本發(fā)明涉及既有線頂進橋涵施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種既有線頂進防護施工方法。

背景技術(shù)：

目前既有鐵路頂進框架施工方法(如圖1～4所示)均是在地基堅固的前提下，把預(yù)制好的框架涵23頂推到位，在不中斷行車的情況下，用大功率千斤頂組將框架涵23推入既有鐵路線22下。然而，該技術(shù)起源之時適用于跨徑、孔徑相對較小的橋涵，而現(xiàn)代交通下的路幅越來越寬，框架涵23的孔徑越做越大，繼續(xù)沿用現(xiàn)有技術(shù)會使得工程規(guī)模、施工難度、施工風(fēng)險等越來越大。特別是在施工臨時工程量大、工序復(fù)雜的情況下，會帶來更大的施工難度和施工風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要提供一種既能降低工程規(guī)模，又能降低施工難度、施工風(fēng)險的既有線頂進防護施工方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的一種既有線頂進防護施工方法，包括如下步驟：

1)根據(jù)橋涵的結(jié)構(gòu)尺寸，分別預(yù)制邊墻和拱頂；

2)在邊墻和拱頂?shù)那岸朔謩e安裝邊墻刃腳裝置、拱頂刃腳裝置；

3)采用頂推施工方法，分別對邊墻、拱頂進行頂進作業(yè)；

4)頂進作業(yè)完成后，分別拆卸邊墻刃腳裝置和拱頂刃腳裝置，完成既有線頂進防護施工。

進一步地，所述步驟3)中，當(dāng)先對邊墻頂進作業(yè)具體為：根據(jù)邊墻入土深度在橋涵外側(cè)開挖土槽，在槽底鋪設(shè)滑道，并在滑道遠離橋涵的一端設(shè)置頂推設(shè)備，再將邊墻起吊放入滑道內(nèi)，邊墻帶有邊墻刃腳裝置的一端朝向橋涵，接著通過頂推設(shè)備對邊墻遠離橋涵的一端施加頂進作用力，不斷頂進、棄土循環(huán)往復(fù)直至頂推到設(shè)定位置，頂推完成后采用相同的頂推施工方法進行下一道邊墻的頂進作業(yè)，直至完成所有邊墻的頂進作業(yè)。

進一步地，所述步驟3)中，當(dāng)邊墻已經(jīng)頂進完成后，對拱頂頂進作業(yè)具體為：在拱頂?shù)膬蓚?cè)設(shè)置臨時支撐裝置，并在拱頂遠離橋涵的一端設(shè)置頂推設(shè)備，拱頂帶有拱頂刃腳裝置的一端擱置在邊墻上，接著通過頂推設(shè)備對拱頂遠離橋涵的一端施加頂進作用力，不斷頂進、棄土循環(huán)往復(fù)直至頂推到設(shè)定位置。

進一步地，所述步驟3)中，當(dāng)先對拱頂頂進作業(yè)具體為：根據(jù)橋涵的高度，在橋涵外側(cè)相應(yīng)高度位置開挖土槽，在槽底鋪設(shè)滑道，并在滑道遠離橋涵的一端設(shè)置頂推設(shè)備，再將拱頂起吊放入滑道內(nèi)，拱頂帶有拱頂刃腳裝置的一端朝向橋涵，接著通過頂推設(shè)備對拱頂遠離橋涵的一端施加頂進作用力，不斷頂進、棄土循環(huán)往復(fù)直至頂推到設(shè)定位置。

進一步地，所述步驟3)中，當(dāng)拱頂已經(jīng)頂進完成后，對邊墻頂進作業(yè)具體為：根據(jù)邊墻入土深度在橋涵外側(cè)開挖土槽，在槽底鋪設(shè)滑道，并在滑道遠離橋涵的一端設(shè)置頂推設(shè)備，再將邊墻起吊放入滑道內(nèi)，邊墻的頂端面與拱頂?shù)牡锥嗣嬖谕粋€水平面上，邊墻帶有邊墻刃腳裝置的一端朝向橋涵，接著通過頂推設(shè)備對邊墻遠離橋涵的一端施加頂進作用力，不斷頂進、棄土循環(huán)往復(fù)直至頂推到設(shè)定位置，頂推完成后采用相同的頂推施工方法進行下一道邊墻的頂進作業(yè)，直至完成所有邊墻的頂進作業(yè)。

進一步地，所述步驟2)中，邊墻刃腳裝置包括與邊墻頂進端面貼合的端板、設(shè)置在端板頂端與之固定連接的第一頂板、設(shè)置在端板底端與之固定連接的第一底板、以及對稱設(shè)置在第一頂板與第一底板之間且與端板兩邊固定連接的第一邊墻刃腳側(cè)板和第二邊墻刃腳側(cè)板，所述第一頂板朝頂進方向延伸的長度大于第一底板朝頂進方向延伸的長度；所述端板、第一頂板、第一底板、第一邊墻刃腳側(cè)板、以及第二邊墻刃腳側(cè)板圍合形成前端開口的中空狀異型楔形框架，所述異型楔形框架內(nèi)設(shè)有豎向隔板，所述豎向隔板將異型楔形框架分隔為出土區(qū)和切土區(qū)，所述出土區(qū)的第一頂板上開有出土口，所述切土區(qū)的頂部側(cè)面設(shè)有操作監(jiān)控室，所述豎向隔板的底部設(shè)有供土穿過并連通出土區(qū)和切土區(qū)的進土口。

進一步地，所述邊墻刃腳裝置的出土區(qū)內(nèi)設(shè)有用于運土的循環(huán)升降裝置，所述循環(huán)升降裝置上設(shè)有若干個吊掛在傳送鏈上的運土框。

進一步地，所述操作監(jiān)控室的底部設(shè)有向下延伸的松土螺桿，所述松土螺桿的下端設(shè)有絲杠，所述操作監(jiān)控室內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動松土螺桿旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機，所述松土螺桿上套設(shè)有螺桿穩(wěn)定環(huán)，所述螺桿穩(wěn)定環(huán)的固定端與豎向隔板固定連接，所述操作監(jiān)控室的外周設(shè)有防護格柵，所述切土區(qū)的頂部還設(shè)有用于輔助松土的機械手。

進一步地，所述步驟2)中，拱頂刃腳裝置包括與拱頂頂進端可拆卸連接的豎板、設(shè)置在豎板頂端與之垂直固定連接的第二頂板、設(shè)置在豎板底端與之垂直固定連接的第二底板、以及對稱設(shè)置在第二頂板與第二底板之間且與豎板兩豎邊垂直固定連接的第一拱頂刃腳側(cè)板和第二拱頂刃腳側(cè)板，所述第二頂板朝頂進方向延伸的長度大于第二底板朝頂進方向延伸的長度，所述第一拱頂刃腳側(cè)板和第二拱頂刃腳側(cè)板呈倒直角梯形結(jié)構(gòu)；所述豎板、第二頂板、第二底板、第一拱頂刃腳側(cè)板、以及第二拱頂刃腳側(cè)板之間圍合形成前端開口的中空狀楔形框架結(jié)構(gòu)，所述第二底板上設(shè)有若干個并列布置的出土孔，所述出土孔內(nèi)端的外周設(shè)有圓形擋板。

進一步地，所述步驟2)中，所述邊墻與邊墻刃腳裝置、拱頂與拱頂刃腳裝置之間通過U型螺栓組件固定連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

其一，本發(fā)明采用頂推施工方法將現(xiàn)有的框架涵分為拱頂、邊墻分別進行頂進作業(yè)，既能降低工程規(guī)模，又能降低施工難度、施工風(fēng)險的既有線頂進防護施工方法。

其二，本發(fā)明的拱頂和邊墻的前端分別安裝拱頂刃腳裝置、邊墻刃腳裝置，用于無擾動地切入路基土體中，并運出掏空土體，使頂板、邊墻頂進時不對土體產(chǎn)生擠壓和擾動作用，保持路基土的原位原狀，進一步降低了施工風(fēng)險。

其三，本發(fā)明的既有線頂進防護施工方法步驟簡單、安全可靠、操作靈活，解決了框架頂進的施工難題，且投入施工成本降低。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的既有線的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有的框架涵頂進施工完成后的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明邊墻頂進施工前的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明邊墻頂進施工完成后的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖6的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明邊墻頂進施工完成后再頂進拱頂施工前的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明頂進拱頂施工完成后的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖11的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明的邊墻刃腳裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為圖13沿A-A方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為本發(fā)明的拱頂刃腳裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為圖15的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1-邊墻、2-拱頂、3-邊墻刃腳裝置、3.1-端板、3.2-第一頂板、3.3-第一底板、3.4-第一邊墻刃腳側(cè)板、3.5-第二邊墻刃腳側(cè)板、4-拱頂刃腳裝置、4.1-豎板、4.2-第二頂板、4.3-第二底板、4.4-第一拱頂刃腳側(cè)板、4.5-第二拱頂刃腳側(cè)板、4.6-圓形擋板、5-臨時支撐裝置、6-豎向隔板、7-出土區(qū)、8-切土區(qū)、9-出土口、10-操作監(jiān)控室、11-進土口、12-循環(huán)升降裝置、13-運土框、14-松土螺桿、15-絲杠、16-驅(qū)動電機、17-螺桿穩(wěn)定環(huán)、18-防護格柵、19-機械手、20-出土孔、21-U型螺栓組件、22-既有線、23-框架涵、24-拱頂出土通道、25-軌面線、26-地面、27-道路面。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如圖5～12所示，本實施例的一種既有線頂進防護施工方法，包括如下步驟：

1)根據(jù)橋涵的結(jié)構(gòu)尺寸，在線路安全距離以外選擇場地分別預(yù)制邊墻1和拱頂2；

2)采用鋼板焊接組合成邊墻刃腳裝置3、拱頂刃腳裝置4，在邊墻1和拱頂2的前端分別安裝邊墻刃腳裝置3、拱頂刃腳裝置4；

3)根據(jù)實際情況選擇對邊墻1、拱頂2的頂進順序，分為兩種情況：

當(dāng)先對邊墻1頂進作業(yè)，后對拱頂2頂進作業(yè)具體方法為：根據(jù)邊墻1入土深度在橋涵外側(cè)開挖土槽，在槽底鋪設(shè)滑道，并在滑道遠離橋涵的一端設(shè)置頂推設(shè)備，再將邊墻1起吊放入滑道內(nèi)，邊墻1帶有邊墻刃腳裝置3的一端朝向橋涵，調(diào)整邊墻1的放置位置以保證頂推行進在預(yù)定軌跡上，接著通過頂推設(shè)備對邊墻1遠離橋涵的一端施加頂進作用力，不斷頂進、棄土循環(huán)往復(fù)直至頂推到設(shè)定位置，如存在土體坍塌問題可采用泥漿護壁或其它可行方法進行防護，同時對既有線軌道、路基等按設(shè)計監(jiān)測要求進行監(jiān)控，及時把握推進過程中的情況，尤其是不良苗頭，按預(yù)先制定的預(yù)警方案應(yīng)對，頂推完成后進行下一道邊墻1的頂進作業(yè)，直至完成所有邊墻1的頂進作業(yè)；當(dāng)邊墻1已經(jīng)頂進完成后，對拱頂2頂進作業(yè)具體為：在拱頂2的兩側(cè)設(shè)置臨時支撐裝置5，并在拱頂2遠離橋涵的一端設(shè)置頂推設(shè)備，拱頂2帶有拱頂刃腳裝置的一端擱置在邊墻1上，接著通過頂推設(shè)備對拱頂2遠離橋涵的一端施加頂進作用力，一邊頂進一邊挖形成拱頂出土通道24，該通道寬度遠小于拱頂寬度，不斷頂進、棄土循環(huán)往復(fù)直至頂推到設(shè)定位置；

當(dāng)先對拱頂2頂進作業(yè)，后對邊墻1頂進作業(yè)具體方法為：根據(jù)橋涵的高度，在橋涵外側(cè)相應(yīng)高度位置開挖土槽，在槽底鋪設(shè)滑道，并在滑道遠離橋涵的一端設(shè)置頂推設(shè)備，再將拱頂2起吊放入滑道內(nèi)，拱頂2帶有拱頂刃腳裝置4的一端朝向橋涵，接著通過頂推設(shè)備對拱頂2遠離橋涵的一端施加頂進作用力，不斷頂進、棄土循環(huán)往復(fù)直至頂推到設(shè)定位置；當(dāng)拱頂2已經(jīng)頂進完成后，對邊墻1頂進作業(yè)具體為：根據(jù)邊墻1入土深度在橋涵外側(cè)開挖土槽，在槽底鋪設(shè)滑道，并在滑道遠離橋涵的一端設(shè)置頂推設(shè)備，再將邊墻1起吊放入滑道內(nèi)，邊墻1的頂端面與拱頂2的底端面在同一個水平面上，邊墻1帶有邊墻刃腳裝置3的一端朝向橋涵，接著通過頂推設(shè)備對邊墻1遠離橋涵的一端施加頂進作用力，不斷頂進、棄土循環(huán)往復(fù)直至頂推到設(shè)定位置，頂推完成后采用相同的頂推施工方法進行下一道邊墻1的頂進作業(yè)，直至完成所有邊墻1的頂進作業(yè)。

4)頂進作業(yè)完成后，分別拆卸邊墻刃腳裝置3和拱頂刃腳裝置4，完成既有線頂進防護施工。

在實施過程中，邊墻1和拱頂2進行頂進施工的先后順序可以調(diào)換，即可以先進行邊墻1頂進作業(yè)，后進行拱頂2頂進作業(yè)；也可以先進行拱頂2頂進作業(yè)，后進行邊墻1頂進作業(yè)。邊墻1及拱頂2在頂進前行的過程中，不斷出土、不斷前進，為了確保不擾動既有路基土體，可以多頂、不可多挖。當(dāng)?shù)鼗休d條件較好，可以把此時的邊墻1和拱頂2作為永久結(jié)構(gòu)，則只要挖去頂板下面的土體施工道路或線路即可；如果還有其它永久結(jié)構(gòu)則在邊墻1、拱頂2的保護下繼續(xù)施工后續(xù)部分工程比如若有地下水的問題時，可以做一個U形槽結(jié)構(gòu)。

如圖13和14所示，邊墻刃腳裝置3包括與邊墻1頂進端面貼合的端板3.1、設(shè)置在端板3.1頂端與之固定連接的第一頂板3.2、設(shè)置在端板3.1底端與之固定連接的第一底板3.3、以及對稱設(shè)置在第一頂板3.2與第一底板3.3之間且與端板3.1兩邊固定連接的第一邊墻刃腳側(cè)板3.4和第二邊墻刃腳側(cè)板3.5，第一頂板3.2朝頂進方向延伸的長度大于第一底板3.3朝頂進方向延伸的長度；端板3.1、第一頂板3.2、第一底板3.3、第一邊墻刃腳側(cè)板3.4、以及第二邊墻刃腳側(cè)板3.5圍合形成前端開口的中空狀異型楔形框架，異型楔形框架內(nèi)設(shè)有豎向隔板6，豎向隔板6將異型楔形框架分隔為出土區(qū)7和切土區(qū)8，出土區(qū)7的第一頂板3.2上開有出土口9，切土區(qū)8的頂部側(cè)面設(shè)有操作監(jiān)控室10，豎向隔板6的底部設(shè)有供土穿過并連通出土區(qū)7和切土區(qū)8的進土口11。邊墻刃腳裝置3的出土區(qū)7內(nèi)設(shè)有用于運土的循環(huán)升降裝置12，循環(huán)升降裝置12上設(shè)有若干個吊掛在傳送鏈上的運土框13。操作監(jiān)控室10的底部設(shè)有向下延伸的松土螺桿14，松土螺桿14的下端設(shè)有絲杠15，操作監(jiān)控室10內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動松土螺桿14旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機16，松土螺桿14上套設(shè)有螺桿穩(wěn)定環(huán)17，螺桿穩(wěn)定環(huán)17的固定端與豎向隔板6固定連接，操作監(jiān)控室10的外周設(shè)有防護格柵18，切土區(qū)8的頂部還設(shè)有用于輔助松土的機械手19。

如圖15和16所示，拱頂刃腳裝置4包括與拱頂2頂進端可拆卸連接的豎板4.1、設(shè)置在豎板4.1頂端與之垂直固定連接的第二頂板4.2、設(shè)置在豎板4.1底端與之垂直固定連接的第二底板4.3、以及對稱設(shè)置在第二頂板4.2與第二底板4.3之間且與豎板4.1兩豎邊垂直固定連接的第一拱頂刃腳側(cè)板4.4和第二拱頂刃腳側(cè)板4.5，第二頂板4.2朝頂進方向延伸的長度大于第二底板4.3朝頂進方向延伸的長度，第一拱頂刃腳側(cè)板4.4和第二拱頂刃腳側(cè)板4.5呈倒直角梯形結(jié)構(gòu)；豎板4.1、第二頂板4.2、第二底板4.3、第一拱頂刃腳側(cè)板4.4、以及第二拱頂刃腳側(cè)板4.5之間圍合形成前端開口的中空狀楔形框架結(jié)構(gòu)，第二底板4.3上設(shè)有若干個并列布置的出土孔20，出土孔20內(nèi)端的外周設(shè)有圓形擋板4.6。邊墻1與邊墻刃腳裝置3、拱頂2與拱頂刃腳裝置4之間通過U型螺栓組件21固定連接。通過在邊墻1和拱頂2的前端分別安裝邊墻刃腳裝置3、拱頂刃腳裝置4，用于無擾動地切入路基土體中，并運出掏空土體，使拱頂2、邊墻1頂進時不對土體產(chǎn)生擠壓和擾動作用，保持路基土的原位原狀，進一步降低了施工風(fēng)險。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭示的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。