1、铁路软土地基段箱涵顶进施工技术的探讨摘要：随着我国经济的发展，下穿铁路建设项目明显增加，顶进箱涵施工的应用越来越广泛。本文阐述了铁路软土地基地段箱涵顶进的施工步骤及处理方法。 关键词：铁路箱涵顶进施工 中图分类号：X731 文献标识码： A 文章编号： 1 概述 为适应铁路提速需要，将公路与铁路、铁路与铁路交叉口改平交为立交道口时，在铁路线下采用顶进法修建下穿式框架箱涵已被广泛采用。但要在软土地基下进行的箱涵顶进施工，其施工难度大大增加，因施工时需考虑对软土地基的处理。 一般来说，软土地基处理包括对顶进箱涵底部及箱涵两侧的地基处理，箱涵底部的处理方式主要是压人钢筋混凝土方桩(见图 1)，箱涵两
2、侧的处理方式有水泥搅拌桩、粉喷桩或压入钢筋混凝土方桩等多种。本文着重介绍箱涵底部的地基处理方式压入钢筋混凝土方桩。 图 1 软土地基上箱涵顶进后的纵断面 2 软土地基地段箱涵顶进施工方法 软土地基顶进箱涵施工步骤:线路加固、制作顶进坑、预制箱涵、箱涵顶进、边顶进边压入预制方桩、道路结构层施工。 2.1 加固铁路线路 铁路线路加固的常规方法是纵挑横抬梁法。将加固地段混凝土枕换成木枕。下设工字钢横抬梁，股道两侧设工字钢纵抬梁，用 U 型螺栓将吊轨纵梁、横梁联结牢固，每隔 3 根枕木设 1 根轨距拉杆，在横抬工字钢梁下垫以钢板，以减小顶进阻力，每隔 5m 左右安装 1 组卷扬机和滑轮组，以防铁路轨道
3、横移。枕木支墩搭设好后，架设纵抬梁。纵抬梁顶高程低于钢轨底高程 14cm，横抬梁与线路钢轨接触面垫橡胶垫板。 2.2 制作顶进坑 顶进工作坑包括滑板及其后背。靠工作坑侧的铁路路基按 1:1.25 放坡，紧靠路基坡脚设置顶进工作坑，工作坑方向与桥涵顶进方向一致，与铁路中心线成相应角度(设计要求角度)。 (l)滑板施工步骤:在工作坑上夯填厚 10cm 碎石垫层。浇筑厚 30cm的 C25 钢筋混凝土滑板、锚梁、M10 水泥砂浆抹面、厚 3cm 石蜡(掺 25%机油)一层、滑石粉一层。塑料薄膜一层。涂掺机油的石蜡作隔离层以降低桥涵顶进时滑板的摩阻力，两侧设导向墩以控制顶进方向。滑板内主筋应锚固在后背
4、梁内。 (2)后背梁为 C25 钢筋混凝土，与滑板同时施工。后背处必须进行软基加固处理，以满足顶力的要求，一般是采用水泥搅拌桩处理，桩长适当增加，并在桩间填筑 M5 浆砌片石，以增加整体强度。 2.3 预制箱涵 (l)箱涵在滑板上预制，其中心和滑板中心、顶进方向一致，与铁路中心线成相应角度。施工工序:在工作坑滑板上立底板外模绑扎底板钢筋灌筑底板混凝土养护立内模绑扎侧墙及顶板钢筋立墙身外模灌筑侧墙及顶板混凝土养护拆模安装钢刃脚作桥涵防水层及润滑设施。 在箱涵两侧墙前端 2m 范围内的外模可向外放宽 1cm，使前端保持正误差，尾部为负误差，形成倒楔形，以减小顶进时的阻力。 浇筑混凝土时，必须将压桩
5、孔及其加固钢筋、预埋件准确定位，并与底板钢筋绑扎牢固，以保证在浇筑混凝土时不移位。为便于压桩施工，箱涵底板预留压桩孔的四角应根据压桩机具尺寸各预埋一根由由 2 螺纹钢加工而成的必 30 螺栓，一端成直钩焊在底板纵筋上。 预制箱涵时底板前端作船头坡，以便顶进时将高出底板的土压人箱涵底下，增加其承载能力，防止扎头。 (2)制作钢刃脚。钢刃脚用厚 1020mm、宽 5060cm 钢板制成，钢刃脚与桥涵前端预埋螺栓相接。由于顶进大型箱涵一般无覆盖土，故只设侧刃脚。 (3)施作防水层。在桥涵顶面先铺三毡四油，再铺厚 810cm 的 C10细石混凝土保护层，并做成排水坡;桥涵两侧边墙喷涂 2 遍 M150
6、0 防水涂料;各沉降缝内设置橡胶止水带和遇水膨胀橡胶止水条;顶进时需注意两端止水带的预埋和保护。 图 2 方桩钢筋布置(单位:cm) 2.4 箱涵顶进 顶进施工前，应布置抽水井点，将地下水位降至底板下 lm 左右，因基底土层透水性差，故采用轻型井点降水法，井管间距约 lm，顺工作坑周围及路基坡脚布置。 箱涵在工作坑滑板上空顶时，应特别注意箱涵的轴线方向，刃脚一经吃土，应组织人力加快挖土、出土速度，保持箱涵连续不断顶进，如由于某种原因迫使桥涵暂停顶进时，亦应间续顶动，以防止箱涵阻力增大。挖土进尺 0.40.5m，挖一个顶程的土方，立即顶进箱涵，使之紧贴开挖面。开挖面的坡度控制在 1:0.8 一
7、1:1.2 之间，开挖面的宽度应比箱涵外轮廓小 10Cm。挖土过程中严格控制刃脚切入土内深度，一般不小于 10cm。桥涵顶出滑板进入路基后，为了不使箱涵扎头，在滑板前端往顶进方向浇筑厚 30cm 快干钢筋混凝土垫层，并预留钢筋混凝土方桩压入孔。 顶进时安放的顶铁或顶柱轴线必须与油泵轴线保持一致，与横架垂直，每行顶铁和顶柱要与千斤顶成一线。为保证顶柱的受压稳定，在顶柱横梁间用螺栓连结牢固，每隔 45m 顶柱设置一道横梁，使传力均匀，横向稳定。 2.5 压入预制方桩 (l)预制钢筋混凝土方桩在预制箱涵的同时，开始预制钢筋混凝土方桩。每根方桩长 21m，截面 25cm25cm，考虑到顶进箱涵的工作净
8、空，分 7 节预制，每节 3m，其中桩尖节 1 节，承接节 6 节。混凝土的强度等级为 C25。方桩钢筋布置详见图 2。承接节钢筋布置类似于桩尖节上半部，但增加 2 根长 80cm 的 20mm 连接筋，外露 30cm，以便与下节方桩联接。 (2)方桩压入施工当箱涵底板预留孔顶到桩位时，便进行压桩施工。方桩压入采用静压法，由箱涵中间向两侧对称进行。压桩施工不得中途停顿，应一次压至设计高程和压力值。用 500kN、顶程 0.3m 的手压千斤顶。施工中为确保方桩顶入的精度，可自制导向设备，千斤顶安设于导向架上部，如图 3 所示。 图 3 方桩压入施工布置 考虑到千斤顶的顶程，故每节分多次顶入。下半
9、段顶进后，测顶入部分顶入精度，桩中心轴与水平方向夹角误差控制在 0.40 以内，若超出误差要求，则须拔出重顶。每节桩顶入后，外露部分应高出箱涵底上表面 10cm，以便接桩。接桩采用硫磺胶泥法:接桩时锚筋孔内应先灌满硫磺胶泥，并满铺桩顶面，灌注时间不得超过 1min，立即将上节桩外露的 2根钢筋插入锚筋孔，保持垂直相接。硫磺胶泥接桩后，停歇时间应根据气温由试验确定，一般应在 510min 方可继续压桩。最后 l 节桩应压入箱涵底板底面下 30Cm，桩压完后，桩顶与箱涵底板间用 C20 混凝土浇筑。待箱涵底板预留孔顶到又一排桩位时，进行该排压桩施工。箱涵全程顶完后，底板预留孔用 C35 膨胀性混凝土浇筑。 3 体会 (l)顶进过程中箱涵高程和顶进方向的控制是施工的关键，特别是多孔箱涵的施工尤为重要。 (2)箱涵和方桩预制过程中的程序化、制度化是工程质量的保证。 (3)线路的加固和顶进过程中的检查与配合是施工安全的决定因素。
