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中铁十五局集团第二工程有限公司
摘要：本文以石长铁路K166+950顶进涵施工为例，重点介绍了顶进涵挖孔桩、滑板和后背施工和顶进的施工技术，为类似工程施工提供可借鉴经验。
关键词：铁路既有线；顶进涵；施工技术
1、工程概括
湖南省石长铁路是国家Ⅰ级单线干线铁路。现石长铁路对既有线进行电化改造并增建二线，建成后的石长铁路为国家Ⅰ级双线电化铁路，既有线维持120公里时速，增建二线按160公里时速。为方便桃江县花果山村民生活和生产，在K166+950新增1座顶进涵，涵顶覆土厚5.87m，具体参数如下：
2.1挖孔桩施工
既有线加固采用人工挖孔桩做支墩，挖孔桩主桩直径1.4m，深度为14.22m。副跨桩直径1.0m，深度为1米。挖孔桩施工注意事项：
（1）挖孔桩内侧平面布置与预制框架涵外侧水平距离60cm。
（2）挖孔桩桩径主跨桩基采用Φ140cm，副跨桩基采用Φ100cm。主桩桩长嵌入涵洞基础以下3米，当基底持力层不能满足条件时适当对桩基进行加深。（根据基底岩层情况作相应调整）。
（3）桩身每循环开挖深度不超过1.0m，采用定型钢模板浇筑护壁；，随挖随支确保施工安全，避免塌孔。
（4）挖掘时，不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩阻力。
（5）在挖孔过程中，经常检查桩孔尺寸和平面位置：桩位误差不得大于50mm，倾斜度不超过1%，孔径与孔深必须符合设计要求。
（6）挖孔时如有水渗入，及时灌注护壁混凝土，防止水在孔壁浸淌造成坍孔。孔内积水用潜水泵排出。
（7）桩孔挖掘及支撑护壁混凝土两道工序连续作业，中间不作停顿，以防坍孔。
（8）挖孔桩作业期间，区段内限速45km/h，当既有路基质量较好时，挖孔可采用四角同时开挖，较差时严禁四处挖孔桩同时开工，前者回填到设计标高后，才能开挖剩余两处。
（9）遇到流动性淤泥或流砂时，孔圈护壁的施工可按下列方法进行处理：减少每节护壁的高度（可取0.3-0.5m），或采用钢护筒施工，采用上述方法后仍无法施工时，应迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止，并速报有关技术部门及设计单位处理。
2.2滑板和后背施工
（1）地基承载力检算。经计算，框架涵身及外荷载对底板的压力为93.1KPa<σ0=150KPa，故工作坑地基承载力满足要求。
（2）滑板抗滑检算。因该顶进涵分三段顶进，所以滑板的抗滑能力只需要满足最大顶力的一半，设计最大顶力为2487t，故滑板抗滑满足要求。
（3）后背施工。后背由后背墙和后背梁组成。后背梁采用钢筋混凝土矩形梁，为C30钢筋混凝土。后背顶宽7.8m，高6.9m，后背墙上部为人工填土，下部为原状黏土。地基承载力σ=150KPa，φ=30°，土的粘性系数c=10KN/m2，土地容重γ=18KN/m3，混凝土容重取2.6t/m3，最大顶力F=972t。经计算，单位宽度上的受力为478.3KN/m 2.3顶进涵预制
首先在滑床板上做好测量定线工作，使框架中心线与顶进桥位的中心线平行；按滑板上的定位线立模和绑扎钢筋；钢筋采用加工场集中加工，现场绑扎；模板用组合钢模和大块模板拼装，框架内外采用碗扣式脚手架支撑；混凝土由拌和站拌和，混凝土输送泵灌注，机械分层振捣；框架预制好后，顶部按设计设置防水层，外表进行润滑处理，以减少顶进阻力；刃角安装时必须严格安装，不能出现向下或向上的倾角，以防框架顶进时产生高程偏差。
注意事项：（1）框架的伸缩缝的预留采用2cm的沥青木板，沥青木板与砼之间涂刷强力胶粘接，并用框架钢筋支顶牢固。（2）浇筑混凝土之前仔细检查模板的拼缝、连接螺栓、及拉杆的紧固程度，检查碗扣支架的顶底托和碗扣松紧情况和方木是否位于顶托中心。混凝土浇筑过程中应对模板进行跟踪巡查，发现问题及时处理。（3）夏季施工应经常检查塑料薄膜或养护薄膜的完整性。同时要注意洒水，使混凝土始终处于湿润的环境中。
2.4线路加固架空
（1）架空扣轨。纵梁采用I45a工字钢，横梁采用I32b工字钢逐空穿插，纵横梁间采用U型扣件加固，并垫绝缘橡胶垫，扣轨布置形式如下：纵梁主跨采用2×4片I45a工字钢成束，长度8.4m，线路两侧共计8根，为确保路基坍塌对线路无影响，纵梁副跨端头采用φ1米桩长1米的人工挖孔桩作支墩，主桩与副跨支墩之间设φ1米挖孔桩支撑，纵梁副跨采用2×4片I56a工字钢成束，长度12m，线路两侧共计16根，主跨横抬梁采用I32b工字钢逐孔穿插；副跨横梁采用I32b工字钢隔孔穿插。
（2）安设纵梁。安装纵梁在封锁点内进行，先对扣梁范围内的道碴进行清挖，清挖一侧扣一侧纵工字梁，开挖时采用砂袋堆码，以防道碴坍落，纵梁下支墩处铺满30～50mm厚枕木板并用钉钉牢；纵横梁间采用“U”形螺栓连接，横梁与钢轨间垫木板和胶垫保持轨道绝缘，以保证线路的稳定。
（3）架设横梁。安装横梁要在封锁点内进行，架设横梁前，定出横梁下穿线路位置，以油漆作标记，涵孔范围内采用每孔道床横穿一根，横梁穿入后及时回填道碴捣固，并派专人检查线路方向、水平，发现异常情况及时采取措施。在横梁穿入过程中，横梁与基本轨间同步安设绝缘胶垫，使横梁与纵梁形成一个整体，扣轨处每隔两根枕木安装绝缘轨距杆，绝缘轨距杆与横梁必须有50mm空隙，防止轨距杆与横梁、其它金属工具连接发生红光带。
（4）顶进。K166+950涵洞涵顶覆土厚5.87 m，采用带土顶进，在顶进首节的侧板及顶板设置顶刃角，不设底刃角，刃角连接筋在涵身预制时已完成预埋。K166+950涵洞顶进部分长度为22米，计划将线路架空进行带土中继顶进，中继间侧板及顶板设2米钢护套，护套采用10mm钢板，用螺栓紧固于首节尾端；千斤顶的顶力按额定顶力的60%～70%计算，并有备用千斤顶，首节与中继节均采用4个400t卧式液压千斤顶进行作业，油顶左右对称布置；顶进时，待刃角完全切进路基土体后，开挖刃角内土体，挖土进尺每次控制在0.8～1.0m，开挖面的坡度控制在1：0.3范围之内，每次开挖不得超过刃角切土范围，依次循环开挖顶进，每一个顶程随时测量框架的水平、中线，并做好记录，如发现有“扎头”或中线偏移，及时采用措施纠正。
（5）回填。本框架采用安装钢刃脚顶进到位后无需回填；若因原路基填筑质量原因造成框架两侧出现空缺区，需对空缺区回填中粗砂，由于空隙较小，可采用注水使砂达到密实的效果。待确定密实后观察并检查线路方向及水平情况，待线路趋于稳定后，方可进行下一步纵梁的拆除。
（6）拆除纵、横梁。拆除纵、横梁在封锁点内进行，边拆边回填石碴并捣固，注意检查线路轨距、方向、水平情况，发现变化及时调整，并派线路工日夜对加固地段线路巡查保养，确保行车安全。
（7）线路恢复。框架按设计顶进到位后，马上回填道床，拆除横梁，拆完横梁后再拆移纵梁，回填石碴，捣固，达到开通条件后，尽快恢复线路，解除限速，线路恢复按维修要求达到标准后，方可恢复正常运行速度。
结论
本工程通过周密组织、科学安排，制定了切实可行的顶进涵施工方案，并严格执行，圆满完成顶进涵施工，为今后同类型工程提供了一些有益的参考。
参考文献：
[1]增建铁路石门至长沙铁路增建第二线工程施工图
[2]《铁路工务安全规则》及广运发[2010]165号文《广铁（集团）公司铁路营业线施工安全管理实施细则》
摘要：本文以石长铁路K166+950顶进涵施工为例，重点介绍了顶进涵挖孔桩、滑板和后背施工和顶进的施工技术，为类似工程施工提供可借鉴经验。
关键词：铁路既有线；顶进涵；施工技术
1、工程概括
湖南省石长铁路是国家Ⅰ级单线干线铁路。现石长铁路对既有线进行电化改造并增建二线，建成后的石长铁路为国家Ⅰ级双线电化铁路，既有线维持120公里时速，增建二线按160公里时速。为方便桃江县花果山村民生活和生产，在K166+950新增1座顶进涵，涵顶覆土厚5.87m，具体参数如下：
2.1挖孔桩施工
既有线加固采用人工挖孔桩做支墩，挖孔桩主桩直径1.4m，深度为14.22m。副跨桩直径1.0m，深度为1米。挖孔桩施工注意事项：
（1）挖孔桩内侧平面布置与预制框架涵外侧水平距离60cm。
（2）挖孔桩桩径主跨桩基采用Φ140cm，副跨桩基采用Φ100cm。主桩桩长嵌入涵洞基础以下3米，当基底持力层不能满足条件时适当对桩基进行加深。（根据基底岩层情况作相应调整）。
（3）桩身每循环开挖深度不超过1.0m，采用定型钢模板浇筑护壁；，随挖随支确保施工安全，避免塌孔。
（4）挖掘时，不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩阻力。
（5）在挖孔过程中，经常检查桩孔尺寸和平面位置：桩位误差不得大于50mm，倾斜度不超过1%，孔径与孔深必须符合设计要求。
（6）挖孔时如有水渗入，及时灌注护壁混凝土，防止水在孔壁浸淌造成坍孔。孔内积水用潜水泵排出。
（7）桩孔挖掘及支撑护壁混凝土两道工序连续作业，中间不作停顿，以防坍孔。
（8）挖孔桩作业期间，区段内限速45km/h，当既有路基质量较好时，挖孔可采用四角同时开挖，较差时严禁四处挖孔桩同时开工，前者回填到设计标高后，才能开挖剩余两处。
（9）遇到流动性淤泥或流砂时，孔圈护壁的施工可按下列方法进行处理：减少每节护壁的高度（可取0.3-0.5m），或采用钢护筒施工，采用上述方法后仍无法施工时，应迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止，并速报有关技术部门及设计单位处理。
2.2滑板和后背施工
（1）地基承载力检算。经计算，框架涵身及外荷载对底板的压力为93.1KPa<σ0=150KPa，故工作坑地基承载力满足要求。
（2）滑板抗滑检算。因该顶进涵分三段顶进，所以滑板的抗滑能力只需要满足最大顶力的一半，设计最大顶力为2487t，故滑板抗滑满足要求。
（3）后背施工。后背由后背墙和后背梁组成。后背梁采用钢筋混凝土矩形梁，为C30钢筋混凝土。后背顶宽7.8m，高6.9m，后背墙上部为人工填土，下部为原状黏土。地基承载力σ=150KPa，φ=30°，土的粘性系数c=10KN/m2，土地容重γ=18KN/m3，混凝土容重取2.6t/m3，最大顶力F=972t。经计算，单位宽度上的受力为478.3KN/m
首先在滑床板上做好测量定线工作，使框架中心线与顶进桥位的中心线平行；按滑板上的定位线立模和绑扎钢筋；钢筋采用加工场集中加工，现场绑扎；模板用组合钢模和大块模板拼装，框架内外采用碗扣式脚手架支撑；混凝土由拌和站拌和，混凝土输送泵灌注，机械分层振捣；框架预制好后，顶部按设计设置防水层，外表进行润滑处理，以减少顶进阻力；刃角安装时必须严格安装，不能出现向下或向上的倾角，以防框架顶进时产生高程偏差。
注意事项：（1）框架的伸缩缝的预留采用2cm的沥青木板，沥青木板与砼之间涂刷强力胶粘接，并用框架钢筋支顶牢固。（2）浇筑混凝土之前仔细检查模板的拼缝、连接螺栓、及拉杆的紧固程度，检查碗扣支架的顶底托和碗扣松紧情况和方木是否位于顶托中心。混凝土浇筑过程中应对模板进行跟踪巡查，发现问题及时处理。（3）夏季施工应经常检查塑料薄膜或养护薄膜的完整性。同时要注意洒水，使混凝土始终处于湿润的环境中。
2.4线路加固架空
（1）架空扣轨。纵梁采用I45a工字钢，横梁采用I32b工字钢逐空穿插，纵横梁间采用U型扣件加固，并垫绝缘橡胶垫，扣轨布置形式如下：纵梁主跨采用2×4片I45a工字钢成束，长度8.4m，线路两侧共计8根，为确保路基坍塌对线路无影响，纵梁副跨端头采用φ1米桩长1米的人工挖孔桩作支墩，主桩与副跨支墩之间设φ1米挖孔桩支撑，纵梁副跨采用2×4片I56a工字钢成束，长度12m，线路两侧共计16根，主跨横抬梁采用I32b工字钢逐孔穿插；副跨横梁采用I32b工字钢隔孔穿插。
（2）安设纵梁。安装纵梁在封锁点内进行，先对扣梁范围内的道碴进行清挖，清挖一侧扣一侧纵工字梁，开挖时采用砂袋堆码，以防道碴坍落，纵梁下支墩处铺满30～50mm厚枕木板并用钉钉牢；纵横梁间采用“U”形螺栓连接，横梁与钢轨间垫木板和胶垫保持轨道绝缘，以保证线路的稳定。
（3）架设横梁。安装横梁要在封锁点内进行，架设横梁前，定出横梁下穿线路位置，以油漆作标记，涵孔范围内采用每孔道床横穿一根，横梁穿入后及时回填道碴捣固，并派专人检查线路方向、水平，发现异常情况及时采取措施。在横梁穿入过程中，横梁与基本轨间同步安设绝缘胶垫，使横梁与纵梁形成一个整体，扣轨处每隔两根枕木安装绝缘轨距杆，绝缘轨距杆与横梁必须有50mm空隙，防止轨距杆与横梁、其它金属工具连接发生红光带。
（4）顶进。K166+950涵洞涵顶覆土厚5.87 m，采用带土顶进，在顶进首节的侧板及顶板设置顶刃角，不设底刃角，刃角连接筋在涵身预制时已完成预埋。K166+950涵洞顶进部分长度为22米，计划将线路架空进行带土中继顶进，中继间侧板及顶板设2米钢护套，护套采用10mm钢板，用螺栓紧固于首节尾端；千斤顶的顶力按额定顶力的60%～70%计算，并有备用千斤顶，首节与中继节均采用4个400t卧式液压千斤顶进行作业，油顶左右对称布置；顶进时，待刃角完全切进路基土体后，开挖刃角内土体，挖土进尺每次控制在0.8～1.0m，开挖面的坡度控制在1：0.3范围之内，每次开挖不得超过刃角切土范围，依次循环开挖顶进，每一个顶程随时测量框架的水平、中线，并做好记录，如发现有“扎头”或中线偏移，及时采用措施纠正。
（5）回填。本框架采用安装钢刃脚顶进到位后无需回填；若因原路基填筑质量原因造成框架两侧出现空缺区，需对空缺区回填中粗砂，由于空隙较小，可采用注水使砂达到密实的效果。待确定密实后观察并检查线路方向及水平情况，待线路趋于稳定后，方可进行下一步纵梁的拆除。
（6）拆除纵、横梁。拆除纵、横梁在封锁点内进行，边拆边回填石碴并捣固，注意检查线路轨距、方向、水平情况，发现变化及时调整，并派线路工日夜对加固地段线路巡查保养，确保行车安全。
（7）线路恢复。框架按设计顶进到位后，马上回填道床，拆除横梁，拆完横梁后再拆移纵梁，回填石碴，捣固，达到开通条件后，尽快恢复线路，解除限速，线路恢复按维修要求达到标准后，方可恢复正常运行速度。
结论
本工程通过周密组织、科学安排，制定了切实可行的顶进涵施工方案，并严格执行，圆满完成顶进涵施工，为今后同类型工程提供了一些有益的参考。
参考文献：
[1]增建铁路石门至长沙铁路增建第二线工程施工图
[2]《铁路工务安全规则》及广运发[2010]165号文《广铁（集团）公司铁路营业线施工安全管理实施细则》