鋼筋混凝土圓管頂入施工法

吳中正

摘 要：對鋼筋混凝土圓管頂入施工法行了歸納和分析，對施工過程中的場地布置、購涵管、加固線路、開挖工作坑、設(shè)置后背和導(dǎo)軌、頂進(jìn)圓管、恢復(fù)線路和頂進(jìn)中高低、偏心等方面提出了新的見解和施工方法。

關(guān)鍵詞：圓管；頂入；涵管；坡度

中圖分類號：U449 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0071-02

隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，各種煤氣、天然氣，上、下水管道等線路穿越鐵路的施工日益增多。為了加快施工進(jìn)度并減小施工對人們正常生產(chǎn)、生活的干擾，根據(jù)有關(guān)規(guī)范，并結(jié)合我段多年來從事鋼筋混凝土圓管頂入法的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了歸納、分析。

1 頂進(jìn)圓涵施工

1.1 施工順序

場地布置和購涵管→加固線路→開挖工作坑→設(shè)置后背和導(dǎo)軌→頂進(jìn)圓管→恢復(fù)線路→圓涵節(jié)縫處理→出、入口砌筑→清理工地→撤離。

1.2 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備工作有以下幾個(gè)方面：①準(zhǔn)備有關(guān)技術(shù)資料，包括中心樁、附近水準(zhǔn)點(diǎn)、管線坡度標(biāo)高、地下水位情況、地質(zhì)情況、地下隱蔽物的情況、被套管材孔徑和建設(shè)單位的其他要求等；②確定圓涵孔徑和長度；③工作場地征用、拆遷工作；④購置圓涵。

1.3 加固線路

鐵路加固方案應(yīng)視圓涵孔徑、路基土質(zhì)、地下水位等情況確定。一般可采用43 kg/m或50 kg/m3-2×3-3扣軌形式加固線路?？圮夐L度應(yīng)伸出圓涵邊緣3 m以上。

1.4 開挖工作坑

工作坑的位置應(yīng)根據(jù)管線坡度和線路兩側(cè)的地形確定，一般應(yīng)選在高程較高、地形平坦、交通便利、施工障礙較少的一側(cè)開挖。在地下隱蔽物不明的情況下，要先挖探坑，探明情況并采取相應(yīng)的解決措施后，再按設(shè)計(jì)要求開挖工作坑?；拥某叽缫獫M足導(dǎo)軌、涵管和施工作業(yè)的要求。工作坑兩側(cè)邊坡的設(shè)置應(yīng)視斜坡坡度而定，一般的斜坡坡度為1∶0.75～1∶1.5，靠近鐵路路基一側(cè)邊坡的坡度應(yīng)<1∶1. 工作坑的頂邊距最外側(cè)的鐵路中心線應(yīng)≥3.2 m。根據(jù)土方的數(shù)量和地形情況，可分別采取邊坡道路和機(jī)械吊運(yùn)等開挖方法。

頂進(jìn)圓涵時(shí)，應(yīng)盡量避免雨季作業(yè)。如果必須在雨季作業(yè)時(shí)，需執(zhí)行太原鐵路局《暴風(fēng)雨安全行車措施》中的有關(guān)規(guī)定，并做好草袋圍堰等防洪設(shè)施，準(zhǔn)備好抽水機(jī)、發(fā)電機(jī)等必要機(jī)具。

1.5 設(shè)置后背和導(dǎo)軌

后背的設(shè)置根據(jù)頂力大小和地形情況確定，一般可采用枕木鋼軌梁式或板樁式。后背必須有足夠的剛度，以防因受力而導(dǎo)致變形。另外，后背還要與導(dǎo)軌中線保持垂直。

導(dǎo)軌的設(shè)置根據(jù)圓涵的縱坡和方向鋪設(shè)。一般情況下，頂進(jìn)方向?yàn)橄缕聲r(shí)，導(dǎo)軌的設(shè)置采取平坡處理；頂時(shí)方向?yàn)樯掀聲r(shí)，導(dǎo)軌的設(shè)置坡度應(yīng)比設(shè)計(jì)坡度再增大3‰～5‰. 導(dǎo)軌的鋪設(shè)必須順直，軌下滿鋪枕木，枕下鋪15 cm厚的碎石，碎石下的地基要進(jìn)行夯實(shí)處理。安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制高程、內(nèi)距和中線?？砂春艿耐鈴街谱龌⌒螛影?，并進(jìn)行檢查。導(dǎo)軌高程和內(nèi)距的允許誤差為±2 mm，中線的允許誤差為3 mm，涵管外徑距導(dǎo)軌枕木頂面的距離應(yīng)≥20 mm。

將首節(jié)涵管安裝在導(dǎo)軌上后，應(yīng)測量涵管的中線和前、后端的涵管管底高程，合格后方可頂進(jìn)。

1.6 涵管

涵管采用北京市第三水泥管廠按照北京鐵路局京橋通-5002生產(chǎn)的企口式或雙插式管節(jié)，其標(biāo)準(zhǔn)管長為3 m，管內(nèi)直徑從1 050～3 000 mm不等，可按涵頂覆土高度進(jìn)行選擇。

圓涵頂管施工的阻力一般較小，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，直徑為1 050～1 550 mm，長10～20 m的圓涵，其最大阻力一般在500～1 200 kN，布置一臺2 000 kN液壓頂鎬配合施工即可。

在涵管頂進(jìn)時(shí)，頂鎬對涵管的施力點(diǎn)一般在涵管底部往上的1/4×D～2/5×D之間，D為涵管外徑。如果施力點(diǎn)選擇不當(dāng)，會(huì)引起涵管坡度發(fā)生變化。

1.7 頂進(jìn)挖土

為了減小頂涵阻力，應(yīng)在涵管前端先挖土，后頂進(jìn)。涵前超挖量視線路、運(yùn)輸、土質(zhì)、地下水、覆土深度、涵管孔徑等因素確定。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，每次超挖量一般控制在10～30 cm為宜。涵管上部225°的范圍內(nèi)超挖量不得大于1.5 cm，涵管下部135°的范圍內(nèi)不得超挖，以保持土地基原狀。

如果遇到地下水位較高或路基土質(zhì)松散時(shí)，要采取有效降低水位的措施和在涵管前端加設(shè)鋼板護(hù)罩。頂進(jìn)應(yīng)晝夜不停施工，但在頂進(jìn)過程中遇到下列情況之一時(shí)，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，迅速采取措施處理完善后，再繼續(xù)頂進(jìn)：①頂進(jìn)前方發(fā)生塌方或遇到障礙；②后背頂斜或嚴(yán)重變形；③涵位偏差過大，且校正無效；④頂力超過涵口允許承受能力，造成損傷。

1.8 中線和高程的控制

對頂進(jìn)方向和高程應(yīng)勤測量、勤檢查。在頂進(jìn)首節(jié)涵管和校正偏差過程中，每頂進(jìn)20～30 cm，應(yīng)對中線和高程測量一次；在正常頂進(jìn)中，應(yīng)每頂進(jìn)40～60 cm，對中線和高程測量一次。工作坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置穩(wěn)固的水準(zhǔn)點(diǎn)，以便在測量高程時(shí)校核。在坑外沒有干擾的地點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)固定中心樁，據(jù)此檢查前端涵管是否在設(shè)計(jì)中線上。

1.9 偏差糾正

1.9.1 用頂鎬糾正

前端涵底偏高時(shí)，用頂鎬上端頂土，下端頂涵底內(nèi)壁，以頂回正常位置；涵底偏低時(shí)，用頂鎬上端頂內(nèi)壁，下端頂土，以頂回正常位置。中線偏左或偏右也可用此法糾正。

1.9.2 挖土糾正

如果發(fā)現(xiàn)涵管方向偏左或偏右時(shí)，可在相反方向的外側(cè)挖土，繼續(xù)頂進(jìn)，逐漸糾正。

1.9.3 墊板糾正

頂進(jìn)中如果發(fā)現(xiàn)涵管扎頭，可在涵管前部的下方鋪墊5 cm×20 cm×40 cm的防腐木板，在木板的輔助下，使涵管的頂進(jìn)角度符合設(shè)計(jì)坡度，繼續(xù)頂進(jìn)即可糾正坡度問題。

挖土和墊板糾正方法均可配合頂鎬偏心加壓，加快糾正速度。如果偏差過大就很難糾正，所以在頂進(jìn)中必須認(rèn)真、及時(shí)測量。