铁路运营线下隧道施工中的箱涵顶进施工技术

章舒展

杭州市市政公用建设开发有限公司，浙江 杭州 310000

1 工程概况

某铁路立交桥使用到钢筋混凝土顶进式箱涵框架结构，该铁路为营业线既有普通铁路，设计时速120km/h，运行速度80km/h，线路设计形式为单线一股道，无缝线路，非电气化区段，钢轨型号为P60轨，轨枕采用普通砼枕，桥处位于直线段，线路慢行期间，施工地段限速45km/h。顶进框架与线路斜交角度为60°，框架顶程11.5m。框架尺寸为高7.5m、宽11.94m、长8m。箱涵顶进施工的顺利开展以便梁施工成型且挖孔桩基础加固到位为基本前提［1］，后背墙选用的是钢筋混凝土，以钢模为材料组织预制作业，拌合站根据施工需求生产适量性能良好的混凝土，通过起重机浇筑入模。箱涵施工全流程中，主要包含预制和正式顶进两个环节，且需要完成架空作业后方可开展顶进作业。

2 线路加固

本项目采用D24型施工便梁进行线路加固，数量为1组。吊装便梁、穿抽钢枕和移梁时，须在封锁点内进行。主要进行条形基础、架设便梁及箱涵顶进的施工。

箱涵顶进到位以后，为了防止箱涵两侧路基蹋方，在箱涵两侧路基边坡采用槽钢桩支护，支护长度为5m，桩间距为1.0m。在桩的顶部设置冠梁将桩连成整体，以防发生侧移。

3 预制箱涵施工阶段

3.1 工作坑施工

根据箱涵施工要求合理设置工作坑，保证在承受荷载能力方面具有较好的表现，若现场为松软土质，要求其承载力至少达到150MPa。为避免不均匀沉降现象，需填入适量的级配砂石，并沿顶进方向修筑仰坡。工作坑施工期间应配套高效的排水设施，例如修筑排水沟、集水坑。

3.2 滑板和润滑层施工

顶进工作坑滑床板均采用C25钢筋砼，厚度0.50m，下设地锚梁，地锚梁深0.5m（滑床板底面向下），宽0.5m，两侧设导向墩，顶面应用M10砂浆抹平，厚度2cm。

正式浇筑混凝土前，首先进行整平作业。待工作坑基底整修平整后，浇筑20cm厚碎石垫层，随后绑扎钢筋并支立模板。滑板及锚梁混凝土按设计图纸要求完成浇筑。摊平后采用平板震动器捣固，直到表面出现泛浆方可停止。浇筑到顶面标高后，需保证混凝土表面抹压处于密实平整的状态，待初凝前再进行二次抹光。后靠背混凝土与滑床板混凝土浇筑应遵循不间断的原则，使其连为一个整体，此外，与滑床板连接处需增设加强钢筋，目的是为了与后靠背外侧的钻孔桩共同承受顶力。浇筑作业完成后应采取相关养护措施，以保证混凝土施工质量。

滑床板作为框架预制的基础场地，对控制顶进框架原始姿态有着至关重要的作用，同时也对框架在顶进初期的高低、方向等起到控制性作用，因此，制作过程中，必须合理设置滑床板坡度（本项目拟设坡度2‰）和严格控制滑床板平整度［2］。为了减少顶进时框架与滑床板间的摩擦力，在滑床板顶面上设置润滑隔离层。具体施工为：将滑床板表面清理干净，保证其处于干燥状态。用喷壶喷洒一层黄油，将石蜡加热，温度以150℃为宜，并向其中掺入10%～20%废机油，两者搅拌均匀后即可喷洒，喷洒厚度控制在3mm，静置一段时间待石蜡凝固后洒一层滑石粉（厚度1mm），最后再在其上铺设两层油毛毡，油毛毡接缝处压茬0.2m，接缝应沿顶进方向，避免顶进过程中发生拥推的问题，油毛毡每边应比箱体宽0.15m。需要注意的是，在进行焊接或者绑扎作业时，不能破坏润滑层。

3.3 后背墙施工

箱涵顶进施工期间，后背墙的作用在于承受荷载，该部分的承受能力直接关乎箱涵的整体质量，因此需根据合理的方法完成后背墙的施工作业。后背墙的基本尺寸要求为宽102m、高5m，浇筑所用材料为C25钢筋混凝土，为保证后背墙的稳定性，要求其埋地深度应超过3m，并在结构后方布设8根Φ1m的横梁。

3.4 预制箱涵制作

润滑层施工到位后，可进入到箱涵预制环节，首先应测量放样，再按照先底部（底模板安装、钢筋绑扎及浇筑）、后墙体（墙模板安装、钢筋绑扎及浇筑）、最后顶部（内侧顶模安装、钢筋绑扎及浇筑）的顺序有序施工，此后采取养护措施并设置防水层。

3.5 挖土作业

箱涵顶进期间挖土作业以人工挖土方式为主，且分为多层依次推进，箱涵内部布设木制平台。根据工期要求以及工作人员的作业进度，按照1～1.5人/m的标准配备适量高素质施工人员，单次挖掘进度以30～40cm为宜，不可出现超挖现象。挖土期间需及时整平坡度，且要满足坡度在1：0.8以内的要求。避免完全挖除的情况，即箱涵底部应保留5～10cm的土层，以免在顶进期间出现扎底的情况。挖土过程中的扰动性较强，需在无列车通行的时段组织此项工作，若有列车通行时必须及时暂停。

3.6 箱涵顶进施工

箱涵顶进施工前需做好准备工作，即全面检查箱涵结构，将实际结果与施工图对比分析，核对箱涵的位置和高程。铁路工程箱涵顶进的工作量较大，应组织试顶作业，其目的在于检验顶进设备的工作状态，分析顶进力与设计要求的差值并检查预先设置的滑板、后背墙等结构是否存在异常之处。千斤顶采用4台320t液压泵，油泵应逐步加压，随着顶力的提高，当其达到设计要求的30%，50%，70%，90%时，分别要给予适当的间隔时间，各自至少应达到20min，40min，50min，60min。期间检查滑板和后背墙的质量情况。箱涵顶进前必须由专业部门检查线路加固效果，若无误方可正式顶进；施工期间应由专员检查顶进设备运行状况以及现场施工情况，完整记录各项信息，为质量评价提供依据。若前部挖土量到达一个顶程，此时即可启动油泵，千斤顶提供的顶推力在经由传导设备后将进一步到达待施工区段，使箱涵在顶推作用下到达指定区域。箱涵就位后，利用千斤顶复位，再根据工程进度计划组织下一次的顶进作业，按照上述方法有序顶进，直至将所有箱涵均顶进到位为止。

4 顶进线路监控

4.1 支墩顶端沉降监控

支墩顶端下沉量的出现将同时对便梁和轨道的稳定性造成影响，使其出现不同程度的沉降现象。对此，将沉降测量水准点置于便梁支撑点周边，以便在支墩施工期间做好观测作业。考虑两个测量时段，白天每通行一趟列车后均测量1次，夜间则至少达到1次，条件允许时可多次测量。

4.2 施工便梁移动监控

便梁支撑在支墩上，其受力条件复杂，移动方式具体有两种：顺向移动及侧向移动。监控点布置：在便梁端部及中部两处布设一定的水平移动监测点；监测频率：日间1次/2h，夜间适当延长间隔时间，为1次/4h。

4.3 便梁连接牢固度监控

人工定期检查各连接件，根据实际情况采取相适应的紧固措施，将施工期间产生的各项信息完整记录，以便分析连接件的具体表现。列车每通行一次后均组织监测，若存在异常状况，则及时采取处理措施。

5 结束语

箱涵顶进施工难度较大，内外部因素均会对其造成影响，施工期间需注重对箱涵方向的检测与调整，编制科学的箱涵洞口止水方案，以可行的方式降低阻力，从而有效避免箱涵扎头等异常状况。案例工程中，箱涵顶进施工发生于既有铁路线路之上，需兼顾箱涵自身顶进质量以及既有铁路的正常运营要求，因此必须形成行之有效的专项施工方案，推动工程的顺利开展。