鐵路頂進框架涵施工過程控制

王 朋

摘要:本文結合實踐,重點介紹新建鐵路與既有鐵路線并行時框架涵的頂進施工過程控制,以達到保質保量、安全快速完成施工任務,以供參考和借鑒。

關鍵詞:頂進框架涵;施工過程;控制

中圖分類號:U455.462文獻標識碼:B文章編號:1009-8631(2009)12-0069-02

前言

頂進涵是在地基堅固的前提下,把涵洞的箱體頂入路基就位,起到了節約了人力、物力、財力,以達到了施工期短、安全質量高、效益好的效果,一直被廣泛應用于鐵路、公路建設工程的復線建設和改擴建。

本文主要結合新建榆橫鐵路線與既有鐵路線神延鐵路并行段的頂進涵施工,以本人的施工經驗,對整個施工過程控制進行分析、研究,提出獨特的見解。

一、施工前的準備工作

榆橫鐵路K245+320箱型涵位于既有神延鐵路線右側,兩條線路線間距為5.30m,與既有線正交。本箱型涵為立交而設,為將來穿越管線預留。該涵洞橫向凈寬為5m,設計為伸入既有線路基2m,考慮到既有線路基安全和行車安全,避免開挖基坑對既有線路基的擾動,該箱形涵采用頂進法施工。

(一)開工前的審批程序

由于是既有線施工的特殊性,開工前必須編制詳盡的施工方案及施工進度計劃,報鐵路運輸主管部門審批。施工前必須與有關部門聯系,雙方到現場勘察,訂立書面協議,協議中應明確施工方案、防護措施、封鎖要點各步驟中的責任單位以及竣工驗收手續等,經上級部門批準后方可施工。

(二)既有線路的加固

1、依據 “靈活自主”的原則并結合實際情況,采用單孔頂進,既有線加固措施采用24mD型施工便梁加固,加固期間,對既有線路進行要點封閉處理,開通后限速45km/h行駛;24mD型施工便梁加固線路輔以Φ100cm挖孔樁做臨時支撐點。施工時,為防止箱形橋兩側的路基邊坡發生塌方, 在兩側路肩路基四角及邊坡做防護樁,防護樁數量、樁長、配筋及混凝土標號根據應力檢算結果確定。頂進一側進行刷坡,并打鋼管、擋板進行防護。

2、根據人工挖孔樁開挖土質情況,決定是否有必要采取壓漿措施,如需壓漿,頂進前在箱形涵頂進影響范圍(箱形涵及兩側支撐樁范圍內)采取水平打管注漿固化的措施,能有效防止頂進過程中發生大面積塌方現象。

(三)地下(上)管線保護措施

一般情況下,既有鐵路線兩側管線布置比較密集,施工前,先對施工區域及其周圍的地下管線、會同其產權、維護單位共同確認地下管線的位置走向,并規定需要施工防護的范圍,需要拆遷的地下管線,及時與產權單位簽訂拆遷協議,并盡早拆遷。需保留的地下管線,與產權單位商定加固防護方案,采取切實可行的措施,保證施工中正常使用及以后的使用維護。

(四)勞動力配置和材料準備

1、根據框架涵的工期要求、工程規模、工程特點等情況,合理配置勞動力,保證各工序的人員齊全;上崗前,認真學習有關既有線施工安全規則和安全技術操作規程,提高全員安全生產意識,做到預防為主,防治結合,責任到人。

2、施工所用材料由技術人員提出材料供應計劃,各項材料必須按材料供應計劃時間供應,保證施工的正常需要;同時,頂進施工所需要的各種設備、機具要提前進場,進行設備檢修和維護,確保頂進施工萬無一失。

二、頂進涵的施工程序

(一)開挖工作坑

1、工作坑是預制和頂進框架的工作場地,工作坑的位置,根據鐵路兩側地形、場地大小及土質情況全面考慮,工作坑開挖的尺寸,工作坑底板尺寸按下式確定:

(1)長度=前端空頂長度+頂進框構長+頂鎬長度+后背樁厚度+后背墻厚度+后端工作面寬度

(2)寬度=頂進框構全寬+兩側工作面寬度+兩側集水井和排水溝寬度。

2、工作坑四周還要留有排水溝和集水井位置,以滿足施工期間排水的需要。

3、工作抗開挖好后,應檢查承載力是否滿足頂進涵的要求,以防不均勻下沉,底面還應結合滑板制造,做成沿頂進方向頭高尾低的仰坡,以便在頂進出現“扎頭”時調整到預期位置。

(二)修筑底板及設置潤滑層

1、滑板主要是預制框架時的底板,同時在框架頂進時起導向作用。一般情況下,砼滑板鋪筑前,坑底鋪墊10cm厚碎石,滑板用C15砼灌注并在滑板內安放鋼筋網,滑板厚度不小于20cm,滑板每隔3～4m設置一道地錨梁,與底板一同澆注。

2、底板施工高程控制采用直徑16mm鋼筋頭埋入基坑內,分成2×2m方格網,在澆注混凝土時按點找平,以控制底板面高程。

3、在預制框構之前,再鋪一層塑料布,以防止框構與底板粘連,減少啟動阻力。

(三)修筑后備

1、后背主要是承受頂進時的水平頂力之反力的臨時結構物,它是保證頂進工作順利進行的重要設施,直接關系著頂進質量。

2、后背組成為后背梁、后背漿砌片石及后背填土三部分,后背梁通常為C20鋼筋砼,在挖好工作坑后與滑板一起施工。

3、為使千斤頂頂力通過后背梁均勻傳至后背上,在后背梁與后背之間澆注C20號豆石砼墊層,厚150mm,并在豆砼與背之間墊兩層油毛氈,以便頂進就位后拔樁;后背填土根據后背尺寸設計,盡量利用工作坑后側邊坡的原狀土,不足部分借土填筑。

(四)預制框架

1、為使框架身、滑板及頂進涵位的中心線一致,預制框架前要做好測量定線工作。

2、框構預制的施工程序:安裝底板模板─綁扎底板鋼筋─灌筑底板砼─養護─安裝側墻內模─綁扎側墻鋼筋─安裝外模─灌筑側墻砼─養護─安裝頂板內模─綁扎頂板鋼筋─灌筑頂板砼─養護─拆模─作箱身防水層及潤滑設施。

3、模板與支護:框構外模采用組合鋼模板,內模采用大面積鋼模板;外側模板用方木和鋼管支撐,內模用碗扣式滿堂腳手架支撐。

4、鋼筋:所有主筋必須按要求采用閃光對焊,并且將接頭進行縱向打磨加工。

5、砼灌筑:涵身砼分三個階段施工,先灌筑箱身底板,當底板強度達到設計強度的70%后,再綁扎上部鋼筋,灌筑兩側邊墻至約3/4高度,最后再灌筑上部剩余邊墻及頂板。

(五)頂進作業

1、頂進前的準備工作:安設和調式頂進設備,箱身和后背建成后即可安裝頂進設備;將各種傳力設備和液壓系統油管電路按設計說明書安裝聯結好,檢查無誤后開動千斤頂空頂進退一次進行調試,發現問題應及時檢修。

2、試頂作業:試頂的頂力不能過大,一般應為涵身自重0.8～1.2倍,開始啟動時不能突然增大到此數值,應使頂鎬逐漸加壓,每升壓一次要穩定10分鐘,并由專人對滑板、后背和頂進設備進行檢查。如一切正常,方可加壓進行正常頂進。在加壓過程中如油表值突然下降,表示框架與滑板脫離,框架開始向前移動,直至刃角吃土后試頂結束。試頂時,油泵應逐漸加壓,油泵升壓大小及間隔時間按下表:

3、頂進過程:在滑板上空頂,當框架前刃角接觸路基邊坡時,開始挖土運土,當刃腳前方挖土寬度達到60～70cm(根據頂鎬行程長度而定)即可開動油泵,使頂鎬推動框架前進,待頂鎬頂完一個行程,再安放一個不同規格的頂鐵等待下次開頂,如此反復直至框架就位。

4、測量觀測:每次頂進都進行中線和高程測量,中線隨時觀測,水平高程每頂一鎬一測,將測量結果及時通知頂進施工負責人,作到及時調整,從而控制箱形涵頂進的水平、方向。

5、頂進挖運土:洞內挖土采用人工方法,分上下兩層進行,即要框構內設置挖土中間平臺;每次挖掘進尺控制在30-40cm,嚴禁超挖。

(六)頂進完畢后工作

頂進完畢,拆除頂進設備,上道碴,更換軌枕,安裝線上其它設施,拆除鋼便梁、橫梁及其加固部件,恢復線路正常通行。

三、頂進過程中的注意事項

(一)頂進施工質量控制措施

1、以規范、標準、設計文件為依據,對施工過程中的鋼筋加工綁扎、模板制作安裝、混凝土作業、測量、試驗、框架頂進等主要工序隨時進行質量檢查,發現問題及時解決,以確保頂進質量。

2、在框構主體后方設置觀測站,使用經緯儀和水準儀,觀測框構頂進時的中線和高程,每頂一鎬測量一次左右方向偏差,并做好記錄,以便及時糾正偏差,保證頂進順利進行。

3、主體在空頂過程中,利用支墩控制頂進方向,發生偏移時在主體底板外側設置一臺千斤頂,校正方向。

4、偏高時,在底板前端超挖,略低于底板,逐漸調整。

5、挖土工作必須根據觀測結果,選擇挖土合理方式。

6、安放頂鐵時必須保持頂鐵與軸線順直一致,并且與橫梁垂直;頂鐵要放平、直、順,做到各頂鐵長度一致,間距一致。

7、頂進過程中,每頂一次鎬,必須進行一次觀測,對方向和高程的偏差要做到及時發現,及時處理,防止擴大。

8、當方向發生偏差,可調整兩側頂力,進行調整。

(二)確保既有線安全的技術保證措施

1、搞好線路加固方案,加強施工安全控制,填報“既有線施工審批表”報監理、業主主管部門審批。

2、必須按照既有鐵路線主管部門批復的施工組織設計施工,不得擅自變更施工方案,隨意擴大施工范圍。

3、嚴格遵照鐵道部《鐵路行車線上施工技術安全規則》的有關規定執行。

4、嚴格執行施工申報審批制度,施工進點后立即與設備管理單位簽定施工安全協議書,精心組織施工,減少對既有線行車的影響,確保行車安全。

四、結束語

本文通過理論和實踐的結合,對框架涵頂進施工過程的控制進行了系統的分析和研究,在實踐中的應用效果也是比較好的,對以后類似于該框架涵的施工、質量及施工安全管理、控制具有一定的指導意義,以供同行參考和借鑒。

參考文獻:

[1]《鐵路技術管理規程》.

[2]《鐵路橋涵工程施工質量驗收標準》(TB-10415-2003).

[3]《鐵路橋涵施工規范》(TB10203-2002).

[4]《鐵路施工安全規范》(TB10401—2003).

作者簡介:王朋,現就職于陜西省鐵路投資集團有限公司。