CN105714686B - 双l型管幕结构控制框构桥顶进方法 - Google Patents

双l型管幕结构控制框构桥顶进方法 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供了一种双L型管幕结构控制框构桥顶进方法，先顶进两侧的L型管幕，再将框构桥顶进，使其在已经成形的双L型管幕滑道空间内滑行，使顶进施工能够安全、精准的完成，解决了现有技术中存在的顶进施工时，软土地基极易造成较大的扎头现象，且顶进时框构桥两侧侧天窗较大，会导致既有铁路线的运营不平顺的技术问题。

Description

双L型管幕结构控制框构桥顶进方法
技术领域
本发明属于铁路和公路建设领域，主要涉及一种适用于软弱地基的管幕滑道结构的施工工艺。
背景技术
近年来，随着城市化进程的加快，城市人口数量日益增加，城市交通量呈级数递增，将原有的地道桥废弃顶进新建框架桥的需要也随之产生，当地下水位较高、降水井布置困难且结构轴长较长时，使用现有的施工方法将会存在以下问题：1.顶进施工时，软土地基极易造成较大的扎头现象；2.顶进时框构桥两侧侧天窗较大，会导致既有铁路线的运营不平顺。针对上述问题，现有施工主要采用旋喷桩加固地基及路基固化的方式处理，但是对于多股道铁路线的加固，由于旋喷桩的轴线与地面夹角太小成为旋喷桩加固的最薄弱环节，使施工效果不好且不能保证施工质量。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明创造提供了一种双L型管幕结构控制框构桥顶进方法，先顶进两侧的L型管幕，再将框构桥顶进，使其在已经成形的双L型管幕滑道空间内滑行。解决了现有技术中存在的顶进施工时，软土地基极易造成较大的扎头现象，且顶进时框构桥两侧侧天窗较大，会导致既有铁路线的运营不平顺的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：双L型管幕结构控制框构桥顶进方法，其施工步骤为：
1）、在铁路两侧分别开挖A工作坑与B工作坑；
2）、在A工作坑中施作钢筋混凝土滑板及地锚梁、浆砌片后顶背、分配梁，预制的框构桥设置在钢筋混凝土滑板及地锚梁上，并加固既有线路；
3）、在A工作坑和B工作坑中分别设置有管幕施工平台和顶管的后背支撑墙；
4）、双L型管幕进行施工：
4a）、将中间定位管顶进待施工路基底部两侧顶角处，并在中间定位管的水平及竖向焊接锁口；
4b）、自外而内，自下而上，分别顶进中间定位管的竖向管幕和底部的横向管幕，在待施工路基的两个底边顶角处构成两个 L型管幕，其位置和尺寸与预制的框构桥底边顶角相对应；
4c）、管幕就位后管内灌注微膨胀混凝土，提高管幕的整体刚度；
5）、顶进预制的框构桥，使其在已经形成的双L型管幕滑道空间内滑行。
所述的步骤4）中采用螺旋式微型盾构机对中间定位管、竖向管幕和横向管幕进行顶进，将螺旋式微型盾构机吊装至工作坑中安装就位，通过测斜和纠偏系统来监测施工中钻孔方向的变化，并对偏斜进行修正，每顶进1m，应测量标高和中心线一次，发现目标靶中心偏离十字丝中心2mm时即需纠偏，每顶进4m，正式测量校正一次；待首节管道顶进2-4m后停机，换接第二套钻具和工具管，并连接管道接口；重复以上过程，直至微型盾构机到达接收坑，铺管工作同时完成；
顶进过程中控制出土速度和钻头伸出位置，从而控制顶进速度，控制挖土量，保证吃土顶进。
本发明创造的有益效果在于：
1、L型管幕结构的竖向管幕可以控制顶进期间的侧天窗，并可以控制顶进的方向起到导向的作用；
2、L型管幕结构的横向管幕可作为框构桥顶进的平台,通过向管幕内注入微膨胀混凝土的方法提高其自身刚度来控制框构桥顶进期间的扎头；
3、减小框构桥的顶力：通过实际施加顶力反推，可以确定钢管与框构桥的摩擦系数可降低到原来的85％左右。
这样就能彻底根治框构桥顶进扎头及顶进侧天窗不易控制的问题，并且管幕施工对既有线铁路运营影响小。
附图说明
图1：为本发明创造整体施工结构示意图。
图2：顶进双L型管幕与框构桥位置关系示意图。
具体实施方式
一种双L型管幕结构控制框构桥顶进方法，其施工步骤为：
1）、在铁路两侧分别开挖A工作坑与B工作坑，其中A工作坑用于预制框构桥3及顶进管幕施工的场地，B工作坑专门用于顶进管幕的场地。
2）、在A工作坑中施作钢筋混凝土滑板及地锚梁4、浆砌片后顶背1、分配梁2，预制的框构桥3设置在钢筋混凝土滑板及地锚梁4上，其中后顶背及分配梁的尺寸根据具体受力计算确定。与此同时，对既有线采用工字钢纵横梁加固线路。
3）、在A工作坑和B工作坑中分别设置有管幕施工平台6和顶管的后背支撑墙5。
4）、双L型管幕进行施工：中采用螺旋式微型盾构机对中间定位管8、竖向管幕10和横向管幕9进行顶进，将螺旋式微型盾构机吊装至工作坑中安装就位，通过测斜和纠偏系统来监测施工中钻孔方向的变化，并对偏斜进行修正，每顶进1m，应测量标高和中心线一次，发现目标靶中心偏离十字丝中心2mm时即需纠偏，每顶进4m，正式测量校正一次；待首节管道顶进顶进2-4m后停机，换接第二套钻具和工具管，并连接管道接口；重复以上过程，直至微型盾构机到达接收坑，铺管工作同时完成。
4a）、将中间定位管8顶进待施工路基底部两侧顶角处，并在中间定位管8的水平及竖向焊接锁口用于引导两侧的管幕，使其能够保持在一个面上，顶进过程中控制出土速度和钻头伸出位置，从而控制顶进速度，控制挖土量，保证吃土顶进，不得超挖。
4b）、待定中间定位管8施工完成后，自外而内，自下而上，分别顶进中间定位管8的竖向管幕10和底部的横向管幕9，在待施工路基的两个底边顶角处构成两个 L型管幕，其位置和尺寸与预制的框构桥3底边顶角相对应。如此，既能有效控制侧天窗，又不会影响到既有线的运营。
4c）、管幕就位后管内灌注微膨胀混凝土，提高管幕的整体刚度。
5）、顶进预制的框构桥3，使其在已经形成的双L型管幕滑道空间内滑行。
本发明的通过在框构桥底板下打设管幕来控制顶进期间的扎头；在框构桥边墙两侧设置钢管幕，来控制框构桥顶进时侧天窗，并起到导向作用。这样框构桥就在管幕围成的L型空间内滑动前进，从而保证顶进施工能够既安全又精确的完成，为今后的其他框构桥施工提供参考。
实施例1：
为了更进一步的说明本发明，通过下述实施例对本发明的各步骤进行详细说明。
以下为本发明的一个2-12m框构桥下穿沈大铁路线（5股道线路）的施工实施例：
本框构桥轴长41.50米，桥轴线与铁路线垂直，顶进处既有5股道铁路线。框构桥净宽采用2-12m，垂直截面全宽26.6m，桥高7.57m。框构桥基底位于基本承载力115kPa的粉质粘土层上，地下水位较高，降水井布置困难，加之结构轴长较长，顶进时极易造成较大的扎头和天窗过大现象，故框构桥顶进做业前需对滑板至框构桥就位间路基及地基进行加固处理。因桥址处有5条线路，采用旋喷加固处理5条线路存在技术上的难题，本工程采用Φ45cm管幕做为工作坑端部至框构桥就位范围内的基底滑床板。管幕顶进就位后，管内灌注C30砼。并在框构桥边墙两侧设置钢管幕，以控制框构桥顶进时侧天窗。
本实施例的具体施工步序为：
1)步骤一，在铁路两侧分别开挖A工作坑与B工作坑，其中A工作坑用于预制框构桥3及顶进管幕施工的场地，B工作坑专门用于顶进管幕的场地。
2)步骤二，在A工作坑中施作钢筋混凝土滑板及地锚梁4、浆砌片石后顶背1、分配梁2，而后预制需要顶进的框构桥3，其中后顶背1及分配梁2的尺寸根据受力计算确定。与此同时，可以对既有线采用工字钢纵横梁的线路加固。
3)步骤三，在两侧工作坑中施作顶管的后背支撑墙5及管幕施工平台6，采用螺旋式微型盾构施工法进行施工。
4)步骤四，将螺旋式微型盾构机吊装至起始工作坑，按照设计的方向安装就位后，通过测斜和纠偏系统来监测施工中钻孔方向的变化，并对偏斜进行修正，每顶进1m，应测量标高和中心线一次，发现目标靶中心偏离十字丝中心2mm时即需纠偏，每顶进4m，正式测量校正一次；待首节管道（2～4m）顶进后停机，换接第二套钻具和工具管，并连接管道接口；重复以上过程，直至微型盾构机到达接收坑，铺管工作同时完成。
5)步骤五，采用上述方法首先施工框构桥底板角部的中间定位管8，并在中间定位管8水平及竖向焊接锁口，用于引导两侧的管幕，使其能保持在一个面上。顶进过程中通过控制盾构机的出土速度和钻头伸出的位置决定顶进的速度，控制挖土量，保证吃土顶进，不得超挖。
6)步骤六，待定位管施工完毕，施作横向管幕9及竖向管幕10，自外而内，自下而上，竖向管幕10施工至既有铁路轨面下4.5m处，既能有效控制侧天窗，又不会影响到既有线的运营。管幕就位后管内灌注微膨胀混凝土，用于提高管幕的整体刚度。
7)步骤七，顶进新建框构桥3，使其在已形成的双L型管幕滑道空间7内滑行。

Claims (3)

1.双L型管幕结构控制框构桥顶进方法，其施工步骤为：
1）、在铁路两侧分别开挖A工作坑与B工作坑；
2）、在A工作坑中施作钢筋混凝土滑板及地锚梁（4）、浆砌片后顶背（1）、分配梁（2），预制的框构桥（3）设置在钢筋混凝土滑板及地锚梁（4）上，并加固既有线路；
3）、在A工作坑和B工作坑中均设置有管幕施工平台（6）和顶管的后背支撑墙（5）；
4）、双L型管幕进行施工：
4a）、将中间定位管（8）顶进待施工路基底部两侧顶角处，并在中间定位管（8）的水平及竖向焊接锁口；
4b）、自下而上，自外而内，分别顶进竖向管幕（10）和底部的横向管幕（9），在待施工路基的两个底边顶角处构成两个 L型管幕，其位置和尺寸与预制的框构桥（3）底边顶角相对应；
4c）、管幕就位后管内灌注微膨胀混凝土，提高管幕的整体刚度；
5）、顶进预制的框构桥（3），使其在已经形成的双L型管幕滑道空间内滑行。
2.根据权利要求1所述的双L型管幕结构控制框构桥顶进方法，其特征在于：所述的步骤4）中采用螺旋式微型盾构机对中间定位管（8）、竖向管幕（10）和横向管幕（9）进行顶进，将螺旋式微型盾构机吊装至工作坑中安装就位，通过测斜和纠偏系统来监测施工中钻孔方向的变化，并对偏斜进行修正，每顶进1m，应测量标高和中心线一次，发现目标靶中心偏离十字丝中心2mm时即需纠偏，每顶进4m，正式测量校正一次；待首节管道顶进2-4m后停机，换接第二套钻具和工具管，并连接管道接口；重复以上过程，直至微型盾构机到达接收坑，铺管工作同时完成。
3.根据权利要求2所述的双L型管幕结构控制框构桥顶进方法，其特征在于：顶进过程中控制出土速度和钻头伸出位置，从而控制顶进速度，控制挖土量，保证吃土顶进。
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