铁路既有线顶进涵施工工艺优化

为满足国内交通强国的要求，新增规划道路及改扩建工程已日显突出。在保证铁路运营安全和施工质量的前提下，既有线顶进涵施工已成为提高工程施工效率、保证工程质量的重要手段。

1工程概况

某新线引入既有线需对既有线2-8.0m梁式小桥进行改造，改造方式为拆除既有2-8.0m梁式小桥桥梁，对孔顶进1-13.0m框架桥，总长44.31m，基坑深度3.57m，顶进部分全长24m，单侧分两节预制，每节长12m。

2总体施工方案

框架桥施工共分为六步实施，第一步：开挖工作坑，预制顶进段框架，施工后背墙，便梁支墩及顶进段基坑防护桩施工。第二步：塔设落梁钢管支架。第三步：进行无缝线路应力放散、架设20mD型便梁。第四步：拆除既有梁体和中间桥墩，开挖桥下基础，滑床板及框架预制及顶进。第五步：拆除D便梁，恢复线路。

3主要施工工艺优化

以下主要从后背墙、便梁支墩、既有T梁落梁、中继间串联顶进、监控量测五个方面进行总结，其他工艺沿用传统工艺未进行优化。

3.1后背墙优化

通常情况下采用钢轨桩进行施工，为避免对邻线铁路基础造成影响，减小后背墙变形，采用挖孔桩加腰梁梁方式做后背墙，挖孔桩桩长8m，桩径1.25m，桩间距1.5m，桩内配Φ16主筋32根，锚入土体深度4.43m，后背墙长度14m，顶进过程中最大顶推力为1444t，每延米后背墙顶力103t，根据朗金理论土压力及挖孔桩内力计算后背墙每延米承受最大273t，桩顶位移2.4mm，即满足顶进要求，又避免对邻线铁路桥墩基造成影响。

3.2便梁支墩优化

既有线桥台基础为扩大基础，如采用人工挖孔桩会破坏既有桥台基础，减小基础受力面积，且基础下部临空面易坍塌，造成既有桥台失稳，影响既有铁路运行。通过优化，便梁支墩侧面在既有台身双侧植筋帮宽，底部坐落于既有桥台基础上，支墩尺寸为2m×2.5m，植筋呈梅花形布置采用Φ20钢筋，植筋深度55cm，间距20cm，经计算架设便梁后作用单个支墩上的压力428KN小于支墩的承载力992KN，满足要求。既有桥台扩大基础至于500kpa地层，基础尺寸为4.3m×4.8m×1.0m，线路荷载、支墩自重及桥台自重作用在基地共计3622KN，远小于基地承载力10320KN，满足要求。

3.3既有T梁落梁方式优化

在架设便梁前，在既有桥下搭设落梁钢管支架，支架立柱共设4排，每排2根，采用Φ63cm钢管柱塔设，钢管柱上部为分节连接，每节长度为20cm。钢管柱顶部横梁为40cm工字钢，钢管柱中部采用剪力撑固结。钢管柱基础尺寸为1m×1m×4.5m钢筋混凝土条形基础，钢管柱底部与基础预埋螺栓连接，以确保支柱的稳定。单孔梁（两片T梁）重44.78t，由4根钢管立柱承担该竖向荷载，每根立柱承担的荷载为：1.2×447.8/4=134.34kN，施工时考虑2.0的动力系数，其承受的荷载为268.68kN，承受的应力为14.262MPa，小于其承受的最大应力119.63MPa，钢管立柱的强度和稳定性满足要求。条基坐落于原有混凝土路面承载力满足要求。便梁架设完成后进行既有线桥梁拆除，首先拆除T梁，再拆除墩柱，T梁拆除步骤如下：搭设钢管柱、切割墩（台）安装千斤顶、落梁、梁体凿除、墩柱拆除。采用绳锯或风镐将影响千斤顶安装的部分墩台混凝土凿除后，采用300t，尺寸为40cm×30cm，行程为20cm，每孔梁4台千斤顶，将既有梁起高2cm后，在事先搭设好的钢管柱支架顶面插入杂木板或钢板，下落千斤顶并取出，使桥梁落在钢筒支架上。按300t千斤顶顶程20cm凿除影响千斤顶安装的部分墩台混凝土后，安放千斤顶并升高顶起既有桥梁，抽出钢管支架顶面垫板，拆除一节20cm钢管支柱，降低钢管支架高度，后千斤顶回油落顶将既有桥梁下落在降低高度的钢管支架上。按照上次作业方式，依次循环，直至将既有桥梁顶下落距便梁纵梁底50cm止。

3.4顶进方式优化

将传统分节顶进优化为中继间串联顶进，为克服顶进下沉、整体框身就位平面位置标高卡控及防水质量要求，在两节框架边墙、顶板结构混凝土外侧设置锚梁，锚梁顺箱体方向每3m一道，每道长度3m，每道锚梁在框架内外各布设1根32#工字钢，每0.5m设置锚固孔，并采用φ50mm带丝钢销固定。顶进完成后拆除锚梁并用微膨胀混凝土封闭锚固孔，并在边墙侧面及顶板顶面铺贴防水卷材。框架节预制时沉降缝处设置中埋式止水带，有效解决了框架间错台及沉降缝漏水等问题。

3.5监控量测优化

传统工艺对铁路路基边坡监测、线路加固便梁支墩监测往往采用埋设观测桩定期定时人工采用测量仪器进行观察，观察不连续，且存在人为误差，不能及时准确的进行数据收集及分析。采用沉降挠度自动测量系统，实现了对线路变形位移的自动监测系统。自动监测系统由自动化传感器、控制计算机、基准点和变形点组成。根据现场条件安装静力水准仪及固定式测斜仪传感器并设置好基准点及变形点，电源采用太阳能板，传感器通过无线网络将测量数据传输给控制计算机，事先在控制计算机上将各超限指标输入系统内，系统会实时收集数据并分析，并对超限情况进行报警并以信息的方式推送至相关人员手机上，便于及时采取措施，避免事故的发生。

4结语

综上所述，在铁路既有路线箱涵施工过程中，采用顶进施工技术，需要根据实际现场条件，经过科学准确的计算，在不影响既有铁路运营安全，保障施工安全质量的前提下，合理提出优化方案，可以提高施工效率，减少施工成本。