斜交下穿铁路多箱涵顶进施工技术要点及纠偏措施

１７８　西部探矿工程　２０１７年第２期　・隧道与建设工程・　斜交下穿铁路多箱涵顶进施工技术要点及纠偏措施　徐康　，杨晓刚。　（１．杭州市水处理设施建设发展中心，浙江杭州３１０００３；２．杭州市城乡建设委员会，浙江杭州３１０００３）　摘要：以杭州市丁桥东路下穿铁路箱涵项目为研究对象，对斜交下穿铁路多箱涵长距离顶进施工　技术要点及纠偏措施进行了研究。从下穿铁路箱涵顶进工程概况、施工流程、顶进步骤、线路防护便　梁架设、深基坑围护、基坑开挖、滑道板施工、顶力计算等技术要点的阐述，到箱涵顶进纠偏措施的研　究，都对类似箱涵顶进施工，特别是如何采取纠偏措施具有一定的参考意义。　关键词：箱涵顶进；下穿铁路；施工技术；纠偏措施　中图分类号：Ｕ４４９．８２文献标识码：Ａ文章编号：１００４—５７１６（２０１７）０２—０１７８—０４　１工程概况　昆铁路下行线法向夹角３０．７２。。　丁桥东路（石大线一华丰路）工程南起石大线，北　至华丰路，为城市主干道，道路标准横断面宽４２ｍ，全　长约８５０ｍ，为解决丁桥东路与既有铁路交叉运行问　本工程采用（１２＋２ｘ９．５＋１２）ｍ四孑Ｌ分离式框架桥，　沿道路方向长４６．３５７ｍ，道路总宽度４７．５ｍ。框架桥中　题，丁桥东路以铁路框架桥（箱涵）形式从南向北依次　下穿沪昆铁路下行线、沪杭客专引入杭州的下行联络　线、沪杭客专引入杭州的上行联络线、沪昆铁路上行　线，股道间距较大，有９．３～ｌ１．７ｍ，本工程中心线与沪　两中孔净高６．２５ｍ，两边孔净高６．１ｍ。靠近上海方向　中孔和边孔之间的空隙为３０ｃｍ，靠近杭州方向的中孔　和边孑Ｌ之间的空隙为１８ｃｍ，两中孔之间的间隙为６０～　１７６ｃｍ，具体平面、立面布置见图１、图２。　２施工流程　图１平面布置图　具体施工流程见图３。　３顶进步骤　｝收稿日期：２０１６一ｌｌ—ｌ８修回日期：２０１６—１１－２８　框架顶进采用前端出土、部分切土顶进，顶进顺序为　框架三、框架一、框架四、框架二。顶进前先施工便梁临时　第一作者简介：徐康（１９８５一），男（汉族），浙江ｌ临安人，高级ｌＴ程师，现从事工程建设管理工作。　２０１７年第２期　西部探矿工程　１７９　图２立面布置图　施工准备　成后，移架框架三上的Ｄ２４ｍ便梁至框架四上方，作为框　架四基底处理及顶进期间的线路防护。便梁支点架设于　框架三和Ｄ４条基Ｅ，在框架三内支点位置设置钢管支撑。　’　’　工作坑开挖　ｌ　Ｉ变梁支墩钻孔桩　（４）顶进框架二。框架四拉槽、基底处理期间移架　框架一上的Ｄ２４ｍ便梁至框架二上方，作为框架二基底　作坑底板、后背、后背梁、润滑层ｌ１支墩承台、横梁　处理及顶进期间的线路防护，便梁支点架设于框架一　和框架三上，在框架内支点位置设置钢管支撑。　●　ｌ　４顶前准备　箱身顶进　——Ｉ　４．１基坑围护　拆除变梁回复线路　—＿．｛纵移施工变梁　厂　顶进工作坑设置在铁路北侧，基坑原地面标高　６．５ｍ至基底一３ｍ总开挖深度约９．５ｍ，基底位于淤泥质　桥上人行道栏杆Ｉ　Ｉ桥上护轮轨　粉质粘土层，基底采用　６０ｃｍ＠４５ｃｍ旋喷桩加固。基　坑围护采用带拉锚　１００ｃｍ钻孔桩＋　６０ｃｍ＠４５ｃｍ双　主框架结束　排搅拌桩止水帷幕（框架二、框架三前设置双排钻孑Ｌ桩），　图３下穿箱涵施工工艺流程　钻孔桩有效桩长２８ｍ，铁路侧围护桩系梁顶标高为　２．５ｍ，东西两侧围护桩系梁顶标高为４．２ｍ。工作坑３个　支Ｊ　，架设便梁，进行Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４便梁支墩梁旋喷桩基　边角上采用上下两道斜撑，上道为钢筋砼支撑，与冠梁　础及钢筋混凝土便梁支墩的浇筑施工，主要步骤如下：　连成整体，下一道为钢管支撑，并设置钻孔桩＋钢格构柱　（１）顶进框架三。框架三处每股道架设ｌ组Ｄ２４ｍ　竖向支撑。线路便梁防护架设完成后进行拉槽，框架底　便梁在Ｄ１、Ｄ２条形支墩上，两侧各架设１组Ｄ２４ｍ便梁　采用ｊｚ『６０ｃｍ高压旋喷桩地基处理，墙身位置四排桩墙，　在条形支墩和临时支墩上，作为框架三基底处理及顶　间距５０ｃｍ，框架中间范围间距１．２ｍ，有效桩长１５ｍ。　进期间线路防护。　４．２工作坑开挖　（２）顶进框架一。框架三顶进期间，在框架一杭州　在路肩边处开始放坡，按１：２．５的边坡开挖，至铁　方向一侧拖架一组Ｄ１６ｍ便梁在Ｄ３条基上和临时支墩　路侧系梁顶标高２．５，系梁内侧工作坑内采用１：１．５放　上，作为框架一基底处理及顶进期间线路防护。框架　坡开挖，东西两侧沿钻孔桩全部挖除坑内土方。　三顶进完成后进行框架一拉槽、地基处理及顶进施工。　工作坑内分槽分层开挖，机械配以人工分层进行挖　（３）顶进框架四。框架一顶进期间移架Ｄ４条基上　土，分层厚１－－．１．２ｍ，机械挖至剩余厚度０．５ｍ时采用人　Ｄ２４ｍ便梁至Ｄ４条基外侧作为框架四顶进期间的拖梁，　工挖土。顶进部位两端冠粱断开后，待圈梁整体稳定后　该便梁支点架设于Ｄ４条基和临时支墩上。框架一顶进完　进行围护孔桩的凿除，严格按顶进控制标高凿除到位。　１８０　西部探矿工程　２０１７年第２期　４．３滑道板浇注　当基坑挖至设计标高时，先平整基底，浇筑　１５ｃｍＣ１５砼垫层，然后绑扎钢筋、立侧模，再浇注３０ｃｍ　４３５６）￣０．８＋２ｘ０．６５ｘ４６．７９￣０．７＋５０￣１８．１３］＝５３２０．６（ｔ）　框架二、三的顶力，以自重稍大的框架二为例：　Ｐ２＝ＫＥＮ１＋（ＮＩ＋Ｎ２）　＋２＋ＲＡ］　．　Ｃ２５砼，滑道板顶面用Ｍ１０水泥砂浆抹面，严格控制其　标高和平整度，并涂上３ｍｍ厚石蜡，再喷撒一层滑石　粉，最后铺设一层塑料薄膜。　滑道板采用整体式钢筋砼结构，采用Ｐ５０钢轨进行　加强，以提高滑板刚性、整体ｆ生及自重，钢轨铺设沿顶进　１．２［Ｏ＋（Ｏ＋３５３Ｏ）×Ｏ．８＋２ｘ０．６５￣４６．７９ｘ０．７＋５０￣　１４．２４１＝４２９４．３（ｔ）　５．２顶进反力计算　不考虑围护体系背后土体对滑道板后背梁产生的　被动土压力，仅计算滑道板自重和框架重量产生的摩　方向纵向布置，横向间距１．０ｍ。后背梁宽１．５ｍ，高　２１０ｍ，顶面高出滑道板面０．８ｍ，后靠背采用４排咬合搅　拌桩。滑道板每隔２．０ｍ设一道５０ｃｍ宽地锚梁，两侧对　应锚梁位置设钢筋砼导向墩，其与箱身之间隙为３ｃｍ。　５顶力计算　５．１顶力计算　表１框架自重及顶层参数表　注：为准确计量顶进重量，框架自重已包含转正块、顶防水保护　层及轨底黄沙重量。　经计算，各框架自重与顶程情况见表１。　按照规范，顶力计算公式如下：　Ｐ＝Ｋ［Ｎ１　＋（Ｎｌ＋Ｎ２）　＋２　Ｅ　＋ＲＡ］　式中：Ｐ——最大顶力，ｔ；　Ｋ——安全系数，取１．２；　Ｎ１——涵顶上荷载，ｔ，因本工程拉槽顶进，故为０；　——涵顶与荷载之间摩阻系数；　Ｎ２——框架自重（含转正块、顶防水保护层及轨　底黄沙重量）；　——涵底与荷载之间摩阻系数，取０．８；　Ｅ——框架两侧土压力，ｔ；　——　０摩阻系数，取０．７；　Ｒ——刃脚下正面阻力，淤泥质粉质粘土，取５０ｔ／ｍ　；　Ａ——刃脚正面面积，ｍ２。　框架顶进采用２４ｍ便梁架空线路，顶进拉槽深度便梁　以下５ｍ，开挖面至框架底３．２ｍ，框架两侧按１：ｌ放坡。框　架顶进时顶部无荷载，两侧仅３．２ｍ高度范围存在土压力，　经计算，侧墙土压力为０．６５ｔ／ｍ，框架侧墙长４６．７９ｍ。　框架前端不设刃脚，顶进时框架前端底板和３．２ｍ　高的墙身受到土的正面阻力，框架一、四正面面积Ａ＝　１８．１３ｍ。，框架二、三正面面积为Ａ＝１４．２４ｍ。。　框架一、四的顶力，以自重稍大的框架一为例：　Ｐ１＝ＫＩＮ１．　＋（Ⅳｌ＋Ｎ２）　＋２＋ＲＡ］　＝１．２［０＋（Ｏ＋　阻力，经计算滑道板总重５１９９ｔ。　根据总体顶进安排，框架三顶进时框架四已预制　完成，框架一顶进时框架四仍在滑道板上，框架四顶进　时框架二预制完成，最后框架二顶进。　故框架顶出滑道板后最大可承受反力为（滑道板　和土体摩擦系数取０．７）：　框架三：（４２９８＋５１９９）０．７＝６６４８（ｔ）（大于顶力　４２９４．３ｔ，满足要求）；　框架一：（４２９８＋５１９９）０．７＝６６４８（ｔ）（大于顶力　５３２０．６ｔ，满足要求）；　框架四：（３５３０＋５１９９）０．７＝６１１０（ｔ）（大于顶力　５３２０．６ｔ，满足要求）；　框架二：５１９９￣０．７＝３６３９（ｔ）（小于顶力４２９４．３ｔ，需　采取措施）。　故在框架一顶进后立即对框架二西侧进行回填，　填土宽约１５ｒｎ，长约５２ｍ，平均厚度１．５ｍ，重约２１０６ｔ，　则框架二顶进时最大反力变更为：（５１９９＋２０１６）×０．７＝　５１１３（ｔ）（大于顶力４２９４．３ｔ，满足要求）。　本工程滑道板采用加强型整体滑道板，滑道板与坑　内抗浮桩整体浇筑，该措施也增加了滑道板抗位移能力。　６顶进要点　６．１试顶　开泵后，油压每升高５ＭＰａ时须停泵观察，当油压　表升高到２０ＭＰａ时，立即停止试顶，加千斤顶后重新试　顶；每次升压后需稳定１０ｒａｉｎ，对设备状况及滑道板、后　背梁的裂缝发展情况进行检查；当千斤顶活塞开始伸　出，顶铁压紧后应立即停顶，经检查各部位无异常情况　后再开泵至箱身启动。　６．２　出土　箱涵顶进由北向南，用４台２００型挖掘机在线下挖　土、翻土至南侧线路外后装车运走。顶进槽道开挖深度　控制在便梁底往下５ｍ，宽度以框架净宽控制，视顶进情　况对框架前端１．５ｍ范围挖土，随挖随顶，防止出现顶进　槽道两侧土体坍塌及顶进框架扎台头等不利状况。　６．３顶进　框架启动后，开始为不切土的空顶，此时需要注意　２０１７年第２期　西部探矿工程　１８１　控制好框架顶进的方向，避免出现严重偏差；框架人土　至１／２箱身长度前是顶进高程、方向控制的关键阶段，　每一顶程都要及时测量及时纠偏；安放顶铁、千斤顶要　做到三个一致，即轴线、长短搭配、位置一致。　顶进过程中油泵系统各接头、管道应常检查；顶柱附近　严禁站人，以免崩起伤＾；配备足量道渣、枕木、编织袋等抢　修　于料，留好应割　参通道，一旦线路　哪　ｆ青及时沧修。　７纠偏措施　坡及便梁支墩的监测，箱涵底板开槽孔在顶进完成后　再予以植筋恢复。　８结语　通过顶前准备工作的精心准备和充分落实，丁桥　东路工程箱涵从开始顶进到全部就位只用了２个月时　间，但在顶进过程中４个箱涵除二号箱涵顺利顶进外，　其余３个箱涵在分别遇到了平面偏差、抬头和低头现　象，在本次工程中通过以上施工技术和纠偏措施的应　７．１平面纠偏措施　顶进过程中，发现偏差应及时调整，可采取增减一　侧的顶力，如向左偏，则关闭或减少右侧千斤顶，如向　右偏则反之；调整两侧挖土方式，利用两侧边墙阻力不　同来纠偏，如框架前端向右偏，则在右侧边墙前超挖　２０￣５０ｃｍ，左边保持吃土２０ｃｍ；利用顶铁调整，如框架　前端右偏，则将右侧顶铁楔紧，左侧顶铁松开ｌ￣３ｃｍ　的间隙，开泵后右侧先受力顶进。　７．２竖向纠偏措施　为预防纠正框架低头现象，设置滑道板的２０％的　纵坡；滑道板前面部分土方底面应适当欠挖；降低油顶　轴线高程。　为预防纠正框架抬头现象，顶进过程中发现抬头　现象且抬头量不大时，挖土至箱底齐平；抬头量过大　时，则底面进行超挖；如因两侧挖土不够宽吃土量过大　而引起抬头时，可在两侧适当超挖。　７．３较大偏差纠正措施　为加快工程进度，在一号箱涵顶进前即开始进行　二号箱涵制作，因２个箱涵距离很近，二号箱涵无法在　原位预制，将采用向西偏移２ｍ预制，在顶前利用四号　箱涵作为靠背进行横向顶进，使二号箱涵顺利进人顶　进预备位。因此在顶进过程中出现较大平面偏差，可　以采用横顶的措施来处理，调整的空间相对较大。　在出现较大低头情况时，暂停顶进，在顶进过程中　采取尾端压载法调整，由于箱体重，可采用箱内中后部　区域浇筑砼压载；如顶进已完成，低头严重时，可采用　支顶法予以调整，该措施费用较大，对工期影响大，应　避免出现该情况。　在出现较大抬头情况时，特别长距离顶进，需要注　意箱涵和轨道线路便梁之间的净空，一旦无法继续顶　进，必须采取措施。出现该类情况后，暂停顶进，由于　箱体重，可采用箱内中前部浇筑砼压载，及时监测箱体　沉降变化。若效果不明显，则在箱涵前端进行冲沙，此　时需加强对槽道两侧线路边坡及便梁支墩的监测。若　效果仍不明显，则在箱涵内底板中前部进行开槽冲沙，　尺寸横向３ｍ，纵向ｌｍ，此时需加强对槽道两侧线路边　用，最终顺利完成了工程建设。　参考文献：　［１］杨战博，寇君淑，杨欢，杨红潦关林子公路隧道下穿既有道路　施工风险评估ｆＪ］冰利与建筑工程学报，２０１６，１４（２）：３０—３９．　【２】金继伟．下穿既有铁路大跨度架空顶进箱涵的设计与施工　关键技术［Ｊ】．郑州大学学报：工学版，２０１２，３３（３）：２８—３２．　【３】张勇．下穿立交工程对高速铁路安全影响评价方法研究［Ｊ］．　高速铁路技术，２０１４，５（４）．　【４］郑大轩．下下穿高速公路顶推箱涵施工风险管理［Ｊ］．交通标　准化，２０１４，４２（９）：１２６—１２８．　［５　胡瑞灵．软土地区箱涵顶进施工关键技术探讨【５］Ｊ］．资源环境　与工程，２０１１，２５（３）：２１５—２２０．　［６］　中华人民共和国行业标准．ＪＴＧ　０６３－－２００７公路桥涵地基基　础设计规范【ｓ】．北京：人民交通出版社，２００７．　【７】中华人民共和国行业标准．ＴＢ　１０２０３－－２００２．铁路桥涵施工　规范【ｓ】．北京：中国铁道出版社，２００２．　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｋｅｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　Ｓｋｅｗｅｄ　Ｂｏｘｅｓ　Ｃｕｌｖｅｒｔ　Ｊａｃｋｉｎｇ　Ｕｎｄｅｒ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ　Ｒａｉｌｗａｙ　ＸＵＫａｎｇ　，ＹＡＮＧＸｉａｏ—ｇａｎ　ｆ１．ＴｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｈａｎｇｚｈｏｕ　ｗａ—　ｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３１０００３，Ｃｈｉｎａ；２．　Ｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｕｒｂａｎ　ａｎｄ　Ｒｕｒａｌ　Ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３１０００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ　ｂｏｘ　ｃｕｌｖｅｒｔ　ｊａｃｋｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｕｎｄｅｒ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｒａｉｌ—　ｗａｙ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ’Ｓ　Ｄｉｎｇ￣ａｏｄｏｎｇ　Ｒｏａｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅ－　ｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅ．ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｒｅｃｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ—ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｓｋｅｗｅｄ　ｂｏｘ　ｃｕｌｖｅｒｔ　ｕｎｄｅｒ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｌａｂｏｒａｔｉｎｇ　ｏｆ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｓｕｍｍａｒｙ，ｃｏｎｓｔｒｕｅ－　ｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｅ印ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｅｘｃａｖａ—　ｔｉｏｎ，ｓｌｉｄｅｐｌａｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｊａｃｋｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｘ　ｃｕｌｖｅｒｔ　ｕｎｄｅｒ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｒｅｃｔｉｉｆｃａ－　ｔｉｏｎ　ｍｅａｓｒｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｘ　ｃｕｌｖｅｒｔ　ｊａｃｋｉｎｇ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ　ｍｅａｎ・　ｉｎｇ　ｔｏ　ｈｔｅ　ｓｉｍｉｌｒａ　ｎｕｄｅｒ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙ　ｂｏｘ　ｃｕｌｖｅｒｔ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｅｓｐｅ－　ｃｉａｌｌｙ　ｔｏ　ｈｔｅ　ｊａｃｋｉｎｇ　ｒｅｃｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｍｅａｓｒｕｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｏｘ　ｃｕｌｖｅｒｔ　ｊａｃｋｉｎｇ；ｕｎｄｅｒ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙ；ｃｏｎ・　ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｒｅｃｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ