论铁路既有线顶涵施工.doc

论 既 有 线 顶 涵 施 工洪 汉 麟引言当铁路修建完成，线路开通后列车投入运营，由于设计时未考虑或者是经过数年之后，当地经济发展了，交通需要或列车提速后等各种原因，原来预留的平交道口要取消，改为立交时，要在既有通车的线路下修建立交涵原铁道部为此出台了相应的规定，其中：2005-06-14开始实施的《铁路桥涵设计基本规范》中第5.5条既有线顶进桥涵P47页5.5.1—5.5.7有专门规定，另外，在条文说明中有7条说明2000-01-01开始实施的《铁路桥涵建筑物大修维修规则》第三章第六节桥涵顶进P49页3.6.1—3.6.8有专门规定2002-07-01开始实施的《铁路桥涵施工规范》第16项既有线桥涵P166页16.1.1—16.1.11与16.4.1—16.5.8有专门规定，另外,在条文说明中有14条说明2006-10-01起施行的《铁路工务安全规则》第3.3.15条P61页以及附录三P76—P81页都涉及既有线顶涵的有关规定以上规范都是针对既有线顶涵的，教课书中也有一定的介绍考虑到同学们毕业后进入铁路的施工或管理单位都会遇到既有线顶涵的业务，在这里专门针对既有线顶涵施工进行论述一． 既有线顶涵施工特点1． 运输需要不间断列车通行图 一铁路运输有单线或双线。

单线采用双向对开列车，只有在车站多股道上避让列车方式，见图一图 二双线采用上.下行分开单向行驶，一般不需避让，只是有时需慢车让快车，货车让客车如果要在区间或车站建一座地下通道，采用大开挖现浇方法就要中断行车所以，铁路规定在既有线修建地下通道必须采用一种不中断行车的施工方法，那就要将线路架空起来，然后路下面现浇一座地道然而，架空时间较长，需要开挖基础、支护,立模板、扎钢筋、浇灌砼、养护、拆模,回填基坑、拆除架空设施,恢复线路通道地面、出口、照明、排水等2． 时间上不允许慢行时间过长因为线路架空后列车必须限速行驶以上这种方法慢行时间过长，影响运输效率，能不能采用一种影响运输效率更少的施工方法呢？可以铁路工程技术人员研究出一种又不中断行车，同时又不影响运输效率的一种施工方法在不需慢行的情况下，先路以外预制好箱涵，慢行时把线路架空起来,采用千斤顶把箱涵顶入线路下面图 三3． 安全上要保证列车正常行驶因此，对第二种施工方法要求线路架空必须满足列车正常行驶，同时，顶进挖土要严格控制，不能造成塌方，如出现塌方，架空支点会下沉或位移，可能会危及行车安全所以，后来又研制了一种专门施工用的施工便梁，跨度有D12、D16、D24、D32等几种的施工便梁，它比工字钢梁和扣轨梁更加安全可靠。

二． 结构形式1． 框架涵（箱涵）是一种方形钢筋砼涵一般是普通的，也有预应力的，但较少采用箱涵又分单孔、双孔、三孔，区间单孔多，市区、城郊三孔多，双孔较少，主要不太安全，机动与非机动车同孔，引道要一样拉坡，高度又一样，很难分开，下暴雨容易中断车辆与人的行驶箱涵又根据公路与铁路的交叉情况，分为正交与斜交，结构受力不一样，布筋与顶进布顶也不一样2． 圆涵图 四是一种圆形钢筋砼涵有时排水或者各种管道、电缆要穿越铁路，一般采用圆涵管，也是采用顶进方法，先预制好圆管，再顶过铁路路基，然后在涵内布置自来水管、煤气管、电缆等圆管顶进有的需要架空线路，有的不需要架空线路，可利用涵顶覆土形成的压力拱受力，增大顶力将涵顶穿路基布顶与后背墙都不同三． 顶进形式1． 单向单节顶进单节涵预制好一般长度为6—8m，单线一般路肩至路肩宽4.3M，外加电缆槽摆放、涵帽宽度来确定涵的长度由线路的左或右侧向另一侧顶入特点是方向、水平较好掌握，顶进时间较短，土质好，无地下、地表水，一般3天可顶完两股道涵长13—14M，顺利的话5天可顶完2． 双向双节对顶图 五由线路两侧各预制好涵身，采用两侧向线路中间对顶适用股道比较多，一侧预制场地有限并可以压缩顶进时间，增加作业面。

见图五图 六但是顶进质量难控制，对顶到位后接缝很难对接，容易错缝有时如股道之间有空地，将空地一段不用顶进，而是现浇一节，作为两节涵对接的过渡段3． 多节顶推股道比较多，涵身比较长，预制场地一侧较宽阔，则采用在一侧预制多节涵身顶进时只要一个后背墙，每两节涵之间摆千斤顶，一节一节顶推进入线路路基中，方向、水平好控制，慢行时间较长图 七4．多节顶拖图 八在股道比较多，涵身比较长，又没制作后背墙的条件，可以采用顶拖法，但必须三节以上开始几节利用后面涵身重量把前面顶进，到最后一.二节利用前面涵身自重的摩阻力，用拉杆把最后油顶底座拉住，将最后涵身拖动向前5．斜交顶进图 九当两侧道路无法与铁路正交时，则要采用斜交正顶方法千斤顶与公路的方向是平行的，与铁路是斜交的，所以在箱涵预制时，涵身底板要预制成台阶形，以便千斤顶成正顶方向这种顶进要考虑涵身受到土的侧压力是不等的，特别是活载传递下来，始终是一侧先受力，会造成扭力，所以，摆放千斤顶的位置要偏向一侧，使土压力与顶力平衡四． 桥涵成型的排水形式采用顶涵形式结构一般都处于地面以下，涵的净空较低的作为非机动车或人行涵，净空较高的大部分是机动车的交通涵涵低于地面时往往有地表水，净空较高的则有地下水。

不论哪种涵都要考虑排水问题1． 自然排水有时涵身净空不高，穿越路基又较高，这时设计采用自然排水，涵底路面高，地表水进不了涵内，或者涵底路面设成顺坡方式，一侧有地表水流入，另一侧又流出排走；还有一种附近难以自然排水，在涵出口修一段地下管道，将涵内地表水从地下管道 引到较底水塘、水沟、河渠排走总之，在下大雨出现短时间性的地表水经过涵底路面能慢慢排走的就叫自然排水涵2． 强排一般交通涵，由于汇水面积大，加上净空比较高，有的涵会有地下水渗入，无法自然排走，所以，必须采取措施将下雨的大量地表水加上地下渗入水排走，一般设计大的集水井，较小的沉淀池，配上自动抽水的水泵，这种排水形式叫强制式排水五． 基坑在没有顶涵之前，我们要把箱涵路以外预制好，所以，要选择线路的一侧有较大空地，材料机械设备比较好运到现场，同时，还要考虑后背墙能利用的原状土，以免过多的堆筑新的后背墙选定以后我们就要开挖基坑，要在基坑内预制涵身1． 无水基坑即在不下雨情况，没有地下水渗出，不需采用降水方法，基坑没有水需要排出的，叫无水基坑一般较小的过人涵或非机动车通行涵都是无水基坑2． 有水基坑无论下雨还是不下雨，基坑开挖后就有渗水，特别在海边，江河附近，基坑一开挖，有砂卵石的就有可能出现地下水。

遇到这种基坑，就要非常重视一旦基坑有水，将直接影响基坑能否挖成功基坑挖好后，箱涵预制或顶进中有雨就有可能坍方，顶进中涵前开挖土方又会出现渗透水，那就更危险，会造成涵前端.线路下出现坍方，会危及行车安全一般在设计交通涵时要进行地质钻探，并考虑采用何种方法进行降水，才能确保基坑开挖成功除了采取降水外，还要打桩（木桩、钢轨桩、钢板桩等），码草袋、干砌片石等配合，否则，基坑边坡经常会出现坍溜，造成工作底板无法施工六． 降水当基坑开挖出现渗水，要采取降水配合，降水有很多种方法，现介绍几种常用方法：1． 潜水泵排水即在基坑渗水量不大情况下，渗水系数小的土层中采用该 方法只要在基坑四周挖一圈水沟，挖2个集水坑，用水泵把水排走即可，这是比较简单的处理方法2． 井点降水图 十土层中是一种渗水系数小的粉砂或混合泥沙，水是慢慢地渗出，时间一长会造成基坑边土方坍溜的要采用井点降水井点降水是将很多井点管壁钻上小眼，打入基坑边墙土中，井点管顶用管子连通，采用功率比较大的空气压缩机放风，造成连接管真空，将井点管中地下水带出喷走，利用喷雾器的原理3． 集水井降水土层中是具有渗水系数大的中、粗砂、卵石等，渗水速度很快，地下水位又超过工作底板，这种情况要采用集水井降水。

考虑到顶进时开挖涵前端土方时也有水大量渗出，所以，布置集水井要把线路底下的水也要降低这样，在基坑周围要布置7—8个井，路两侧要布置6—7个井（两股道）股道多时还要增加每个井有单独的水泵抽水，并且要24小时连续抽水，才能把基坑附近的地下水位降低，这样，才能顺利施工见图十一图 十一4. 其它降水由于各地地质情况不一样，采用的降水方法也不一样比如有一个工地用挖掘机开挖基坑，面上没水，挖了三米深时就发现大量涌水，采用集中井降水，打了12米深的集水井，连续抽一天的水就是降不了水，后来打钢轨桩、木桩，又加圆沉井降水，等把基坑挖好，才发现整个地质情况很奇怪，面上1.0M左右是淤泥，第二层2.0M左右是细砂，第三层1.5M图 十二是粘土，第四层是砂卵石，见图十二后来了解这一带曾经是赣江平原，只有第三层高，可以种植庄稼，六十年代赣江大堤决口，冲了大量砂子进来，这些平原又复盖了一层2.0M左右的砂子，大堤恢复后，为了种植，当地又从别的地方运了大量的土填上继续种水稻填了面上一层不透水的土层在第二层透水的砂子之上当我们开挖基坑时，破开第一层到第二层就出现大量渗水，打集水井打了12M深，管壁钻孔又在下部4-5M，结果光抽第四层的水不见第二层砂层水降下去。

圆沉井比较浅，所以能把第二层水抽掉，才将基坑挖成为了不将第三层土破坏，我们请求变更，提高涵底标高，这样，第四层地下水就没有渗出，就不需集水井降水了七． 工作底板当基坑挖好后即可以浇筑工作底板，该底板主要是作为涵身预制时所用，要求承载力足够，平整度达到要求，并且与涵身有隔离层，以便顶进时不被涵身带走而滑动1． 地锚梁图 十三为防止工作底板被带动滑走，单节箱涵的工作底板须预设三道地锚梁，尺寸一般在0.3*0.3M（宽*高）可用片石砼，也可用短钢筋头埋植在地锚梁中，与工作底板连接见图十三2． 工作底板要视土质情况确定是否换填，如有淤泥则要换填，否则不需换填，只要浇筑0.2—0.3M厚度的砼作为工作底板如果路基下方土质不好，要设置上坡道，一般2—4‰，以防涵身顶进出现栽头超过规范标准3． 隔离层隔离层做得好坏，直接影响涵身启动的顶力，如做得不好，涵身不能与工作底板脱开，可能将底板带走或拉裂因此，对工作底板与涵身之间的隔离层一定要认真施工经过多年施工摸索，隔离层要做得又经济，又有效，不造成返工，可采用如下工序：工作底板抹面抄平（0.02M砂浆）——一道黄油——一层塑料薄膜——一道黄油——一层塑料薄膜——一层油毛毡。

见图十四图十四黄油与薄膜之间隔离效果好，油毛毡是防止钢筋戳穿薄膜的以前采用石腊、滑石粉隔离效果不太理想，成本又高，所以，慢慢被淘汰八． 后背墙后背墙的做法有多种形式，它是根据现场地质情况而定的当现场有比较好的原状土，基坑比较深时，采用直接埋入后背桩；当现场土质较差，基坑比较深时，采用换填后背土再埋入后背桩；当后背无土时，基坑与地平面无什么高差时，采用钢筋混凝土后背墙下面分别叙述几种后背墙结构形式1． 直接埋入后背桩式后背墙 在箱涵预制场地选择时，其中有一条很重要的因素，就是后背墙能否利用基坑后背的原状土，如果有就可节省较多的后背墙制作的费用，一般只要在后背墙前挖一道1.5M左右深的沟，靠近土体横向布上枕木；枕木外竖向立钢轨；然后横卧一组图 十五扣轨梁或工字钢，请见图十五2． 换填式后背墙如果预制场后背的土质较差，地势又较低时，首先要将软土换成片石，用卵石填充后背土，如图十六示图 十六然后再埋入钢轨桩，并横铺枕木钢轨桩前横卧一组扣轨梁或工字钢3． 现浇砼后背墙当后背墙无原状土时，必须现浇一根钢筋砼后。