專利名稱：一種鐵路既有線地下箱涵的施工方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑施工領域，特別涉及一種鐵路既有線地下箱涵的施工方法。
背景技術：
隨著國家加大對基礎設施的投資建設，一大批鐵路工程需要改建擴建。在鐵路改 建擴建過程中地下通道(含進出站地道、行包地道等)需要下穿既有鐵路線，但是又不能影 響鐵路的正常營運，而且地下通道還需要施工外墻與頂面的防水層。由于線路正常運營，列 車照常通行，線路不能拆除。常規(guī)的現(xiàn)澆法施工時地道箱涵頂面與鐵軌線路的距離太近，對正常運營的上部線 路造成極大的安全隱患，而且線下施工時間長，不利于基坑安全，現(xiàn)澆法施工不適合既有線 施工。目前鐵路既有線地下箱涵施工主要采用常規(guī)頂進法。常規(guī)頂進法的通常做法為先 加固既有線路，然后直接將在工作坑中預制完成的箱涵借事先修筑好的后背用集群液壓千 斤頂頂進到位。采用的常規(guī)頂進法存在如下缺陷
1、常規(guī)頂進法施工時極易碰到既有線范圍內(nèi)不確定的地下電纜，影響頂進施工，電纜 安全不易確保。2、常規(guī)頂進法無法在頂進段設置滑板，頂進施工中易產(chǎn)生抬頭與扎頭現(xiàn)象。3、常規(guī)頂進法無法在頂進段設置滑板，頂進過程中箱涵下部土體易產(chǎn)生較大沉 降，影響箱涵的標高。4、常規(guī)頂進法無法設置定位梁，在頂進施工時易產(chǎn)生過頂現(xiàn)象，不易控制其位移。5、常規(guī)頂進法直接將箱涵頂入土中，在頂進過程中防水層受土體擠壓，易受破壞 且無法修補。6、常規(guī)頂進法采用邊挖邊頂?shù)姆椒ㄊ┕?，頂進時箱涵周邊土體受到擾動，對既有 線產(chǎn)生很大的安全隱患。因此，迫切需要尋找一種在地下通道施工過程既能確保既有鐵路線安全，又快捷 的箱涵施工方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有箱涵施工方法的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種鐵路既有線地下箱涵 的施工方法，不僅能夠確保施工安全與工程質(zhì)量，而且施工速度較快。一種鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于包括以下步驟 ⑴修筑D型便梁基礎，同時開挖工作坑；
⑵在工作坑內(nèi)設置墊層、滑板與隔離層；
⑶在工作坑內(nèi)按設計要求預制鋼筋混凝土地下箱涵，在頂鎬與箱涵接觸部位預埋鋼
板；
⑷設置后背與后背梁；(5)對鐵路既有線進行加固在鐵路線兩側(cè)架設D型便梁，再架設橫梁，使橫梁與D型便 梁聯(lián)結(jié)，將鋼軌與橫梁聯(lián)結(jié)，鋼軌與橫梁之間放置絕緣墊板；
(6)進行頂進段基坑的人工探溝，再進行大面積土方開挖；
(7)土方開挖到位后立即設置頂進段的墊層、滑板、導向墩、定位梁和隔離層；
(8)進行頂力計算并安裝千斤頂頂進設備；
(9)采用千斤頂整體頂進法施工，先試頂一個行程并經(jīng)檢測符合要求后再進行正式頂 進，頂進過程中隨時進行糾偏；
00)以定位梁控制箱涵的頂進位移，箱涵頂進到位后對其兩側(cè)及頂部進行土方回填并 夯實，并進行鐵路路基填筑，經(jīng)檢測合格后上道碴；
(Π)拆除D型便梁，同步調(diào)整軌枕間距，上碴、搗固及做道；
(12)檢查鐵路線路軌距、水平、方向及軌枕扣件緊固情況，恢復線路。優(yōu)選地，步驟1中的D型便梁基礎為截面1. 25X 1. 25m矩形孔樁，混凝土強度C25。優(yōu)選地，步驟2中的隔離層做法如下廢機油與滑石粉按體積比1:1. 5加熱調(diào)勻， 澆完凝固后撒上一層0. 2 Imm厚的滑石粉，滑石粉上鋪一層塑料薄膜。隔離層可以防止 預制箱涵體底板與工作坑滑板相互粘結(jié)，減少頂進阻力。優(yōu)選地，步驟3中的預埋鋼板是厚度為IOmm的鋼板。優(yōu)選地，步驟4中的后背采用MlO漿砌片巖。后背位于工作坑后部，是頂進施工時 千斤頂?shù)闹蚊?，承受頂進時的水平反力。采用MlO漿砌片巖作為后背具有一定的剛度，壓 縮變形盡量??；具有足夠的強度和穩(wěn)定性，不致因頂力大而坍塌。在箱涵的頂進施工中，為確保被頂進線路的行車安全和施工安全，必須在頂進作 業(yè)之前對既有線路進行加固。優(yōu)選地，步驟5中的D型便梁根據(jù)箱涵寬度采用12m或24m 的D型便梁。優(yōu)選地，步驟5中的絕緣墊板采用氯丁橡膠特制的U型墊板，厚度為20mm。優(yōu)選地，步驟6中的探溝開挖深度是1. 5 2. 0m。優(yōu)選地，步驟7中的導向墩采用C30鋼筋砼制作，斷面尺寸為250 X 250mm，高出滑 板30cm，與箱涵兩側(cè)的距離為10 15cm，導向墩配筋為4Φ 16，箍筋為Φ 80150。優(yōu)選地，步驟7中的定位梁采用斷面為250X300mm、主筋為上下2Φ14、箍筋為 Φ60200的C30鋼筋混凝土梁，設置于頂進段的端部，并與地下箱涵設計位置緊貼的位置。優(yōu)選地，步驟8中的千斤頂安裝在箱涵的底部，按箱涵中軸線對稱布置，傳力設備 的頂鐵、傳力柱與頂力線一致，并垂直于后背梁。本發(fā)明方法為先挖再頂?shù)捻斶M法，先加固既有線路，然后進行頂進段基坑的開挖， 并施工頂進段的滑板、導向墩和定位梁，再將在工作坑中預制完成的箱涵借事先修筑好的 后背用集群液壓千斤頂頂進到位。通過加固既有線路，然后開挖頂進段的基坑，在頂進段 的基坑底面上施工滑板、導向墩和定位梁。施工的滑板是地下箱涵頂進的滑移面，頂進時 前方?jīng)]有土體阻擋，下面又是潤滑性能很好的滑板，頂進時阻力大大減小，頂進速度大大加 快；另一方面由于設置了堅實的滑板，頂進時地下箱涵緊貼著滑板滑行，不會離開滑板而產(chǎn) 生抬頭與扎頭等現(xiàn)象。由于在滑板兩側(cè)設置了混凝土導向墩，可以限制地下箱涵左右兩側(cè) 的位移。在頂進的前進方向根據(jù)箱涵的設計位置設置了鋼筋混凝土定位梁，可以保證箱涵 不會頂過頭。由于頂進時地下箱涵兩側(cè)與上部沒有土體，地下防水施工的質(zhì)量容易保證，避免了頂進過程中防水層受土體擠壓的影響。由于先行開挖頂進段的基坑土方，使頂進段范 圍內(nèi)的地下電纜全部裸露，不存在地下暗埋電纜影響頂進施工的不確定因素，更容易確保 電纜安全。而現(xiàn)有技術中的常規(guī)頂進法是先加固既有線路，不進行頂進段基坑的開挖，直接 將在工作坑中預制完成的箱涵借事先修筑好的后背用集群液壓千斤頂頂進到位。由于常規(guī) 頂進法沒有預先開挖頂進段的基坑土方，也就無法施工滑板、導向墩和定位梁，存在較多問 題。本發(fā)明采用先挖后頂?shù)氖┕し椒?，解決了現(xiàn)有技術中存在的施工難題，克服了頂 進施工時箱涵抬頭、扎頭與過頂?shù)痊F(xiàn)象，具有很大的技術優(yōu)勢，確保線路安全，加快施工速 度。適用于下穿鐵路既有線的地下通道、橋梁與涵洞的箱涵施工。本發(fā)明具有以下技術效果
①頂進段的滑板，減少了頂進的阻力。②不會產(chǎn)生抬頭與扎頭現(xiàn)象。③由于有導向墩和定位梁，頂進的位置易控制。④防水施工的質(zhì)量容易保證，避免了頂進過程中防水層受土體擠壓的影響。⑤既有線范圍內(nèi)的地下電纜不會影響頂進施工，更容易確保電纜安全。⑥施工速度較快。為進一步說明本發(fā)明的結(jié)構特點和效果，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。


圖1是頂進涵平面示意圖。圖2是頂進涵立面示意圖。圖3是便梁加固剖面圖。
具體實施例方式如圖廣圖3所示，鐵路既有線地下箱涵的施工方法具體包括以下步驟
1、在鐵路既有線1下開挖便梁基礎的土方并設護壁，放置鋼筋籠2，施工截面為 1. 25X 1. 25m的矩形孔樁，混凝土強度為C25，同時開挖工作坑。工作坑采用土釘墻或其它 支護形式進行明挖施工。靠近既有線側(cè)基坑開挖邊線距既有路基路肩安全距離為1. 5m以 上。2、在工作坑內(nèi)設置墊層7、滑板8。在滑板上施工隔離層9。隔離層做法如下廢 機油與滑石粉按體積比1:1. 5加熱調(diào)勻，澆完凝固后撒上一層0. 2 Imm后的滑石粉，上鋪
一層塑料薄膜。3、在工作坑內(nèi)按設計要求預制鋼筋混凝土地下箱涵3，并進行養(yǎng)護，按設計要求施 工防水層。為防止在頂進過程中框架涵混凝土碎裂，在頂鎬與箱涵接觸部位預埋IOmm厚鋼 板。4、設置后背4與后背梁，后背采用MlO漿砌片巖，其尺寸按庫侖理論法計算確定， 后背具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，達到安全可靠并便于拆除。
5、對鐵路既有線進行加固在鐵路線兩側(cè)架設D型便梁5，再架設橫梁6，使橫梁與 D型便梁聯(lián)結(jié)，將鋼軌與橫梁聯(lián)結(jié)，鋼軌與橫梁之間放置厚度為20mm的橡膠特制U型絕緣墊 板。D型便梁根據(jù)箱涵寬度采用24m的D型便梁。6、進行頂進段基坑的人工探溝，探溝開挖深度1. 5 2. 0m，探溝完畢后進行大面 積土方開挖。7、土方開挖到位后立即設置頂進段的墊層、滑板、導向墩10、定位梁11與隔離層。 導向墩采用C30鋼筋砼制作，高出滑板30cm，與箱涵兩側(cè)的距離為10 15cm，導向墩配 筋為4Φ16，箍筋為Φ80150。定位梁采用斷面為250X300mm、主筋為上下2Φ14、箍筋為 Φ60200的C30鋼筋混凝土梁，設置于頂進段的端部、與地下箱涵設計位置緊貼的位置。8、根據(jù)頂力大小安裝千斤頂12等頂進設備。千斤頂安裝在箱涵的底部，按箱涵中 軸線對稱布置。傳力設備的頂鐵13、傳力柱14與頂力線一致，并垂直于后背梁。千斤頂采 用多組320T千斤頂配合天津威鐮無縫鋼管有限公司生產(chǎn)的型號為BZ31. 5 MPa -25的高壓 軸向柱塞泵站。9、采用液壓千斤頂整體頂進法施工，先試頂一個行程并符合要求后再進行正式頂 進，頂進過程中隨時進行糾偏。10、以定位梁11控制箱涵的頂進位移，箱涵頂進到位后對其兩側(cè)及頂部進行土方 回填并夯實，并進行鐵路路基填筑，經(jīng)檢測合格后上道碴；
11、拆除D型便梁，同步調(diào)整軌枕間距，上碴、搗固及做道。12、恢復線路，在線路開通前檢查線路軌距、水平、方向及軌枕扣件緊固情況。在鐵路既有線地下箱涵的施工過程中，應注意質(zhì)量安全控制，詳細描述如下 在灌筑滑板混凝土時，用Φ16的鋼筋頭埋入混凝土內(nèi)分成2m方格網(wǎng)控制高程，按點找
平，再用1:3水泥砂漿抹面，保證表面的平整度。每側(cè)的導向墩必須在同一直線上，以控制 箱涵頂進方向。箱涵底板預埋螺栓，用以固定傳力柱。頂進前對箱涵主體結(jié)構、后背各部幾何尺寸、線路加固進行檢查驗收，混凝土強度 符合設計要求。箱涵在頂進前，根據(jù)箱涵的尺寸、重量及頂進長度選擇適用的頂進設備?？?壓設備進行安裝調(diào)試，運轉(zhuǎn)正常。從箱涵啟動到箱涵就位一氣呵成。頂進過程中，隨時對后背、傳力柱進行檢查，發(fā) 現(xiàn)后背傾斜或嚴重變形，頂柱發(fā)生扭曲現(xiàn)象，立即停止頂進，迅速處理后再繼續(xù)頂進。頂進過程中設置專人隨時對箱涵方向、標高進行觀測，發(fā)現(xiàn)偏差及時糾偏，主要采 取增減一側(cè)頂力的方式。確保箱涵方向、標高控制在規(guī)范充許偏差范圍內(nèi)。頂進時設2名專職安全員負責施工現(xiàn)場施工安全防護工作。車站設駐站聯(lián)絡員， 線路信號標牌設兩名防護員進行看守。統(tǒng)一作業(yè)指揮信號，作好觀測準備。箱體頂進到位后，組織人力回填箱體兩側(cè)及頂部填料。按設計要求分層回填分層 夯實。箱身兩端填筑須對稱進行，采用沖擊夯進行局部處理。路基填筑完成后，經(jīng)檢測合格 后上道碴。線路開通前，檢查線路軌距、水平、方向及軌枕扣件緊固情況等。拆下的軌料放到 遠離線路位置，并堆碼整齊。拆除的枕木、U型卡及緊固螺栓等及時收回。
權利要求
一種鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于包括以下步驟⑴ 修筑D型便梁基礎，同時開挖工作坑；⑵ 在工作坑內(nèi)設置墊層、滑板與隔離層；⑶ 在工作坑內(nèi)按設計要求預制鋼筋混凝土地下箱涵，在頂鎬與箱涵接觸部位預埋鋼板；⑷ 設置后背與后背梁；⑸ 對鐵路既有線進行加固在鐵路線兩側(cè)架設D型便梁，再架設橫梁，使橫梁與D型便梁聯(lián)結(jié)，將鋼軌與橫梁聯(lián)結(jié)，鋼軌與橫梁之間放置絕緣墊板；⑹ 進行頂進段基坑的人工探溝，再進行大面積土方開挖；⑺ 土方開挖到位后立即設置頂進段的墊層、滑板、導向墩、定位梁和隔離層；⑻ 進行頂力計算并安裝千斤頂頂進設備；⑼ 采用千斤頂整體頂進法施工，先試頂一個行程并經(jīng)檢測符合要求后再進行正式頂進，頂進過程中隨時進行糾偏；⑽ 以定位梁控制箱涵的頂進位移，箱涵頂進到位后對其兩側(cè)及頂部進行土方回填并夯實，并進行鐵路路基填筑，經(jīng)檢測合格后上道碴；⑾ 拆除D型便梁，同步調(diào)整軌枕間距，上碴、搗固及做道；⑿ 檢查鐵路線路軌距、水平、方向及軌枕扣件緊固情況，恢復線路。
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟1中的D 型便梁基礎為截面1. 25X 1. 25m矩形孔樁，混凝土強度C25。
3.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟2中的 隔離層做法是廢機油與滑石粉按體積比1:1. 5加熱調(diào)勻，澆完凝固后撒上一層0. 2 Imm 厚的滑石粉，滑石粉上鋪一層塑料薄膜。
4.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟3中的預 埋鋼板是厚度為IOmm的鋼板。
5.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟4中的后 背采用MlO漿砌片巖。
6.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟5中的D 型便梁根據(jù)箱涵寬度采用12m或24m的D型便梁。
7.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟5中的絕 緣墊板采用氯丁橡膠特制的U型墊板，厚度為20mm。
8.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟6中的探 溝開挖深度是1. 5 2. 0m。
9.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟7中的 導向墩采用C30鋼筋砼制作，斷面尺寸為250 X 250mm，高出滑板30cm，與箱涵兩側(cè)的距離為 10 15cm，導向墩配筋為4Φ 16，箍筋為Φ80150。
10.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟7中的 定位梁采用斷面為250X300mm、主筋為上下2Φ14、箍筋為Φ6@200的C30鋼筋混凝土梁， 設置于頂進段的端部，并與地下箱涵設計位置緊貼的位置。
11.根據(jù)權利要求1所述的鐵路既有線地下箱涵的施工方法，其特征在于，步驟8中的千斤頂安裝在箱涵的底部，按箱涵中軸線對稱布置，傳力設備的頂鐵、傳力柱與頂力線一 致，并垂直于后背梁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵路既有線地下箱涵的施工方法，該方法采用先挖后頂?shù)氖┕し椒ǎ刃拗懔夯A并開挖工作坑，然后架設D型便梁與橫梁對既有鐵路線進行加固，接著開挖頂進段的基坑，再將在工作坑中預制完成的箱涵借助事先修筑好的后背用液壓千斤頂整體頂進，用定位梁控制箱涵的位移。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術中的施工難題，克服了頂進施工時箱涵抬頭、扎頭與過頂?shù)痊F(xiàn)象，具有很大的技術優(yōu)勢，確保線路安全，加快施工速度。適用于鐵路下穿鐵路既有線的地下通道與橋梁、涵洞的箱涵施工。
文檔編號E21D9/00GK101963061SQ20101051155
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權日2010年10月19日
發(fā)明者金振, 鐘將, 錢昀, 饒益民 申請人:浙江省建工集團有限責任公司