既有线涵洞顶进施工技术 ［导读] 线路加固是既有线顶进施工的最关键环节，它关系到铁路的正常交通运输和列车运营安全
关键词：线路加固；涵洞顶进；检算;防护 1 工程概况
MHDK78+492.8 1~2.0m框架涵位于新建武汉北编组站三线并行地段（麻汉上、下行及京广上行发车线），与既有线路25°斜交。涵长34。06m.为保证麻汉上下行按时通车,此涵洞在浇筑完基础后，用粗砂回填到路基面，用便梁加固线路，在铁路路基靠近京广下行货线一侧将已经预制好的钢筋混凝土箱涵，利用高压油泵、千斤顶，并通过传力柱、后背支承顶入麻汉上下行及京广上行发车线线路路基。施工中必须保证既有线行车和施工人员的安全,限速行驶并做好安全行车防护,在铁路运营部门要求的时间内加快施工速度，从而安全优质地完成涵洞的顶进工作. 2 主要施工方法 2.1滑板
滑板采用C20号混凝土，厚度为30cm.长度36m,宽度为3米，每隔3米设一加劲肋，尺寸为30cm×50cm，为防止顶进过程中拉裂滑板，在滑板内设两层φ12的螺纹钢，间距30cm.滑板上需设置润滑隔离层，采用柴油熬制石蜡在滑板上涂抹均匀，洒上滑石粉并铺上两层塑料薄膜（见润滑隔离层结构图)如图1. 2.2后背梁设计检算
先拟定后背梁的尺寸，选用截面为顶面为1米宽,底为2.25米宽，高为2.5米的梯形截面，后背梁宽为3米.此后背梁主要承受的力为顶的反力，
与基底的摩擦力及背后土体产生的土压力。假设这三种力均作用在同一个面上.首先计算背后填土的被动土压力.此段为粘土,根据资料得：?酌=18KN/m2，内摩擦角？渍=20°，ε=27°，δ=27°，β=0°;得被动土压力系数KP=3.86，需要在后背梁内用钢轨加固，承受多余的水平力.用四根钢轨分担，每根钢轨受到的水平力为167/4=41。75KN,钢轨长3米，入土深度为1。5米，假设力以集中力的方式直接作用在钢轨上。Mmax=41。75×1=41.75KN·m，60钢轨的水平截面惯性矩为3217cm4，W=3217/9。7=332cm3，？滓=M/W=126MPa,小于钢轨的允许弯曲应力200MPa。满足要求。
2.3涵身预制
施工流程：(1）在滑板上支底板模板；(2)绑扎底板钢筋；（3）浇筑底板混凝土;(4)养护；（5）支内模；(6）绑扎侧墙及顶板钢筋；(7）支外模;（8）浇筑侧墙及顶板混凝土；(9）养护、拆模；(10)做防水. 箱身模板采用钢模与木模相结合的形式，模板支撑采用管扣式钢管支架，模板固定采用蝴蝶扣和拉筋相结合的形式，侧模内外用钢管架打斜支撑加以固定。
预制涵身混凝土时分底板、侧墙和顶板两次浇筑，混凝土采用中建三局的商品混凝土。混凝土的振捣采用两台B50振动棒。
预制涵身过程中混凝土的搅拌、运输、入模振捣、养护、拆模均严格按照配合比及施工规范要求施工,钢筋在车间制作成型后运至施工现场，以保证施工质量。 2.4线路加固
线路加固是既有线顶进施工的最关键环节，它关系到铁路的正常交通运输和列车运营安全。本涵洞线路加固采用便梁加固线路方案.首先在线路两侧各挖两个深度为3m的1。5m×1.5m的挖孔桩，横向中心间距为4。354m，纵向中心间距为14m。浇筑C30混凝土。挖孔桩上横向放置两根20工钢,大梁采用高为1m的钢便梁纵向连接，在钢便梁的下方，按55cm的间距平均布置22根20工钢作为钢枕,钢轨作用在钢枕上，架空钢枕与钢轨间加1cm的橡胶垫快绝缘,防止轨道电路联通。为保证架空地段的横向稳定，在大梁上每隔1米采用横向支撑加固。
便梁架设后，派专人日夜巡守，加强养护整修,确保路基稳定和线路状态良好。施工完毕恢复线路后,应及时与设备管理单位办理验收交接手续，没有办理验收交接手续，不得擅自撤除养护人员。架空线路开通前,必须认真检查复核架空限界，确认不超限后方可开通线路. 2.5既有线路开挖
钢筋混凝土涵身预制好后，既从麻汉下行线侧进行土方开挖,开挖一段顶进一段，以利于路基土的稳定.为保证行车安全和施工的顺利进行,制订了以下施工措施:
（1）顶进应根据顶的行程，边开挖边顶，不应超挖长距离空顶，更不允许挖神仙土断面，防止人员伤亡。
(2）在开挖一侧设置汇水井，及时把雨水抽除；
（3)现浇基础混凝土时掺加早强剂，提高混凝土标号,保证在较短时间内达到设计强度，以缩短路基土的暴露时间。
（4）钢便梁处限速45km/h，桥两端各800m处设减速移动信号牌,
钢便梁两端各20m处设减速地点标。移动减速信号牌的设置按照铁道部颁发的《铁路工务安全规则》执行。
（5)为防止在线路开挖后出现便梁支点下沉的情况，须在开挖前准备200T千斤顶4台,道碴若干.
（6)桥涵顶进挖土，采用分台阶开挖，台阶高度不宜大于2。0米，且不大于3个台阶.防止土体坍塌伤人。宜边顶边挖,每一个顶进循环为0.5米,开挖时必须保证工字梁支墩的稳定。 2。6涵洞顶进过程中涵洞位置的控制
为保证涵洞的位置准确，箱涵在顶进过程中，测量人员及时观测箱身的顶进方向和高程,偏差较大时及时进行调整。为控制涵节在启动以后空顶阶段的位置，在滑板两边距涵节预制位置5cm处设型钢导向墩，如发生左右横移现象，利用两顶的不同进程来调整。在施工中，只要把涵节前的土清理干净，一般不会出现抬头现象。
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为防止扎头，在顶进过程中，可适当提高底板的标高,形成一个前高后底的纵坡.
八字墙待涵身主体顶进后现场浇筑。钢筋混凝土箱涵顶进到位后及时回填涵背渗水土和完善附属工程。本箱涵采用整体顶进，顶进行程为34m. 2.7便梁拆除
（1）涵洞顶进结束后，补偿因顶进缺失的A料及道碴，并层层压实。 (2）向铁路相关部门要点，拆除钢枕上的约束，抽出钢枕，使钢轨作用在混凝土轨枕上，保留大梁及支点处的钢枕。
（3)利用天窗点，用轨道车将大梁直接吊至火车上，将钢枕人工配合装车运走.
（4）施工时先下行后上行,利用四个有效工作日完成。 （5）取消慢行，恢复正常行车。 3 顶推设备的选用和顶进作业 3.1顶推力计算及设备选用
本工程采用挖空铁路既有线下的路堤土及道碴后一次性顶入到位,箱涵两侧、顶部及前端均无土压力及土阻力，故计算顶进箱涵的最大顶力为： Pmax=K·N·f Pmax—最大顶力； K—系数，一般采用1。2； N-结构自重，经计算为143.4t； F-摩擦系数,涂石蜡滑石粉为0.3
则:Pmax=K·N·f=1。2×143.4×9.8×0.3=506KN
千斤顶的配置：根据计算最大顶力、千斤顶的活塞面积及工作压力配备千斤顶，千斤顶宜采用活塞面积大、工作压力小、顶程不宜小50cm的卧式千斤顶，并考虑25％的储备量。根据施工情况，需配置两台千斤顶. 则：T=Pmax/（N·n) T-千斤顶有效顶力； N—配置千斤顶个数，取2； n—千斤顶效力系数,一般n=0.7；
则T=506×（1+0.25）/(0。7×2）=451。8KN=45.18T
根据以上计算,实际配置两台200T油压千斤顶。 后背梁及土压力的检算
根据上述计算，最大顶推力仅为45.18t,后背梁局部承压面积 A=0。5×0。5×2=0。5m2 局部压应力为:
σ0=45.18×10/0。5=903.6KPa
=0。904MPa＜［σ]=12MPa满足要求。 3.2涵体顶进
顶进过程中设专人指挥，专人检查线路。在施工方案报批批准后，方可进行顶进作业。利用高压油泵带动千斤顶,并借助后背支承将预制好的29m钢筋混凝土箱涵一次性顶入铁路路基。
桥涵顶进作业应在列车运行的间隔时间内进行。列车通过时，必须停止箱体顶进。顶进期间,应派专人在每趟列车通过后，检查路基和线路几何尺寸、工字梁和支墩的技术状态，发现不良情况立即停止顶进,进行加固、整修。对连接螺栓、垫木、撑木每通过一趟列车必须复紧或塞紧一次。顶进过程中，每当油泵油压升高5～10MPa时，应停泵观察，如有异状及时处理。严禁施工人员接近、跨越顶铁，或站在已经定位的顶铁上.顶进中设专人观测顶铁有无弯起,如有变化应随时停顶整修,续接顶铁长度4~8m时应加横向连接板一道,以增大顶柱之间的稳定性。
顶进时，车站设驻站联络员，预告列车通过时间,动车组通过时前半小时停止顶进作业。顶进时，顶铁上及两侧严禁站人.顶进完成后,线路采用小型捣固机养护，达到提速条件后,得到设备单位认可，方可取消慢行。
结语
通过运用顶进技术,既保证了涵洞的正常施工，又满足了新建麻汉上下行联络线的开通要求，施工中严格按照铁道部及武汉铁路局关于既有线施工的规定，建立必要的防护制度及安全措施，在保证工期的前提下、安全快速的完成了施工任务。
