本工程施工中包括10處框架涵的頂進(jìn)施工,框架涵均與線路正交。當(dāng)?shù)氐叵滤惠^低,對(duì)頂進(jìn)施工無大影響,大部分地點(diǎn)通過潛水泵排水可解決,個(gè)別部位通過井點(diǎn)法降水。

按設(shè)計(jì)要求采用中繼間法進(jìn)行頂進(jìn)施工,大開槽式工作坑,碎石墊層及C15混凝土底板。由于框架涵的孔徑在2.5-6.0m之間,結(jié)合設(shè)計(jì)要求及實(shí)際情況采用板樁式后背。箱體在底板上分節(jié)預(yù)制,預(yù)制采用大塊鋼模板和組合鋼模板,外模采用插模法施工,支架為碗扣式支架,泵送混凝土進(jìn)行澆筑。
頂進(jìn)施工工藝見頂進(jìn)框架涵工藝流程圖所示。
1、工作坑開挖及基底處理
首先上報(bào)有關(guān)單位,并了解施工點(diǎn)附近地上和地下的電力及信號(hào)線的具體位置,制定路局有關(guān)部門認(rèn)可的、可靠的防護(hù)方案。
動(dòng)工前先進(jìn)行測(cè)量放樣,使工作坑與頂進(jìn)涵的中心線一致。在工作坑兩側(cè)設(shè)基樁,樁距槽邊不小于1.5m,以防止坍土埋樁,并在坑的附近設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。平面位置應(yīng)保證放坡開挖后靠近鐵路側(cè)的邊坡上角距離鐵路鋼軌不小于2.5m。工作坑的尺寸應(yīng)結(jié)合底板的大小,并考慮排水溝及選用的后背形式。
板樁后背應(yīng)先將后背處的鋼軌打好之后,再開挖工作坑。人工配合挖掘機(jī)開挖,邊坡坡度1:1.5,并設(shè)槽臺(tái),施工運(yùn)土道設(shè)在工作坑的后面。開挖施工中在基坑周邊布置排水溝和集水坑,利用水泵將坑內(nèi)的積水排除,便于頂進(jìn)施工。
未命名.jpg
 
基坑開挖到位后,應(yīng)保持底部平整和密實(shí),為保證地基具有足夠的承載力,利用沖擊夯對(duì)地基進(jìn)行處理,并鋪設(shè)碎石墊層。為保證工程施工,在工作坑上面設(shè)置面積大于工作坑尺寸的工作棚。
2、線路加固
(1)挖孔樁
為了對(duì)既有線路進(jìn)行防護(hù),在線路兩側(cè)進(jìn)行挖孔樁施工。人工利用小機(jī)具進(jìn)行挖孔,分節(jié)立模澆筑護(hù)壁混凝土,利用型鋼焊成的簡易門式機(jī)架配合出碴筒出土。
具體施工工藝見《附件 挖孔樁施工》
(2)由于頂進(jìn)涵處的鐵路為兩股道,且列車較密集,因此對(duì)既有鐵路的加固和防護(hù)措施尤為重要。
由于頂進(jìn)涵的孔徑不同,因此線路加固采用兩種方法:
①孔徑大于3m的涵洞采用下列方法加固:
施工前將加固段的混凝土枕換成木枕,并對(duì)橫擔(dān)工字鋼按規(guī)定進(jìn)行絕緣處理。由于為淺覆土頂進(jìn)施工,可以用3-5-3扣軌式縱挑橫抬梁加固(見圖1、圖2所示),橫抬梁由高300mm工字鋼組成,間距1.5m,縱梁由I40工字鋼組成,兩端橫擔(dān)在挖孔樁上,縱梁與橫抬梁用φ25mm“U”型螺栓固定。
為減小阻力并改善縱梁及抬梁的受力條件,在橫抬梁下設(shè)置滾輪。施工中可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加密(滾輪托)抬梁的數(shù)量,起到均勻分布列車荷載的作用。
未命名.jpg
 
②孔徑在3m以內(nèi)的涵洞,可采用類似的方法進(jìn)行加固處理。由于跨徑較小,縱梁可放置在枕木垛上,不必設(shè)置樁基,工字鋼橫抬梁也可一適當(dāng)?shù)臏p少數(shù)量。
(3)為防止頂進(jìn)施工中線路橫移,可在各束扣軌梁間加設(shè)枕木撐,抬梁的終端設(shè)枕木擋墻。也可在加固時(shí)在抬梁下墊槽鋼,每3-5根抬梁安裝一組卷揚(yáng)機(jī),穿以滑輪組,當(dāng)線路發(fā)生橫向移動(dòng)時(shí),用卷揚(yáng)機(jī)加以調(diào)整。
3、工作坑底板修筑
基底處理后,鋪設(shè)石灰土基礎(chǔ)和C15混凝土底板,混凝土的澆筑同時(shí)應(yīng)考慮后背梁施工。為防止底板與石灰土基礎(chǔ)之間的相對(duì)滑動(dòng),在底板下設(shè)錨梁。底板澆筑后用1:3的水泥砂漿壓實(shí)抹光,以減小頂進(jìn)中的阻力。
工作坑底板應(yīng)滿足下列條件:
(1) 底板中心線:應(yīng)與頂進(jìn)涵設(shè)計(jì)中心線一致。
(2)平整度:為減小頂進(jìn)時(shí)起動(dòng)的頂力,底板應(yīng)盡量平整,可利用網(wǎng)格控制底板高程
(3)仰坡:為了防止頂進(jìn)中的扎頭現(xiàn)象,將底板做成1%左右前高后低的仰坡形式。
(4)導(dǎo)向措施:為避免箱身中心線在箱身頂進(jìn)入土前偏離既定方向,在底板兩側(cè)距預(yù)制涵體位置5-10cm處設(shè)置混凝土導(dǎo)向墩,以便于導(dǎo)向。
4、后背的制作
后背是頂進(jìn)過程中反推力的提供者,它必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,由于10處頂進(jìn)框架涵的孔徑有較小,重量不大,因此采用板樁式后背以求施工安全。
框架涵的板樁式后背采用鋼軌樁,鋼筋混凝土后背梁。鋼軌樁后背主要由P43鋼軌、后背梁和后背填土三個(gè)部分組成。利用DZJ40型振動(dòng)錘插打鋼軌,鋼軌要深入工作坑底面4.0m以上,每隔2m設(shè)一組鋼筋拉桿(見圖3所示)。為提高整體性,后背梁和底板澆筑成整體。
未命名.jpg
 
5、箱身預(yù)制
(1)箱身預(yù)制之前,在工作坑底板表面作隔離潤滑層,具體作法:
①在底板表面均勻地涂一層潤滑劑,潤滑劑為石蠟摻機(jī)油(機(jī)油含量為25%),厚度3mm左右!础丛斘摹怠
②在石蠟表面均勻地撒一層厚度約1mm的滑石粉。
③用塑料薄膜平整地覆蓋于滑石粉表面,薄膜可用塑料膠帶粘接成整體。
(2)潤滑隔離層做好之后,就可以進(jìn)行立模、綁扎鋼筋和混凝土的澆筑。箱身混凝土分兩次澆筑,首次澆筑底板;第二次澆筑外墻和頂板。采用插模法施工,插模法施工是將側(cè)向加固工字鋼的下端利用底板側(cè)面的預(yù)埋螺栓固定,上端利用鋼筋拉桿對(duì)拉,在兩工字鋼間插入外模,在澆筑混凝土的過程中隨混凝土面的升高,外模也不斷接高。
(3)在箱身的預(yù)制過程中應(yīng)注意:
①鋼筋的焊接采用焊接骨架,對(duì)于綁扎鋼筋骨架則應(yīng)具有足夠的剛度,鋼筋安裝時(shí)應(yīng)防止鋼筋沾上油或石蠟,以免影響混凝土和鋼筋的結(jié)合。
②按設(shè)計(jì)規(guī)定設(shè)置預(yù)埋件,特別是需要安裝刃腳的頂板、底板和側(cè)墻等處。當(dāng)采用型鋼挖土平臺(tái)時(shí),再相應(yīng)位置應(yīng)預(yù)埋鋼板。
③當(dāng)存在施工冷縫時(shí),應(yīng)對(duì)混凝土新舊結(jié)合面進(jìn)行鑿毛處理,然后刷一層水泥素漿,隨即灌以3-5cm與混凝土同標(biāo)號(hào)的砂漿,再澆筑新混凝土。
④頂板澆筑完畢后澆水覆蓋養(yǎng)護(hù),并按設(shè)計(jì)規(guī)定設(shè)置防水層和保護(hù)層,并做成排水坡,防水層一般為三油兩氈或三油一氈一麻。箱身外側(cè)的防水同樣應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行,一般為兩到瀝青。
6、頂進(jìn)作業(yè)
(1)頂進(jìn)輔助構(gòu)件
①刃腳采用拼裝式鋼刃腳,由厚度為10-20mm的鋼板焊制而成,見圖4所示。
②頂鐵由1-3cm鐵板及10cm、20cm、60cm、80cm長的特制頂鐵組成,頂鐵截面如圖5所示。
未命名.jpg
 
(2)頂進(jìn)準(zhǔn)備
頂進(jìn)設(shè)備的安裝:
①要根據(jù)計(jì)算的最大頂力來確定頂進(jìn)設(shè)備。
②千斤頂?shù)捻斄,可按額定頂力的60-70%計(jì)算,還應(yīng)有適當(dāng)數(shù)量儲(chǔ)備。初步選用天津威力工程千斤頂廠的QYS500和QYS300型雙作用千斤頂。
③千斤頂?shù)牟贾,要以箱身中心線為對(duì)稱軸,左、右、中布置。
④千斤頂與后背梁之間必須加橫梁,以增大背后梁的受力面積。
⑤液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)、高壓油泵箱及其輔助裝置的布置,應(yīng)盡可能使油泵與千斤頂配套。
(2)頂進(jìn)前的要求:
①檢查驗(yàn)收箱身,其混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
②完成對(duì)既有線路的加固。
③按設(shè)計(jì)規(guī)定安裝刃腳。
④頂進(jìn)設(shè)備及液壓系統(tǒng)安置并調(diào)試正常。
⑤現(xiàn)場(chǎng)備有足夠搶險(xiǎn)物資。
⑥觀測(cè)記錄人員及儀器到場(chǎng)。
⑦夜間要有足夠的照明亮度。
⑧清理工作坑,拆除與箱身連接的腳手架、電線等,清理地面上的雜物。
當(dāng)以上要求全部滿足后,就可以開動(dòng)高壓油泵,進(jìn)行試頂,以檢查頂進(jìn)設(shè)備、后背和箱身有無異常。開泵后,每當(dāng)油壓升高5-10Mpa時(shí),須停泵觀察,如有異狀應(yīng)及時(shí)處理;當(dāng)千斤頂活塞開始伸出,頂柱(鐵)壓緊后應(yīng)立即停止,進(jìn)行檢查,如沒有異常現(xiàn)象,可再次開動(dòng)高壓油泵,直到箱身起動(dòng)。
(3)頂進(jìn)作業(yè)
采用中繼間法進(jìn)行頂進(jìn)施工,即箱體分節(jié)預(yù)制,每節(jié)間設(shè)短程千斤頂(中繼千斤頂),前節(jié)依據(jù)后節(jié)為后背,建立中繼頂壓站(見圖6所示),中繼間的千斤頂達(dá)到最大頂程后,前節(jié)箱體停進(jìn)而進(jìn)行后節(jié)箱體的頂進(jìn)。此時(shí),前節(jié)中繼千斤頂隨后節(jié)箱體的前進(jìn)而壓縮回稿。
對(duì)于中繼間法頂進(jìn)施工過程中可能出現(xiàn)的扎頭或錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象,可采用下列方法解決:扎頭現(xiàn)象可采用預(yù)制時(shí)加大船頭坡度(仰坡)的方法;錯(cuò)臺(tái)可通過下挖坑道掏土沉降的方法調(diào)整,即在箱體兩端一定范圍內(nèi)挖土加支墩,同時(shí)開挖坑道。
未命名.jpg
 
當(dāng)箱身達(dá)路基邊坡時(shí),停止頂進(jìn)并組織人力進(jìn)行挖運(yùn)土,此時(shí)應(yīng)當(dāng)注意:
①挖土分兩層進(jìn)行,每次挖土進(jìn)深,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝临|(zhì)和線路加固情況確定,不超挖,一般再20-50cm左右,按千斤頂頂程的大小進(jìn)行挖掘。
②如沒有中刃腳時(shí),側(cè)刃腳仍需保留,并預(yù)留10cm厚土層切土前進(jìn),以利于頂進(jìn)方向的控制。挖土平臺(tái)上不得積存土。
③挖土?xí)r應(yīng)掌握土坡的平整,并保持與刃腳坡度一致,嚴(yán)禁出現(xiàn)逆坡。
④列車通過時(shí),挖土人員應(yīng)暫停挖土,并應(yīng)撤離路基開挖面一米以外。
⑤觀測(cè)人員應(yīng)與挖土工作緊密配合,隨時(shí)根據(jù)箱身頂進(jìn)的偏差情況,改進(jìn)挖土方法,減少和消除偏差的發(fā)生。
⑥挖土?xí)r,如發(fā)生塌方影響行車安全,應(yīng)迅速組織人力搶修加固。
⑦當(dāng)前方刃腳處完成以進(jìn)尺長度后,開動(dòng)油泵使千斤頂推進(jìn)箱身前進(jìn),箱身前進(jìn)后用反向千斤頂將主千斤頂?shù)幕钊卦唬诳論跆幵龇彭旇F,等下一次開鎬,如此循環(huán)施工。
(4)頂進(jìn)時(shí)的注意事項(xiàng):
①每次頂進(jìn)前,應(yīng)細(xì)致檢查液壓系統(tǒng),頂柱(鐵)安裝和后背的變化情況。
②運(yùn)土應(yīng)與前節(jié)箱體的頂進(jìn)循環(huán)交替進(jìn)行,后節(jié)箱體每前進(jìn)一頂程,即應(yīng)切換油路,并將頂進(jìn)千斤頂活塞拉回復(fù)原,補(bǔ)放小頂鐵。
③安裝頂柱(鐵)時(shí),應(yīng)與頂力軸線一致,并與橫鐵垂直,應(yīng)做到平、順、直。
④頂進(jìn)中設(shè)專人用儀器進(jìn)行跟蹤測(cè)量,如發(fā)現(xiàn)左右偏差或高差相差較大時(shí),要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,可用增減一側(cè)頂力或用挖土方法來調(diào)整。
⑤應(yīng)當(dāng)盡量工期安排避免在雨季施工,無法避開雨季施工時(shí),應(yīng)切實(shí)做好防洪及排水等安全設(shè)施。
⑥頂進(jìn)施工前,應(yīng)將施工組織設(shè)計(jì)方案報(bào)路局有關(guān)部門審批,并且辦理各項(xiàng)有關(guān)手續(xù)。頂進(jìn)過程中,指派專人對(duì)線路進(jìn)行幾何動(dòng)態(tài)及列車運(yùn)行的防護(hù)聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)異常,立即停止頂進(jìn),并調(diào)整線路,以確保行車安全。