壁壹 堡 叶元春 中铁十八局集团第五工程有限公司 天津 ３００４５１ 下穿铁路的大型框构箱涵顶进施工技术 摘要：以河北滨海公路下穿东港铁路的框构桥工程为背景，从施工角度出发，分析总结了预制预应力钢筋混凝土箱涵 框构顶进施工技术。通过对滑板施工、预制框构、桥位处理、框构顶进、防排水保护等施工要点的把控，并结合变形 控制、稳定控制、安全控制的理论，在全面分析影响因素的基础上，改进施工工法工艺，制订科学经济、合理可行的 防控措施，确保了顶推段箱涵安全顺利就位，可为类似工程提供借鉴。 关键词：预制框构箱涵；滑板施工；顶推法；桥位处理 中图分类号：ＴＵ９９７ 文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１４１４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｚｓｇ．２０１７．１０．０３８ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｊａｃｋｉｎｇ ｏｆ Ｌａｒｇｅ Ｆｒａｍｅ。‘Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｂｏｘ Ｃｕｌｖｅｒｔ Ｕｎｄｅｒｎｅａｔｈ Ｐａｓｓｉｎｇ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｒａｉｌｗａｙ ＹＥ Ｙｕａｎｃｈｕｎ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １８ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ Ｆｉｆｔｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎｇ ３００４５１，Ｃｈｉｎａ １ 工程概况 １．１主体工程简介 滨海公路下穿东港铁路框构桥工程位于河北省唐山市 乐亭县境内，为沿海公路下穿东港铁路而设，相交处的铁 路运营里程为东港铁路Ｋ１０＋０８７，公路里程为沿海公路 Ｋ１２９＋５４９，公路和铁路的夹角为４９．４８。。 框构桥采用双孔连体设计，斜交４０．５２。设置，跨度为 ２ 施工顺序 便线涵洞、路基、轨道、接触网施工一工作坑围护、 框构预制一线路拨接、便线开通一桥位处既有设备拆除、 基底处理一框构顶进一框构进口附属施作、两侧回填一 桥位处线路恢复、线路拨接、便线停用一框构出口便线拆 除、施工出口附属制作 ２～１３ ｍ，长度为２２．３６ ｍ。结构高度为８．６ ｍ，框构顶板厚 １ ｍ，底板厚１．２０ ｍ，侧墙厚０．９９ ｍ，中墙厚０．９１ ｍ，加腋尺 ３ 主要施工内容 ３．１铁路便线施工 按照勘察设计，依次完成便线涵洞接长、路基填筑 （含线间防护桩）、上碴铺轨整道、接触网项目施工等。 封锁施工区间，断开改线处既有东港铁路，拨接线路 ２处，接触网项目同时倒接；工后，东港铁路在改线段以便 线形式通过，原线路停用。 ３．２框构主体施工 主要内容包括框构预制、框构顶进、临时工程止水帷 寸２．７ ｍ×０．９ ｍ，最大质量为６ ９４０ ｔ。工程拟在道旁挖坑预 制，平移顶进施工。 １．２铁路施工便线简介 为保证框构顶进期间的铁路运营安全临时设立一铁路 便线，改线范围为ＤＧＫ９＋６００￣ＤＧＫ１０＋６００，位于既有东 港铁路的右侧，离框构最小间距为ｌ８ ｍ。 便线轨道采用有缝线路，使用６０ ｋｇ／ｍ的钢轨及弹条 ＩＩ型扣件；采用有挡肩的轨枕，轨枕长２．６ ｍ，属于ＩＩＩ型钢 筋混凝土枕，铺设１ ６８０根／ｋｍ；轨道道床使用一级碎石铺 设，双层道碴。 幕、后背桩、防护桩、工作坑开挖及滑板等。 在预制框构的同时 将框构定位处的既有东港铁路轨 道拆除、道碴清除，个别接触网支柱破除、导线摘除，开 挖桥位处路基，降水及基底处理。 ３．２．１预制框构 路基以填方形式通过，中心最大填高４．６ ｍ，边坡最大 填高４．９ ｍ，与既有线路基连接处采用台阶处理。改线路基 边坡无防护措施，路基两侧采取临时性排水措施。 便线工程还包括４个铁路涵洞的接长，以及在框构处设 置的４２根线间防护桩。 １）钢筋工程。在进行钢筋绑扎施工之前，需要在滑板 顶面放墙身、底板位置线等控制线，保证位置的准确性。 根据控制线的位置进行定位钢筋的设置，钢筋下垫块设计 时需要根据定位钢筋的设计尺寸进行，纵横间距通常设计 为１ ｍ以上。在模板和墙体钢筋之间设置垫块，以此保证钢 筋的保护层厚度满足钢筋工程设计要求；依底板钢筋绑扎 顺序及操作工序进行顶板钢筋的绑扎。 ５５ ２０１７・１０・Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 叶元春： 下穿铁路的大型框构箱涵顶进施工技术 ． ２）模板工程。本工程采用钢模板与钢支承相组合的结 分配梁，桩、梁之间以油毡间隔以利于工后拔桩。 ３）线间防护桩。因铁路便线在框构桥位处线间距只 有１８ ｍ，框构就位后将侵入改线路基边坡，为保证便线运 构体系。底板、墙体及顶板模板以Ｐ９０１５￣ＵＰ６０１５钢模板为 主，边角选用异形钢角模，局部采用木模内贴竹胶板，模 板外以１２＃Ｉ字钢为龙骨，内设满堂脚手架支承体系。 ３）混凝土工程： 营安全，故采用钻孔桩进行防护。防护桩距既有线中心 １０．９ ｍ，共计４２根，桩长１８ ｍ、直径１．２５ ｍ，桩间距１．５ ｍ， ①桥体以Ｃ４５混凝土浇筑，选用抗渗指标不低于Ｐ８的 混凝土施工。 冠梁与桩顶采用整体浇筑，在便线路基施工期间完成。 ４）滑板施工。为了保障框构制造以及顶进施工能够 顺利、有序地进行，需要提高下滑板的稳定性以及整体刚 度。为了避免出现箱体底板和滑板粘连的现象，需要保证 滑板表面的平整度，为了降低启动阻力，还需要在滑板的 顶面设置润滑隔离层。具体做法为：将厚度为３ ｍｍ的机油 滑石粉混合物涂抹在滑板表面，然后进行塑料布的摊铺。 将厚２ ｃｍ的砂浆涂抹在隔离层上，形成保护层，避免出现 钢筋绑扎施工过程中破坏隔离层的问题；设计滑板厚度为 ３０ ｃｍ，其下夯填厚３０ ｏｍ碎石，以防止基底变形；滑板底 面设置横向锚梁，以增加抗滑能力，地锚梁在基坑开挖过 程中采用人工开挖；沿前进方向，在滑板的两边距框构外 ②混凝土浇筑顺序：通过２次操作完成混凝土浇筑， 分别浇筑墙体、顶板及底板各１次，在进行底板混凝土施工 阶段，需要从两边墙处开始朝中间推进。浇筑过程采取倾 斜分层式浇筑，设计倾斜分层的垂直厚度为０．２５～０．３５ ｍ， 斜长３．５～４．０ ｍ，浇筑高度在底板八字上平，并在墙体施 工缝顶面中间位置设１００ ｍｍ×１００ ｍｍ防水槽。墙体必须保 证对称浇筑，并依照水平分层情况有序进行，每层厚度为 ０．４～０．５ ｍ。项板浇筑时由每道墙体向跨中推进浇筑，此时 倾斜分层厚度和斜长与底板相同。墙体、项板混凝土方量 较大，应适当调整浇筑速度。 ③混凝土的捣固必须严格按规范进行，做到不漏振、 不过振，振捣按梅花形布置，棒距不大于１．２５倍的作业半 径，并插入下层１０～１５ ｃｍ。 侧１０ ｃｍ位置安装导向墩，从而实现对框构空顶阶段可能发 生的方向偏差进行有效控制。 ３．２－３框构桥顶进 ④墙体及顶板混凝土浇筑前必须对墙体施工缝提前进 行凿毛处理，并清理干净。 箱体预制成型后，当框架主体及顶板防水保护层强度 达到１０ｏ％后才可进行正式顶进作业。框构前方采用明挖出 土（图１）。 －⑤混凝土浇筑完成后要及时对混凝土进行养护，并用 塑料薄膜覆盖，塑料薄膜上加盖塑料布，其上再覆盖１层土 工织物，养护时间不少于１４ ｄ。 ⑥混凝土强度必须达到要求的设计强度后方可进行内 模与支撑的拆除，支撑应当依次从跨中向侧墙循环拆除。 支架拆除时应自上而下进行，确保安全。 ３．２．２框构主要工程项目的施工方法 １）工作坑止、降水及基底加固。基坑开挖前及框构 顶进前，距离操作空间边缘１ ｍ左右处，采用２排 ６０ ｃｍ水 泥搅拌桩止水帷幕，桩长１２ ｍ，间距４０ ｃｍ。工作坑位于稻 田区，地下水位较高，工作坑和桥位处均须设置降水井进 行降水，降水井采用 ５００ ｍｍ、全孔下水泥砾石滤水管， 滤水管外包１层无纺布，井深范围内回填 ３～７ ｍｍ滤料。 图１框构前方明挖出土 根据最大顶力合理配置千斤顶，本框构顶进最大项力 为６９ ４００ ｋＮ，采用５００ ｔ千斤顶。经计算，确定采用５００ ｔ千 斤顶２０台，备用２台。 在布置千斤顶时，需要以箱体中心线为轴对称进行设 降水井井深１２ ｍ，间距按设计图布置。工作坑底部采用 ６０ ｍｍ高压旋喷桩加固，桩顶铺设厚０．３ ｍ碎石垫层。 ２）铁塔防护桩、后背桩及分配梁。工作坑右后侧有 一置。箱体底板承受的顶力相对较大，为了防止出现箱体底 部被压碎，需要在箱体底层尾部和顶镐连接的位置设置厚 ２ ｃｍ的承压钢板，在进行千斤顶设置时，需要在承压钢板 下面焊接钢板托盘，这样能够防止因底板和千斤顶接触而 出现刮板的问题。 高压铁塔，为防止工作坑开挖后及施工期间铁塔基础横 移，采用钻孔桩防护。防护桩共计１Ｏ根，距铁塔基础３ ＩＴＩ， 采用 １２５ ｃｍ钻孔灌注桩，间距１．７５ ｍ，桩长７ ｍ。后背桩 共计２４根，采用 １２５ ｃｍ钻孔灌注桩，间距１．５ Ｉｒｌ，桩长 １ １ ｍ，其中滑板下６ ｍ，滑板上５ ｍ。后背填土炝灰处理应 分层压实，处理范围为后背桩后１０ ｍ，桩间空隙可用木板 挡土。为使后背桩均匀受力，在后背桩前设置钢筋混凝土 一高压油泵、油箱及其他辅助装置布置在框构桥中墙 侧；传力用的顶柱、顶铁、横梁按规格和数量备齐，项 千斤顶顶镐前设１根钢横梁作托梁，每隔４ ｍ设１道横 柱、项铁安装轴线垂直于后背。 建筑麓工・Ｕ３９ｍ・ｍｌｏｌｇ曩５５曩 叶元春： 下穿铁路的大型框构箱涵顶进施工技术 梁，后背梁前设钢横梁，在顼进过程中顶铁设钢轨压梁， ②开镐顶进是现场顼进 作的中心环节，要求必须严 密组织，统一指挥。在每次开镐前对设备情况进行全面检 查，确认一切正常后再丌镐顼进。 压梁采用预埋在滑板内的压梁环固定，以防项进时顶铁蹦 起（图２）。 ⑧利用列车运行间隙进行顼进施工，执行“ 小顶” 制度，即：列车通过时 顶，后背倾斜或严重变形时不 顶，顼柱发生扭曲时小顼，顶进超过偏差且无措施时不 顶。 ④桥位处滑板表面应均匀铺设厚２ ｍ细沙，以降低顶 进期间的箱体底部摩擦力。 ３）框构桥顶进安全保证措施： 图２千斤顶、顶铁调整 ①顼进期间严密监控对侧便线轨道状态，确保铁路运 营安全。 顶进施：Ｉ：工艺：安装、例试项进设备一试顼一开始顶 ②顶进施工利刚列车间隔进行，现场指挥人员必须与 驻站联络人员保持通信畅通，指挥人员对现场操作人员以 口笛警示。为确保安全，应按铁路规定在施＝工：区域外方安 全距离处布置临时防护 及警示标志备用。 ③更换顶铁时，派专人指挥，严禁在起重臂下站人、 进一停顶一安放顼铁一继续顼进一测量、就位。 １）启动（试项）： ①顶进施工是工程的重要环节，在进行正式顶进施工 之前应当完成试顶操作。一般试顶施［顶进力需要控制在 桥结构自重的１倍以内，并且在启动时需要逐渐提高压力， 避免顶进力突然增加而破坏顶镐。在进行加压时需要由专 人对滑板后背、设备等运行状况进仃全面的检查，一旦出 现问题应及时采取措施进行处理，试顶施工完成后进行止 式顶进施工。如果在加压施工的过程中出现油表指针突然 降低的现象，则表明滑板和框构脱离，框构出现向前移 动，这就需要对前移方向进行控制，避免偏离中心线，给 后续的纠偏：Ｉ＝＝作增添难度。 作业。顶铁的 作面内严禁站人，以防蹦铁伤人。 ３．３框构进口端附属施工、铁路拨接 预制框构顶进到位后，进行框构桥进口端附属 Ｉ：程施 ，框构两侧既有东港铁路路基填筑、注浆加同、边坡防 封锁施Ｔ区间，断开改线处便线铁路，拨接线路２处， 护，框构处铁路线路恢复。 接触网项目同时倒按；工后，便线段线路停运、东港铁路 以原线形恢复开通。 ②为了保证项力的统一陛，需要保持顶镐行程的一致 性，顶镐和顶进方向需要处于同一轴线，通过在顶铁、箱 尾、项镐以及后背合理地设置配梁，能够保证顶镐的作用 力均匀地作用于后背。采用２台１６ ｆ吊车进行顶铁的安装和 更换，为了保证顶铁的稳定性，还需要配合人工，为了提 ３．４铁路便线清除、框构出口端附属施工 桥位处便线铁路拆除轨道，清除道碴和路基填土，施 作框构桥出口端附属工程。 ４ 结语 本工程通过对顶推方案的优化，对设备、滑道、临 时墩、纠偏限位装置、滑块等关键结构的改进，为顶进施 ＿Ｌ的顺利开展打下了良好的基础。最终，本工程就位偏差 高顶柱的稳定性和安全性，顶铁纵向需要每间隔４ ｍ设置１ 道横项梁。 ２）顶进作业： ①开动高压油泵，使顶镐受液压产生顶力，推动箱身 前进，当一个冲程结束后，项镐活塞啊复原位，并填方顶 铁至空当处，再开镐顶进，形成循环往复操作，从而实现 箱身就位（图３）。 为：前端向外７ ｍｉｌｌ，后端向内４ ｍｍ，确保了下一步挂索施 工的顺利进行。 随着滨海公路下穿东港铁路框构桥工程顶进施：亡的不 断进行，结构的坐标以及支承条件均不断变化。通过分析 横向偏差的影响因素和各种问题的处理方法，顶进施工横 向偏差精度控制取得了较好的实际效果。 ☆☆参考文献☆☆ 【１ Ｊ陈继光顶推法施工关键工艺改进ｆＪ Ｊ筑路机械与施工机械化， ２００８．２５（３）：６１—６３ 【２】李小林下穿铁路斜交箱涵顶进施工技术【Ｊ】上海铁道科技．２００９ 图３千斤顶达到最大顶程。卸载完成 （３）：８５—８７ ＩＩ）５５ｇ ２０１ ７・１ ０・Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
