業要著重提高后靠背的強度和剛度，保證箱涵頂進的后靠背具有一定程度的變形量，進而使其可以承受頂進箱涵時的最大頂力。

2 箱涵頂進施工

2.1 頂進準備

箱涵頂進前，首先要開展的就是頂力計算，技術人員要計算每個箱涵的自重以確定最大頂力數值，然后再確定需要的千斤頂數量。同時，更換傳力設施（頂鐵或者頂柱）也是以千斤頂的頂程和箱涵的頂程為基礎來確定的。在頂進過程中，頂鐵和頂柱要橫向配置I40工字鋼，并且確保每節（頂鐵或者頂柱）設立一道橫梁，這樣可以避免傳力設備偏心受力后出現上拱彈起和橫向移動的狀況。

2.2 設備安裝調試及試頂

頂進環節中的試頂環節一定要等到混凝土達到設計強度之后再開展，而且還要提前安裝和調試頂進設備，制定測量方案，等到相關的儀器和設備都調試正常后方可開展試頂工作。對于頂進設備的安裝調試，要先開展檢驗工作，然后再開展調試工作。與此同時，作業人員在開展試頂工作時，要事先保持油泵處在工作狀態，等到油壓升高到一定程度后（通常為5-10MPa），暫停油泵，然后對箱涵的軸線、四角標高、縱向頂進距離以及后靠背等區域開展檢驗工作，假如出現了異常狀況，技術人員就要在最短的時間內展開分析解決工作。試頂同時，需要通過人工和機械結合的手段拆除箱涵前方的冠梁和鉆孔樁圍護結構。等到試頂環節結束，確認沒有異常情況才可以開展正式的頂進工作。

2.3 頂進作業

一般的箱涵頂進采用全斷面切土頂進手段，此方法在頂進時不對線路下方的土體進行開挖，頂進后期因土體包裹箱身導致摩阻力增大需要較大頂力，對千斤頂設備考驗較大;而采取線路加固措施架設D型施工便梁后，架空了線路大幅提升了既有鐵路的運行安全，因此可采用線下邊拉槽邊頂進的施工方法。通過挖掘機在線下作業將箱涵頂進前方土體挖除，大大減小頂進阻力，縮短頂進時間，提高頂進效率，降低頂進施工對線路設備的影響。在頂進過程中，作業人員要嚴苛的以鐵路規范為基礎來開展工作。此外，為了確保頂進工作的安全，要采取挖頂結合的方式保證每挖掘一個頂程距離的土方，就要及時對箱身開展頂進工作，從而避免開挖面過大導致鐵路路基土體塌方的風險。作業人員在鐵路下方拉槽時要以頂進需要為基礎來挖土，不能將路基徹底掏空導致箱體“扎頭”，拉槽應從箱涵底板以上起坡，以滿足挖掘機在鐵路下方拉槽所需工作面為限。這樣一來，可以最大程度的確保頂進工作的順利開展。

2.4 頂進測量

一般狀況下，為了保證箱身頂進的方向和高程，要在頂進工作開始之前及時在頂進的后方設立觀測區域，安排觀測所需要的基準樁，而且觀測區域和后靠背要維持一定距離，避免后靠背出現變形影響觀測數據的準確性。與此同時，在開展頂進工作時，每頂進一個頂程，測量人員都要仔細檢查箱身的軸線和高程，并且做好記錄。當產生偏差時，要及時采取措施進行糾偏。

2.5 施工控制及糾偏

如果頂進工作出現了方向偏差，這時就要用到箱身方向糾偏手段了。首先第一種方法就是適當增加偏移一側的千斤頂頂力或者降低非偏移一側的頂力來開展調整工作。第二種方法則是以偏差的大小為基礎，在加換頂鐵時及時調整后背的頂鐵或者頂柱。還有第三種方法，在箱身偏移較大采取前兩種方法無效且頂進距離不超過一半頂程的情況下，可采用小型千斤頂垂直箱身軸線頂在箱涵底板部位，以頂進工作坑前端圍護鉆孔樁為支撐點，縱向、橫向同時開頂。這樣就可以高效的解決箱身方向的偏差問題。與此同時，還有一種可能出現的問題就是箱身“抬頭”和“扎頭”，而這種問題可以通過控制超挖量大小來糾正。在“抬頭”量不大時可以適當把前方開挖面挖到和箱底面平的位置;假如“抬頭”量較大，則在箱底超挖一點，寬度與箱身相同，然后在頂進過程中漸漸的調整，使其達到鐵路規范的要求。糾正箱身“扎頭”的方法，可適當增加抬頭力矩，即增加底板鋼刃角的阻力，使刃角多吃土，逐步頂進調整;第二種，采取吃土頂進法，即挖土時，開挖面基底保持在箱身底面以上0.3～1m，利用鋼刃角將高出部分土壓入箱底，糾正“扎頭”。第三種，用增加箱身后端平衡重的辦法，改變箱身前端土層受力狀態，達到糾正“扎頭”的目的。

3 結語

總的來說，在開展下穿鐵路箱涵頂進工作時，完善頂進技術，不僅可以在一定程度上確保施工、行車安全，還可以通過制定應急預案來應對頂進過程中出現各類安全質量問題。通過各種技術手段，可以有效提升下穿鐵路箱涵頂進施工的技術水準和施工品質，從而使得下穿鐵路箱涵可以按照進度計劃安全順利地頂進到位并保證整個項目按期竣工驗收。

參考文獻：

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