下穿铁路顶进框构施工方法与质量安全控制措施研究王立勇--中国期刊网

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下穿铁路顶进框构施工方法与质量安全控制措施研究王立勇

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：王立勇

[导读] 摘要：本文以康西路K2+420~K2+860下穿兰村线顶进框构施工为例，介绍在下穿铁路顶进框构施工方法的相关要点及安全质量控制措施进行全面的分析，通过利用一些先进的科学的技术和方法及适当的保障性措施，使得顶进框构施工工作顺利完成。

        太原市基础设施工程建设处太原 030009
        摘要：本文以康西路K2+420~K2+860下穿兰村线顶进框构施工为例，介绍在下穿铁路顶进框构施工方法的相关要点及安全质量控制措施进行全面的分析，通过利用一些先进的科学的技术和方法及适当的保障性措施，使得顶进框构施工工作顺利完成。
        1.引言
        我国铁路与公路交叉穿越的情况在不断增多，为此，本文以康西路K2+420~K2+860下穿兰村线顶进框构施工为例，对公路下穿铁路顶进桥施工进行分析。本工程军民融合创新基地起步区“两纵两横”骨干路网—康西路、傅山园西路、柏板路铁路工程，本标段内既有军民融合工程涉及既有铁路，保证既有铁路的行车安全是本工程的最大特点。
        2.工程概况
        康西路K2+420~K2+860下穿兰村线，长度约0.44公里，宽51.7米；兰村线为单线，轨型为P50kg，非电气化铁路，桥体所在线路为直线。康西路顶进框架桥铁路交点里程为兰村线K10+019.3，孔径样式为（6.5+16.0）+（16.0+6.5）m，框架桥中心线与兰村线的夹角为104.91度，框架桥主体长13m，结构净高为6.3m，顶板厚1.1m，底板厚1.2m，中墙厚0.95m，边墙厚1.1m，主体间距0.4m。主体采用C40混凝土，抗渗等级≥P8，工作坑设在兰村线北侧，由北向南顶进，设计计算最大顶力为2*3450t，顶程2*24.37m。顶进就位后框架桥顶面距离铁路轨底最低处80cm，线路加固长度为97.5m，通过吊轨和加固纵横工字钢梁的方法。
        3.工程施工方案分析
        康西路和柏板路框架桥基坑设置在铁路北侧，从北向南顶进框架桥施工，傅山园西路框架桥基坑设置在铁路南侧，从南向北顶进框架桥施工。线路加固采用纵横梁加固方式。以框架桥施工为例，施工前期准备工作→挖孔桩及冠梁施工→工作坑开挖→框构预制→慢行的相关施工防护→加固框构桥线路3-5-3扣轨、路基注浆→框构桥出土顶进到位→框构桥线路加固和扣轨拆除、路基注浆→取消慢行，使阶梯提速恢复正常行车。
        3.1框架桥制作及顶进施工方法
        （1）桩基防护桩：基坑防护桩及后背桩、运土通道防护桩采用机械钻孔桩施工。路基防护桩和抗横移桩采用人工挖孔的施工方法，先施工远离铁路保护外的桩基。康西路及傅山路预制框架涵在挖土前先施工后背桩及运土通道桩，柏板路先施工基坑防护桩、后背桩及运土通道桩后开挖框构基坑。铁路施工手续完成后施工路基防护桩和抗横移桩。
        （2）钻孔桩施工：施工前清理场地，使水源和电源通畅，建造施工道路，从而保障施工车辆正常行驶；其次桩位设置要按照既定的施工基线建立，并且要将标志明确标出的同时做好保护工作，从而有利于在埋好护筒以后能够简便、准确的校核桩位，桩基钻孔前，确认在中心距离5m以内无其他在钻桩才能开始作业。
        （3）路基注浆施工：线路加固之前应进行注浆加固，注浆施工采用垂直、辐射注浆加固方法，在铁路沿线处每间隔1.5米铺设各排导管，框架桥顶进就位后应对路桥过渡段加固的方式是注浆。注浆要先从周边再从中间注入，并采用间隔钻孔的方式注浆。顶进就位后，425#普通硅酸盐水的泥浆液注入，在注浆的时候，要对铁路路基的基本情况和铁路线变形情况进行细致观察，如有情况就要注浆参数作出调整，以免出现铁路线路隆起的状况，危及行车安全。在注浆完成后要对注浆效果进行检查。
        （4）滑板制作：滑板为C25钢筋混凝土，厚0.2m，下设碎石垫层并设置地锚梁，侧面设导向墩。滑板面向顶进方向成5‰上坡。滑板润滑层采用石蜡，厚度3毫米，其中加入25%的机油，在石蜡面上浇洒滑石粉一道其厚度为1毫米，然后上铺一层塑料薄膜隔离层。滑板两侧距桥体外侧10cm设导向墩，以控制框构空顶阶段可能出现的方向偏差。在滑板前端灌注C25钢筋混凝土过渡段，长2.5m，高0.20m，上铺隔离层。
        （5）线路加固方案及顶进施工：下穿铁路框构桥采用的施工方法是顶进法施工，利用3-5-3扣轨及纵横工字钢梁加固方法进行铁路加固。在既有线顶进框构桥作业前，必须加固线路，确保行车安全和施工安全。在顶进中，线路应保持正确的水平与方向位置，如发生变动应及时调整。线路加固采用工字钢纵横梁加吊轨体系。纵梁采用I45b型工字钢，每股线路两侧各设置1道，另外在抗横移桩位置加布一道纵梁；横梁采用I45b型工字钢，布置间距82.5㎝，横梁采用12+6m及6+12m两种连接方式，错开接头。吊轨采用P43轨，采用3-5-3形式布置。

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        3.2管道顶进施工方案
        （1）顶管方式：根据此次施工所穿越的土质，确定运用土压平衡机械顶管的施工方法进行。土压平衡机械顶管施工对地面沉降小，这样对地面构筑物的稳定性造成的影响是非常小的，施工不影响地面交通，顶进速度快，适应的土质广。
        （2）顶管后背施工
        机械顶管后背结构为：混凝土加上后背铁。将后背铁垂直的放在混凝土井壁前，用C25素混凝土在后背铁和井壁间进行浇灌填充。要使得顶进坑后背的强度有足够的强度，使其在顶进的时候可以承受千斤顶的最大作用力；使后背墙表面变得平顺，并且与顶进管道的轴线垂直，从而不产生受压偏心的状况。
        （3）导轨安装：顶管施工过程中导轨安装是一项关键性的工作，管道的顶进质量会收到安装准确度的影响。两导轨不仅要平行和等高，同时还要保障管道设计高程之上2厘米左右，使得坡度和管道的坡度统一；要牢固安装后的导轨，在使用的过程中避免产生位移，并且要有专人长期细致的检查；在工作坑底板的上面安装机械顶管导轨，在导轨两侧将地焊接工字钢固定上，并在侧墙上将工字钢的另一端抵在上面。
        （4）顶管机就位
        在顶进坑内把顶管机放在导轨上，并要求与井壁的距离要在顶管机前端的300mm处。当就位时，要对顶管机的轴线进行检查，检查其与和导轨轴线，主顶油缸轴线及机坑轴线是否保持一直，如果有偏差就必须马上调整。没有错误以后再安装和调试顶管机电路、油路、注浆系统。
        （5）管道顶进
        先将洞口处的墙壁凿除，洞口处，由人工在前方挖土500～800 mm，然后用机头慢慢向洞口里推进，等全部刀盘进洞后，开动顶管机刀盘，待土仓压力升到0.1 MPa时，这个时候，螺旋输送机的土压会上升到0.07 MPa左右。边顶管，边注入泥浆减阻，这样做有利于顶进阻力的减小、并将顶进速度提升，减阻泥浆主要是由膨润土配制成的。30毫米～50毫米/分钟是顶进常规的速度，入洞后的前10米在纠偏时适合用较低速度，之后要视出土情况、刀盘扭矩情况适当加快顶进速度；顶管完成后，及时填充并加固管道外壁，再替换掉原注入的膨润土浆。
        4.质量安全控制措施
        4.1质量保证措施
        实行“质量终身责任制”和实施“全面质量管理”，建立各级领导负责制，明确各级管理、检验、试验、技术、操作人员的质量责任，明确各职能部门的质量职责，明确施工过程中的质量监控环节及质量监控点，明确执行者和检验者的责任，用工序质量保证项目质量，以工作质量保证工程质量。
        4.2安全保障措施
        本工程基本按照营业线施工要求进行施工，严格执行铁路总公司、太原局、工务段关于营业线施工的有关规定，坚持“安全第一，预防为主”的方针，确保营业线施工安全。为实现安全目标，在本工程中以《GB/T28001-2011职业健康安全管理体系》建立安全管理体系，严格按照职业健康安全管理体系从教育、组织到措施落实、把关检查各个方面层层负责、全员发动，并制定相应措施和办法，保证生产全过程安全监控到位，确保安全目标的实现。本次施工要重点强化安全意识，提高全员防范技能，实现安全生产，确保行车与人身安全。
        5.结束语
        综上所述，随着社会经济的不断发展，公路与铁路交叉的情况也越来越多，因此，有施工工期短、施工中不停车、不断交通的下穿铁路顶进桥施工技术得到了广泛应用。在顶进桥施工过程中，为了保证施工质量和施工效果，施工人员不仅要严格控制施工工序，保证顶进工作的有效落实，还要确保每一项施工环节都能够按照施工设计进行，确保整体工程的施工质量。
        参考文献：
        [1]王秋会.黄万铁路大跨度框构桥施工技术[J].内蒙古公路与运输，2018（5）：32-35．
        [2]蔡挺.下穿框构桥顶进施工的关键技术思考[J].科技视界，2016（5）：266.
        [3]滕居根．高速公路下穿既有运营铁路施工关键技术及安全控制[J].交通世界，2017（24）：70-71.