CN108611985A - 特殊地质超重框架桥顶进施工方法 - Google Patents

Abstract

一种特殊地质超重框架桥顶进施工方法。其包括设置防护桩和后背桩；开挖基坑，制作底面带有多根纵横向锚梁的滑板；在滑板表面进行润滑层施工；设置后背墙；预制箱体；设置顶铁和千斤顶，顶进箱体等步骤。本发明效果：在整体顶进情况下，通过减小箱体与滑板、箱体与土体间的摩擦系数，从而减小箱体整体顶进顶力，同时增加整体后背墙，顶铁布置水平、方向控制等系列措施，使超重箱体顺利顶进就位，并且安全性好。采用红外线水平仪控制顶铁位置，保证顶铁位置的准确。本方法可缩短工期，减少对铁路安全的影响，提高顶进精度。

Description

特殊地质超重框架桥顶进施工方法

技术领域

本发明属于铁路既有线改造施工技术领域，特别是涉及一种特殊地质超重框架桥顶进施工方法。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，目前在铁路既有线改造施工中，需要将大量的平交道口及新增下穿铁路道路改为立交框架桥，为减少施工对既有线行车及运输的影响，这些框架桥一般都采用顶进法施工。采取顶进法施工具有投资少、建设周期短、对铁路运营影响时间短等特点，但相较而言也存在较大的安全隐患。

以往顶进施工通常利用中继间，即先顶进前节、后节跟进，最后顶进就位的方式进行施工，但这种施工方法的工期长，对铁路运行安全影响时间长，施工安全压力大，特别是对于那些跨线路较多、自重大、在特殊地质下的较大框架桥顶进施工来说，由于施工工期紧，如利用中继间顶进将无法按期完成任务，从而影响下步工序正常施工，同时框架桥位于细砂地质层上，无粘聚力，顶进过程中高程变化极难控制，使得铁路运行安全难以保证。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种特殊地质超重框架桥顶进施工方法。

为了达到上述目的，本发明提供的特殊地质超重框架桥顶进施工方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)在铁路既有线一侧的土体中设置两列钢筋混凝土结构的防护桩和一排后背桩，其中两列防护桩分别位于待制作箱体的两侧外部且与箱体的边墙平行，后背桩位于箱体的后侧，在铁路既有线与箱体正交的情况下，后背桩为连续结构，而在铁路既有线与箱体斜交的情况下，后背桩分成多段，每段分别对准箱体的一个孔；

2)在由防护桩和后背桩围成的区域内开挖基坑，并在基坑的底面上采用人工方式开挖出井字形的地锚梁沟，然后在地锚梁沟内以及基坑的底面上制作滑板地锚钢筋笼，之后在地锚梁沟和基坑的底部浇筑混凝土而形成底面带有多根纵横向锚梁的滑板，为保证滑板前端具有一定的刚度，在滑板前端与土体接触处设置一道锚梁，以防止顶进过程中对滑板造成破坏；

3)在滑板的表面进行润滑层施工，首先在滑板表面上涂刷一层石蜡层，然后在其上铺设一层滑石粉层，再铺设一层塑料布；在塑料布上再铺设一层滑石粉并增加一层塑料布；

4)在紧靠后背桩后侧的部位设置一道后背墙，以保证整体结构的稳定性；

5)在滑板的表面预制钢筋混凝土结构且由多节构成的箱体，在铁路既有线与箱体正交的情况下，箱体的底板为长方形，底板后端不设置后三角，在铁路既有线与箱体斜交的情况下，箱体的底板为平行四边形，在底板后端两侧部位分别设置一个后三角，并且后三角的后端边缘与后背桩平行；箱体预制时，在边墙上呈梅花形预埋多根PE管作为压浆孔，PE管内设有内螺纹；

6)将每根PE管的内端与一根注浆管的一端螺纹连接，将注浆管的另一端连接注浆机，然后在后背桩的内侧部位间隔设置多根与后背桩垂直的顶铁，之后在每根顶铁与箱体的底板后端或后三角之间安装一台千斤顶，同时在箱体上每孔对应的多根顶铁的中间空隙处设置一台红外线水平仪，然后边挖土边利用千斤顶向铁路既有线方向顶进箱体，在顶进的同时利用注浆机通过注浆管和PE管向边墙外侧的土体中注入膨润土浆料，以加强边墙与外侧土体的润滑，减小摩擦系数和箱体的顶力，直至将箱体整体顶进就位；

7)在顶进箱体的过程中，利用红外线水平仪向外发射出能够在水平面内旋转的水平红外线和与箱体前后方向一致的垂直红外线，然后由技术人员利用盒尺测量出水平红外线与每根顶铁顶面之间的距离，根据该距离来调整每根顶铁的位置，保证顶铁的水平；同时测量出垂直红外线与每根顶铁长度方向中心线的距离，以此来调整顶铁的方向，保证位置准确。

在步骤2)中，所述的滑板的厚度为40cm。

在步骤3)中，所述的石蜡层的厚度为3mm，滑石粉层的厚度为3mm。

在步骤5)中，所述的PE管中相邻PE管之间的距离为3m，PE管的直径为32mm。

本发明提供的特殊地质超重框架桥顶进施工方法具有如下有益效果：

1、在整体顶进情况下，通过减小箱体与滑板、箱体与土体间的摩擦系数，从而减小箱体整体顶进顶力，同时增加整体后背墙，顶铁布置水平、方向控制等系列措施，使超重箱体顺利顶进就位，并且安全性好。

2、采用红外线水平仪控制顶铁位置，保证顶铁位置的准确。

3、本方法可缩短工期，减少对铁路安全的影响，提高顶进精度。

附图说明

图1为利用本发明提供的特殊地质超重框架桥顶进施工方法施工时箱体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的特殊地质超重框架桥顶进施工方法进行详细说明。

某高速公路下穿铁路立交工程，施工范围内涉及5股铁路既有线和4股预留线路，构成框架桥主体结构的箱体为2孔结构，长62.666米，宽36.3米，顶板和立墙厚1.1米，底板1.2米，净高7.2米，外高9.5米。混凝土用量6860立方米，箱体自重17150吨。因箱体自重超大，且施工工期紧，如利用中继间顶进将无法按期完成，影响下步工序正常施工，同时框架桥位于细砂地质层上，无粘聚力，顶进过程中高程变化极难控制，经研究决定采用本发明提供的特殊地质超重框架桥顶进施工方法进行施工，施工后效果良好。

如图1所示，本发明提供的特殊地质超重框架桥顶进施工方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)在铁路既有线一侧的土体中设置两列钢筋混凝土结构的防护桩和一排后背桩，其中两列防护桩分别位于待制作箱体1的两侧外部且与箱体1的边墙平行，后背桩位于箱体1的后侧，在铁路既有线与箱体1正交的情况下，后背桩为连续结构，而在铁路既有线与箱体1斜交的情况下，后背桩分成多段，每段分别对准箱体1的一个孔；

2)在由防护桩和后背桩围成的区域内开挖基坑，并在基坑的底面上采用人工方式开挖出井字形的地锚梁沟，然后在地锚梁沟内以及基坑的底面上制作滑板地锚钢筋笼，之后在地锚梁沟和基坑的底部浇筑混凝土而形成底面带有多根纵横向锚梁的滑板，为保证滑板前端具有一定的刚度，在滑板前端与土体接触处设置一道锚梁，以防止顶进过程中对滑板造成破坏。另外，滑板应具有足够的刚度和稳定性，以保证箱体1的制作和顶进过程能够顺利进行；滑板表面要求平整，以减少启动顶进的阻力；在本实施例中，滑板的厚度为40cm，锚梁的作用是增加抗滑能力；

3)在滑板的表面进行润滑层施工，以防止滑板与箱体1的底板粘连，同时减少启动阻力，首先在滑板表面上涂刷一层3mm厚的石蜡层，然后在其上铺设一层3mm厚的滑石粉层，再铺设一层塑料布，要求表面光洁平滑；为减少顶进摩阻力，在塑料布上再铺设一层滑石粉并增加一层塑料布。目的是在箱体1浇筑时使其底板与滑板有效隔离，防止粘连在一起，以免启动顶进时发生困难。

4)在紧靠后背桩后侧的部位设置一道后背墙，以保证整体结构的稳定性；

5)在滑板的表面预制钢筋混凝土结构且由多节构成的箱体1，在铁路既有线与箱体1正交的情况下，箱体1的底板为长方形，底板后端不设置后三角，在铁路既有线与箱体1斜交的情况下，箱体1的底板为平行四边形，在底板后端两侧部位分别设置一个后三角，并且后三角的后端边缘与后背桩平行；为减小箱体1边墙外的土体对箱体1施加的侧压力，箱体1预制时，在边墙上呈梅花形预埋多根PE管2作为压浆孔，PE管2内设有内螺纹；在本实施例中，相邻PE管2之间的距离为3m，PE管2的直径为32mm；

6)将每根PE管2的内端与一根注浆管3的一端螺纹连接，将注浆管3的另一端连接注浆机4，然后在后背桩的内侧部位间隔设置多根与后背桩垂直的顶铁，之后在每根顶铁与箱体1的底板后端或后三角之间安装一台千斤顶，同时在箱体1上每孔对应的多根顶铁的中间空隙处设置一台红外线水平仪，然后边挖土边利用千斤顶向铁路既有线方向顶进箱体1，在顶进的同时利用注浆机4通过注浆管3和PE管2向边墙外侧的土体中注入膨润土浆料，以加强边墙与外侧土体的润滑，减小摩擦系数和箱体1的顶力，直至将箱体1整体顶进就位；

7)由于箱体1的自重及长宽比均较大、顶程长，且箱体1的底板后端或后三角处已布满千斤顶和顶铁，顶进过程中局部顶铁的传力会增加，顶铁布置位置的准确性非常重要，如果顶铁位置有偏差，顶进后期纠偏过程中易出现崩铁现象，因此在顶进箱体1的过程中，利用红外线水平仪向外发射出能够在水平面内旋转的水平红外线和与箱体1前后方向一致的垂直红外线，然后由技术人员利用盒尺测量出水平红外线与每根顶铁顶面之间的距离，根据该距离来调整每根顶铁的位置，保证顶铁的水平；同时测量出垂直红外线与每根顶铁长度方向中心线的距离，以此来调整顶铁的方向，保证位置准确。

Claims (4)

1.一种特殊地质超重框架桥顶进施工方法，其特征在于：所述的特殊地质超重框架桥顶进施工方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)在铁路既有线一侧的土体中设置两列钢筋混凝土结构的防护桩和一排后背桩，其中两列防护桩分别位于待制作箱体1的两侧外部且与箱体(1)的边墙平行，后背桩位于箱体(1)的后侧，在铁路既有线与箱体(1)正交的情况下，后背桩为连续结构，而在铁路既有线与箱体(1)斜交的情况下，后背桩分成多段，每段分别对准箱体(1)的一个孔；

2)在由防护桩和后背桩围成的区域内开挖基坑，并在基坑的底面上采用人工方式开挖出井字形的地锚梁沟，然后在地锚梁沟内以及基坑的底面上制作滑板地锚钢筋笼，之后在地锚梁沟和基坑的底部浇筑混凝土而形成底面带有多根纵横向锚梁的滑板，为保证滑板前端具有一定的刚度，在滑板前端与土体接触处设置一道锚梁，以防止顶进过程中对滑板造成破坏；

3)在滑板的表面进行润滑层施工，首先在滑板表面上涂刷一层石蜡层，然后在其上铺设一层滑石粉层，再铺设一层塑料布；在塑料布上再铺设一层滑石粉并增加一层塑料布；

4)在紧靠后背桩后侧的部位设置一道后背墙，以保证整体结构的稳定性；

5)在滑板的表面预制钢筋混凝土结构且由多节构成的箱体(1)，在铁路既有线与箱体(1)正交的情况下，箱体(1)的底板为长方形，底板后端不设置后三角，在铁路既有线与箱体(1)斜交的情况下，箱体(1)的底板为平行四边形，在底板后端两侧部位分别设置一个后三角，并且后三角的后端边缘与后背桩平行；箱体(1)预制时，在边墙上呈梅花形预埋多根PE管(2)作为压浆孔，PE管(2)内设有内螺纹；

6)将每根PE管(2)的内端与一根注浆管(3)的一端螺纹连接，将注浆管(3)的另一端连接注浆机(4)，然后在后背桩的内侧部位间隔设置多根与后背桩垂直的顶铁，之后在每根顶铁与箱体(1)的底板后端或后三角之间安装一台千斤顶，同时在箱体(1)上每孔对应的多根顶铁的中间空隙处设置一台红外线水平仪，然后边挖土边利用千斤顶向铁路既有线方向顶进箱体(1)，在顶进的同时利用注浆机(4)通过注浆管(3)和PE管(2)向边墙外侧的土体中注入膨润土浆料，以加强边墙与外侧土体的润滑，减小摩擦系数和箱体(1)的顶力，直至将箱体(1)整体顶进就位；

7)在顶进箱体(1)的过程中，利用红外线水平仪向外发射出能够在水平面内旋转的水平红外线和与箱体(1)前后方向一致的垂直红外线，然后由技术人员利用盒尺测量出水平红外线与每根顶铁顶面之间的距离，根据该距离来调整每根顶铁的位置，保证顶铁的水平；同时测量出垂直红外线与每根顶铁长度方向中心线的距离，以此来调整顶铁的方向，保证位置准确。

2.根据权利要求1所述的特殊地质超重框架桥顶进施工方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的滑板的厚度为40cm。

3.根据权利要求1所述的特殊地质超重框架桥顶进施工方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的石蜡层的厚度为3mm，滑石粉层的厚度为3mm。

4.根据权利要求1所述的特殊地质超重框架桥顶进施工方法，其特征在于：在步骤5)中，所述的PE管(2)中相邻PE管(2)之间的距离为3m，PE管(2)的直径为32mm。