鐵路既有線頂進(jìn)涵施工關(guān)鍵技術(shù)的分析

趙進(jìn)龍

摘要：在各類鐵路施工越來(lái)越多的情況下，穿越既有鐵路線路的頂進(jìn)涵施工變得愈發(fā)頻繁，而且相關(guān)技術(shù)也在不斷成熟。在本文中，針對(duì)鐵路既有線頂進(jìn)涵施工的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入分析，并在這一基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了該施工方式存在的影響施工質(zhì)量的問(wèn)題。通過(guò)分析這些問(wèn)題并制定解決方案，希望能夠進(jìn)一步提升我國(guó)的鐵路既有線頂進(jìn)涵施工水平，為鐵路線路施工的順利進(jìn)行做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：鐵路既有線頂進(jìn)涵施工;關(guān)鍵技術(shù);施工質(zhì)量

Abstract： In the case of more and more railway construction， the jacking culvert across the existing railway lines has become frequent， and the related technology is also maturing. In this paper， the key technology of jacking culvert construction of existing railway lines is deeply analyzed， and on this basis， the existing problems affecting construction quality are further studied. Through the analysis of these problems and the development of solutions， it is hoped that the construction level of jacking culverts on existing railway lines in China can be further improved to contribute to the smooth construction of railway lines.

Keywords： Jacking culvert construction of existing railway line; key technology; construction quality

一、前言

所謂頂進(jìn)涵施工，就是在涵洞必須穿過(guò)原有鐵路線路基的情況下，針對(duì)原有的鐵路線路進(jìn)行有效的加固，并在這一基礎(chǔ)上使用千斤頂?shù)仍O(shè)備直接將預(yù)制的涵身頂進(jìn)線路之下的一種施工方式。采用這種方式進(jìn)行施工，能夠在施工進(jìn)行的過(guò)程中保障既有鐵路線的部分或全部運(yùn)行能力，避免涵洞施工導(dǎo)致鐵路線路運(yùn)行癱瘓，因而該施工方式具有相當(dāng)大的應(yīng)用價(jià)值。但是必須看到，在施工過(guò)程中，由于關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用不充分以及其他一些原因，導(dǎo)致施工質(zhì)量缺乏穩(wěn)定的保障[1]。這種情況一方面導(dǎo)致施工過(guò)程中鐵路的運(yùn)行能力受到了更大的不利影響，另一方面也導(dǎo)致施工后涵洞的質(zhì)量無(wú)法達(dá)到最佳水平。針對(duì)這一情況，本文對(duì)頂進(jìn)涵施工的關(guān)鍵技術(shù)和影響施工質(zhì)量的問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。通過(guò)本研究，希望能夠進(jìn)一步加強(qiáng)頂進(jìn)涵施工的水平，從而在施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路線路的有效保護(hù)。

二、頂進(jìn)涵施工操作的關(guān)鍵點(diǎn)

（一）工作坑開(kāi)挖作業(yè)

在頂進(jìn)涵施工流程中，包括工作坑開(kāi)挖、設(shè)備安置、試頂、頂進(jìn)、箱涵就位、既有線路恢復(fù)、驗(yàn)收和移交等幾個(gè)方面（詳細(xì)流程見(jiàn)圖1）。其中，工作坑開(kāi)發(fā)是頂進(jìn)涵施工中的基礎(chǔ)性工作。在施工開(kāi)始之前，需要根據(jù)箱涵的結(jié)構(gòu)與尺寸、設(shè)計(jì)涵洞里程設(shè)計(jì)工作坑的尺寸，并在這一基礎(chǔ)上使用人工與挖掘機(jī)械相結(jié)合的方式開(kāi)挖工作坑。在挖掘時(shí)，需要留出300 mm左右的余量用于整平和清理，從而避免工作坑開(kāi)挖對(duì)路基造成損壞。此外，在開(kāi)挖工作坑的過(guò)程中，選擇開(kāi)口位置也是保障施工質(zhì)量的關(guān)鍵。開(kāi)口位置過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致路基受到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而導(dǎo)致施工過(guò)程中和施工之后鐵路無(wú)法正常運(yùn)行。如果開(kāi)口位置過(guò)低，不僅會(huì)加大施工難度，而且會(huì)導(dǎo)致涵洞尺寸無(wú)法符合設(shè)計(jì)要求。在確定開(kāi)口位置時(shí)，需要對(duì)設(shè)計(jì)方案與施工現(xiàn)場(chǎng)既有鐵路線路進(jìn)行全面的評(píng)估與分析，并在這一基礎(chǔ)上確定涵洞開(kāi)口的位置[2]。此外，在完成挖掘工作坑任務(wù)之后，還需要對(duì)工作坑進(jìn)行全面的驗(yàn)收和檢查，并針對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的工作坑尺寸、平整度等方面存在的問(wèn)題進(jìn)行處置。

（二）滑板潤(rùn)滑表觀層的構(gòu)置

在進(jìn)行頂進(jìn)涵施工之前，還需要進(jìn)行滑板潤(rùn)滑表觀層作業(yè)。在操作步驟與要點(diǎn)方面，首先需要夯實(shí)作業(yè)坑的坑底地面，之后使用C15工程水泥對(duì)坑底地面進(jìn)行鋪設(shè)作業(yè)，從而構(gòu)建出合適的墊層。在鋪設(shè)厚度方面，最佳的鋪設(shè)厚度應(yīng)為200 mm。具體鋪設(shè)厚度可以根據(jù)施工方案和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行微調(diào)。在完成坑底鋪設(shè)之后，在坑底每隔1 m設(shè)置一道鐵絲，并向坑底均勻噴灑溫度為150 ℃的石蠟與15%工業(yè)機(jī)油充分混合的潤(rùn)滑劑并做好平整工作。在完成這一步驟之后，向潤(rùn)滑劑上鋪設(shè)一層塑料紙。進(jìn)行滑板潤(rùn)滑表觀層的構(gòu)置的目標(biāo)是減少頂進(jìn)施工過(guò)程中的阻力，提升施工的工作效率，因而這一過(guò)程需要謹(jǐn)慎操作，避免滑板不平整等原因?qū)е率┕o(wú)法順利進(jìn)行。

（三）既有鐵路線的基礎(chǔ)加固

在進(jìn)行頂進(jìn)涵施工的過(guò)程中，還需要施工企業(yè)負(fù)責(zé)加固既有鐵路線路，以確保施工過(guò)程中鐵路線路能夠保持部分或全部運(yùn)營(yíng)能力。在具體步驟方面，首先，需要在線路的路基兩側(cè)構(gòu)筑臨時(shí)性支撐墩，之后搭建具有較大承載能力的便梁，從而保障施工過(guò)程中鐵路的堅(jiān)固程度（支撐墩和便梁主要用于支撐路基和枕木，避免頂進(jìn)涵施工導(dǎo)致路基塌陷或枕木出現(xiàn)位移。詳細(xì)情況見(jiàn)圖2）。為保障施工過(guò)程中鐵路的安全運(yùn)行，在施工時(shí)需要施工單位與鐵路部門(mén)溝通，適當(dāng)降低列車(chē)的行駛速度。在進(jìn)行加固施工的過(guò)程中，最重要的工作之一就是保障材料具備足夠的強(qiáng)度。只有如此，才能在施工過(guò)程中保障既有鐵路線路的安全運(yùn)行[2]。同時(shí)，為進(jìn)一步加強(qiáng)施工過(guò)程中涵洞的堅(jiān)固性，還需要在施工過(guò)程中對(duì)鐵軌和枕木進(jìn)行加固。

（四）頂進(jìn)過(guò)程中的找正方法

在進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)的過(guò)程中，詳細(xì)的工作內(nèi)容包括安置千斤頂和后背梁、使用千斤頂進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)、后背堆土等。詳細(xì)的頂進(jìn)流程見(jiàn)圖3。此時(shí)，箱涵所受的力包括推力、阻力、橫向推進(jìn)力和縱向負(fù)載等。在這些力的作用下，頂進(jìn)過(guò)程往往會(huì)出現(xiàn)偏差。針對(duì)這一問(wèn)題，也需要采用關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行有效的預(yù)防與控制。具體來(lái)說(shuō)，在實(shí)際操作環(huán)節(jié)中需要進(jìn)行科學(xué)的找正，并對(duì)偏移進(jìn)行及時(shí)修正，從而保障施工的效率和質(zhì)量。在具有方法方面，首先，在施工過(guò)程中，必須避免作業(yè)區(qū)域存在積水。為達(dá)到這一效果，需要在作業(yè)區(qū)存在積水的情況下使用抽水機(jī)及時(shí)排出積水，并盡量避免在降水環(huán)境下作業(yè)。在頂進(jìn)作業(yè)時(shí)，首先必須在箱涵未進(jìn)入作業(yè)面時(shí)對(duì)箱涵的位置進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)量，并對(duì)出現(xiàn)的偏移量進(jìn)行修正，從而保證頂進(jìn)位置的準(zhǔn)確性[3]。在這一基礎(chǔ)上，箱涵頂進(jìn)50%之后，需要對(duì)頂進(jìn)的尺寸與位置（水平與垂直位置）進(jìn)行找正，并對(duì)偏差進(jìn)行及時(shí)的修正。一旦頂進(jìn)長(zhǎng)度超過(guò)箱涵總長(zhǎng)度的50%，之后進(jìn)行修正的難度就會(huì)大幅度增加，不利于工程的順利進(jìn)行。在找正過(guò)程中，最常用的方法是調(diào)節(jié)箱涵兩側(cè)的挖土方量，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)行進(jìn)阻力相等。在這基礎(chǔ)上，針對(duì)箱涵的偏移量進(jìn)行反向調(diào)整。

三、鐵路既有線頂進(jìn)涵施工中存在的關(guān)鍵問(wèn)題

（一）準(zhǔn)備工作不充分

在當(dāng)下，導(dǎo)致鐵路既有線路頂進(jìn)涵施工質(zhì)量不穩(wěn)定的最重要原因之一就是施工準(zhǔn)備工作不充分。在具體表現(xiàn)方面：

1. 在進(jìn)行施工準(zhǔn)備的過(guò)程中，部分施工企業(yè)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)量與評(píng)估，或者由于技術(shù)水平有限導(dǎo)致測(cè)量和評(píng)估結(jié)果不準(zhǔn)確。在這一前提下，施工過(guò)程中的箱涵頂進(jìn)質(zhì)量也就無(wú)法得到充分的保障[4]。

2. 在進(jìn)行施工準(zhǔn)備時(shí)，施工方對(duì)于施工場(chǎng)地的平整缺乏足夠的重視，這一問(wèn)題也導(dǎo)致后期頂進(jìn)施工過(guò)程中頂進(jìn)作業(yè)的阻力無(wú)法得到有效的控制，進(jìn)而加大了施工的難度。

3. 在進(jìn)行雨季施工時(shí)，部分施工企業(yè)沒(méi)有對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行有效的防護(hù)，導(dǎo)致施工場(chǎng)地積水，進(jìn)而影響施工的正常進(jìn)行。在施工準(zhǔn)備工作不充分的前提下，后續(xù)的施工過(guò)程會(huì)出現(xiàn)更多的困難和問(wèn)題，并導(dǎo)致施工質(zhì)量缺乏穩(wěn)定的保障，

（二）箱涵預(yù)制工作機(jī)制不完善

在既有鐵路線路頂進(jìn)涵施工中，箱涵的預(yù)制也是一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容。在箱涵預(yù)制中，關(guān)于各項(xiàng)工作流程都有比較嚴(yán)格的規(guī)定，以保障箱涵的質(zhì)量。但是在實(shí)際工作中，部分施工企業(yè)并未嚴(yán)格遵循預(yù)制工作流程進(jìn)行箱涵預(yù)制工作，導(dǎo)致箱涵質(zhì)量不過(guò)關(guān)，進(jìn)而對(duì)之后的施工進(jìn)程和整體施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的不利影響。此外，在箱涵預(yù)制過(guò)程中，還需要保障箱涵刃腳的牢固與穩(wěn)定，從而避免頂進(jìn)過(guò)程中刃腳發(fā)生偏移或脫落，導(dǎo)致施工被迫中斷。但是在當(dāng)下，我國(guó)一些施工企業(yè)對(duì)這一問(wèn)題缺乏足夠的重視，或者由于自身技術(shù)水平有限導(dǎo)致箱涵刃腳沒(méi)有得到充分的固定。在這樣的情況下，施工過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題也就無(wú)法得到及時(shí)的避免[5]。

（三）千斤頂支撐面強(qiáng)度不足

在頂進(jìn)涵施工中，由于需要使用千斤頂將預(yù)制箱涵頂進(jìn)路基下的涵洞中，因而需要給予千斤頂非常大的支撐力。在這樣的情況下，頂進(jìn)涵施工中千斤頂支撐面的構(gòu)建也就成為一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容。在施工過(guò)程中，一般使用混凝土作為千斤頂?shù)闹蚊?。但是在一些施工企業(yè)中，其構(gòu)建的千斤頂支撐面強(qiáng)度不能滿足頂進(jìn)施工的需求，導(dǎo)致頂進(jìn)過(guò)程中支撐面產(chǎn)生破裂等問(wèn)題。這一問(wèn)題的出現(xiàn)，不僅導(dǎo)致施工進(jìn)度被延緩，而且會(huì)導(dǎo)致頂進(jìn)過(guò)程發(fā)生不可控的偏移，造成施工質(zhì)量問(wèn)題或安全事故。之所以產(chǎn)生該問(wèn)題，一方面是由于部分企業(yè)采購(gòu)的水泥、鋼筋等材料不合格，另一方面則是由于千斤頂支撐面的構(gòu)建沒(méi)有按照施工設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行。想要保障頂進(jìn)涵施工的順利進(jìn)行，就必須解決該問(wèn)題。

（四）設(shè)備使用方法不規(guī)范

在頂進(jìn)涵施工中，影響施工質(zhì)量的另外一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是施工設(shè)備的使用。在施工過(guò)程中，千斤頂?shù)仍O(shè)備的使用也需要嚴(yán)格遵守使用規(guī)程。只有如此，才能有效保障施工質(zhì)量。但是在一些施工企業(yè)中，一方面部分施工人員的工作能力與業(yè)務(wù)素質(zhì)有待提升，導(dǎo)致其在施工過(guò)程中無(wú)法按照相關(guān)規(guī)程操作設(shè)備。另一方面，部分設(shè)備由于沒(méi)有進(jìn)行充分的保養(yǎng)和檢修導(dǎo)致其工作狀態(tài)不穩(wěn)定，無(wú)法按照既定的施工流程穩(wěn)定運(yùn)行。在設(shè)備的應(yīng)用存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，施工企業(yè)也就無(wú)法對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，導(dǎo)致施工過(guò)程中出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題。

四、加強(qiáng)鐵路既有線頂進(jìn)涵施工水平的措施

（一）進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作

為保障頂進(jìn)涵施工的順利進(jìn)行，預(yù)防和控制各種質(zhì)量問(wèn)題，施工企業(yè)首先就必須做好施工前的準(zhǔn)備工作，為施工質(zhì)量的穩(wěn)定提供有力的保障。在具體措施方面：

1. 在施工之前，施工企業(yè)需要針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與施工方案進(jìn)行全面的研究與評(píng)估，并在這一基礎(chǔ)上制定科學(xué)的質(zhì)量控制措施。只有如此，才能在準(zhǔn)備階段保障質(zhì)量控制的效果。

2. 在施工準(zhǔn)備過(guò)程中，還需要使用壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備對(duì)施工場(chǎng)地，尤其是作業(yè)坑底面進(jìn)行細(xì)致的平整工作，避免過(guò)大的阻力導(dǎo)致頂進(jìn)工作無(wú)法順利完成[6]。

3. 在雨季施工時(shí)，需要在出現(xiàn)降水天氣時(shí)停止施工，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)做好防護(hù)。一旦出現(xiàn)積水，就需要在降水停止之后使用抽水機(jī)等設(shè)備及時(shí)排水。在積水量較小的情況下，可以采用人工排水方式進(jìn)行排水作業(yè)。只有做好施工準(zhǔn)備工作，才能保障后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

（二）完善箱涵預(yù)制工作機(jī)制

為保障頂進(jìn)涵施工的整體質(zhì)量，還需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善箱涵預(yù)制工作機(jī)制。在具體措施方面，首先，施工企業(yè)必須制定嚴(yán)格的箱涵預(yù)制規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行。具體來(lái)說(shuō)，包括測(cè)量定位—設(shè)置隔離層—捆扎底板鋼筋—設(shè)置加固內(nèi)（外）?！獫仓B(yǎng)護(hù)—防水處理等。只有嚴(yán)格遵循工作流程，才能夠保障預(yù)制箱涵的質(zhì)量。此外，在進(jìn)行預(yù)制箱涵工作的過(guò)程中，還必須確保箱涵刃腳的堅(jiān)固，采用預(yù)埋螺栓對(duì)刃腳進(jìn)行全方位加固，避免施工過(guò)程中刃腳脫落或偏移。在箱涵刃腳質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，施工的整體質(zhì)量也就能夠得到更加有力的保障[7]。

（三）對(duì)千斤頂支撐面進(jìn)行加固

在進(jìn)行頂進(jìn)涵施工的過(guò)程中，還需要針對(duì)千斤頂?shù)闹蚊孢M(jìn)行有效的加固，以保障施工的順利進(jìn)行。在具體措施方面：

1. 施工企業(yè)需要采購(gòu)質(zhì)量?jī)?yōu)秀的鋼筋與水泥作為千斤頂支撐面的施工材料，并保障材料儲(chǔ)存在良好的儲(chǔ)存環(huán)境內(nèi)。在這一基礎(chǔ)上，千斤頂支撐面的質(zhì)量就能夠得到比較好的基礎(chǔ)保障。

2. 在進(jìn)行支撐面構(gòu)建的過(guò)程中，需要充分利用施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌進(jìn)行支撐面的形狀設(shè)計(jì)，并在施工過(guò)程中通過(guò)攪拌避免支撐面混凝土構(gòu)件中存在空隙。只有如此，才能保障千斤頂支撐面的強(qiáng)度，便于后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

（四）規(guī)范設(shè)備使用方法

在進(jìn)行頂進(jìn)涵施工管理的過(guò)程中，施工企業(yè)需要針對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的管理與使用，從而保障設(shè)備使用方法的科學(xué)性，進(jìn)一步保障施工質(zhì)量。在具體方法方面：

1. 施工企業(yè)需要對(duì)員工進(jìn)行更加系統(tǒng)的培訓(xùn)，使其使用設(shè)備進(jìn)行施工以及維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備的能力得到提升。在這一基礎(chǔ)上，施工企業(yè)就能夠在更大程度上利用現(xiàn)有設(shè)備保障施工的效率與質(zhì)量[8]。

2. 在施工過(guò)程中，施工企業(yè)必須對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行全面的維修與保養(yǎng)，保障設(shè)備性能的穩(wěn)定性，避免施工過(guò)程中設(shè)備突然出現(xiàn)故障影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)下，一些施工企業(yè)在進(jìn)行頂進(jìn)涵施工作業(yè)的過(guò)程中，存在一些需要解決的問(wèn)題，導(dǎo)致施工過(guò)程中各種關(guān)鍵技術(shù)無(wú)法得到充分應(yīng)用，因而造成施工效率和施工質(zhì)量無(wú)法達(dá)到最佳。針對(duì)這些問(wèn)題，本文制定了進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作、完善箱涵預(yù)制工作機(jī)制、對(duì)千斤頂支撐面進(jìn)行加固以及規(guī)范設(shè)備使用方法等解決措施。在采用了這些措施之后，頂進(jìn)涵施工的水平就能夠得到進(jìn)一步提升。通過(guò)上述解決措施，希望能夠?yàn)轫斶M(jìn)涵施工效率與質(zhì)量的提升做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，提升我國(guó)道路施工企業(yè)的頂進(jìn)涵施工水平。

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