既有线框架桥顶进施工

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1、天津铁道职业技术学院 毕业环节总结既有线框架桥顶进施工技术系 部 铁道建筑系 班 级 道路桥梁1302班 姓 名 李文科 完成日期 2016.6 目 录摘 要1绪 论2第1章 既有线顶进法施工的特点31.1 顶管技术31.2 顶进施工的四大特点31.3 顶进施工方法的分类31.4顶管施工方法的优越性及局限性4第2章 顶进施工的工艺流程52.1开挖工作坑52.2滑板施工62.3铺设隔离层62.4施工顶进后背62.5框架预制和刃角安设62.6既有线吊扣轨加固6第3章 顶进法施工中的要点83.1 框架桥顶进施工既有线路加固方法83.2框架桥顶进施工预防扎头的质量控制8结 论 语11鸣 谢12参考文献

2、13摘 要由于规划的需要，经常会出现新建道路必须与既有铁路交叉的情况，一般用的方法是上跨或下穿。本文主要介绍了在维持既有铁路正常运营情况下，采用顶进法施工下穿箱型框架桥的施工特点、工艺流程、质量控制和安全措施、有关力学计算、施工中的主要注意事项以及处理方法，供在今后施工中借鉴。关键词： 既有铁路、正常运营、顶进法施工、框架桥。绪 论顶进施工法最早始于1896年美国的北太平洋铁路下铺设地下管道工程的施工中。从那以后，顶进施工法被发现在铁路、公路下铺设管线的标准施工法，其应用遍布美国各地。60年代后，随着液压技术的发展及大型千斤顶的使用。日本于1948年开始使用顶进施工法，主要是顶进铸铁管和钢套管

3、，知道五十年代末，北京和上海就用顶进法穿越铁路和堤坝的先例。顶进法与地面开槽法施工相比，占地面积少，不影响交通运输，又不破坏原有的地下管线及基础工程等设施，能穿越铁路、公路、河道及建筑等障碍物，还可以大量减少土方的挖填量，节约资金和时间，且施工无噪音，大大降低劳动强度，成为近年来国内外迅速发展起来的地下施工技术。随着顶进施工技术的广泛应用，顶进施工工艺有了突飞猛进的发展。目前，顶进施工技术已经能在各种复杂的地质条件下采用。它不仅适用于粘性土、粉质土、和砂土，也适用于卵石、碎石、风华残积土等非粘性土。我国在1984年北京、上海和南京等地引进国外机械式顶管设备，如TELEMALE顶管掘进机具有双侧

4、平衡和电视遥控功能。诸如土压平衡理论、泥水平衡理论、顶管接口形式及制管新技术极大的改变了我国顶管技术领域的落后面貌发挥了极大的作用。第1章 既有线顶进法施工的特点顶进法又称顶管法，即在保证道路或铁路交通安全运行的同时，在铁路线下降预制的钢筋混凝土箱型框架（箱涵），用机械力顶入铁路路基内，成为一个铁路钢构架，该方法叫顶进法。1.1 顶管技术既是一种具体的非开挖敷设地下管道的施工方法，同时以顶管施工原理为基础的顶进技术的总称（如顶进箱型涵桥）顶管技术是从隧道盾构法施工技术发展而来。顶管法所用的顶进机（挖掘机或盾构机）和管片隧道施工法所采用的隧道掘进机没有本质的不同。两种施工技术的方法的区别仅在于隧

5、洞衬砌构筑方法的不同，一个是把整段管片顶进连接安装，另一个是组合管片不断拼接安装。1.2 顶进施工的四大特点 (1)他在敷设地下管道时，不需要大挖大填土方作业，是一种非开挖施工技术，地下穿越能力强，施工工作面小，可方便在城镇中的繁华市区施工。 (2)它是一种综合性的施工技术，从选线，定位放线，工作井和接收井设置、机头顶推、测量定位机械施工组织管理，都要求严格。 (3)它的技术特点具有鲜明的适用性问题。即应针对不同的土层组成及地质条件、不同的施工条件和不同的管理设置要求，选择与之适应的顶管施工工艺，否则使用顶管施工难以顶进以致失败。(4)它是一种带高科技手段的现代化地下管道施工方法，它既能不断掘

6、进埋管，后续连续敷设管道，又能支护开挖开掘面，且有先进的激光定位系统指挥，机头的对中和上下左右的抓东也十分灵活，确保了管道敷设的顺利进行，并显示埋管施工的独特优点及具备环境保护的极大优越性。1.3 顶进施工方法的分类(1)按顶管口径大小，可分为大、中、小、微型顶管。(2)按施工顶管的埋置深度，可分为深、中、浅埋、超浅埋式地下顶管工程。(3)按施工顶管的管节材料分为钢筋砼管、钢管、球墨铸铁管道、玻璃管道、陶土、PVC管和石棉水泥管道顶管等。(4)按顶进管道轨迹的曲直可分为直线顶管和曲线顶管。(5)按顶管施工的工作井和接收井之间的距离长短，分为普通和长距离顶管（一次性顶进100M300M500M）

7、。(6)按顶管的目的及组合型式可分为穿越式、网络式顶管和叶脉式大型顶管等。(7)按顶管前端工具管或掘进作业的形式分为手掘式、挤压式、半机械式和机械式等作业形式。1.4顶管施工方法的优越性及局限性顶管施工是一种现代化的埋设地下管线的施工方法，它不扰动管外土层结构条件下，利用顶进、挤压等多种予力手段的予力技术原理，自控自支护平衡土压力，使管壁与原土层紧密结合，不会形成埋管回填土种积水带及浮力区，可改变顶管沿线地下水的渗流作用。是顶管管线形成土体中的加筋体，与土产生相互作用，改善沿线土层的变形性质。其优越性及局限性的主表现(1) 对底层的适应性(2) 对地上地下的环境保护(3) 对地下地上设施的干扰

8、(4) 施工安全可靠性(5) 施工质量保证(6) 施工经济效益第2章 顶进施工的工艺流程顶进框架桥是在原有铁路线的一侧路基旁边先开挖工作坑，在设计标高上浇筑砼滑板，修筑顶进后背，入地下水位较高还需进行降水和防排水处理；之后在滑板上浇筑砼框架结构，同时对原有铁路进行加固（既有线采用挖孔桩做支墩，施工便梁和工字钢扣、吊轨加固线路）。根据滑板的摩擦力、周围涂的摩擦力及 刃角切土的阻力（取决于框架自重、板顶荷载、箱身两侧土压力）计算顶力，选择液压式千斤顶（一般每台顶力为20003000KN,顶程12m）数台，安装顶进设备并调试好，当前方完成一个顶进进程后，便可从框架取土，挖运土达到有一个顶程距离后，再

9、次进行顶进。如此挖土-顶进-挖土，循环往复进行，直到整个框架全部顶进就位本项目为深圳市南坪快速路与留仙大道联络路下穿平南铁路框架桥，其中心线路里程：K20+230，下穿平南铁路框架桥尺寸为两孔，其两孔尺寸分别为1-13M和1-16M 6.5M框架长度为10M框架顶板至轨底的距离为1.7M。该顶进桥的主要施工步骤为：准备工作完成之后，首先施工挖孔桩，同时进行工作坑开挖、滑板和顶进后背施工，然后在滑板上预制箱体，箱体预制后采用6片六四军用梁纵吊梁（每侧3片）I45工字钢横抬梁对线路进行架空、加固，后背箱体强度达到设计要求及线路加固检查合格后即进行箱体顶进。两孔框架桥分两次顶进，每夸一次将框架顶入到

10、位，顶进就位后拆除线路加固防护设备，回复线路行车。2.1开挖工作坑框架顶进布置示意工作坑是预制和顶进框架桥的场地。其大小应根据原铁路线两侧的地形、场地大小、桥体埋深及平面尺寸、后背大小等情况综合考虑，并预留一定的操作空间。坑边坡坡度大小应根据规范要求设置，靠近铁路路基一侧的边坡应缓于1：1，坑顶边距铁路中心线不得少于3.2M。平南铁路顶进框架桥的顶进工作坑选在铁路线南侧。在距铁路中心线5M处开完工作坑。土方采用人工配合机械开挖。开挖前首先对既有线路基进行加固和防护，并同时做好防排水。工作坑开挖至设计标高后，人工清理坑底，并夯填10CM碎石垫层，在工作坑四周挖0.5，0.5排水沟，布置两个集水井

11、，用抽水机及时抽出工作坑内的积水。2.2滑板施工 滑板是用作预制箱体的底板，同时在箱体结构顶进时起导向和支撑作用。也是安放顶进设备的场地，要求有足够的强度、刚度和稳定性。滑板采用C20钢筋砼，滑板平整度要求在2M范围内凹凸差不超过5CM。滑板厚30CM，底板设有锚梁，两侧设C20钢筋砼导向支墩。为防止框架在顶进中出现扎头现象，除顶进前段滑板底设有船头坡外，滑板也在顶进方向做成千分之五的斜坡。为防止顶进过程中滑板随桥体错动，在滑板尾端将滑板和后背钢筋砼分配梁浇筑在一起。2.3铺设隔离层当底板制作好后立即铺设隔离层，隔离层用一层石蜡，再涂3MM厚的滑石粉，上面再铺一层塑料薄膜，最后在铺一层石蜡（掺

12、25%机油）2.4施工顶进后背后背主要是承受顶进时水平顶力之反力的临时结构。在顶进全过程中要求不裂不断，更不能有较大的变形和移位。根据现场具体情况及设计要求，顶进后背采用打入钢轨桩和M10浆砌片石组合后背，背面用土回填夯实填至后背顶面。2.5框架预制和刃角安设框架预制与普通钢筋砼结构完全相同，需要指出的注意事项有三点：（1）框架预制时要确保滑板中心与顶进中心线一致，以减少顶进误差。平南铁路顶进框架桥由于是两孔，为了加快施工进度，两空框架可以同时预制，所以多做了一个横移后背，其作用是将后顶进的一孔框架横移至顶进中心线位置。（2）船头坡。为了防止扎头，我们一般要在箱底前段做2%的船头坡，以便与顶进

13、时将高出箱底的土壤压入箱底，增强其承载能力。船头坡的制作方法：用黄土坯制成船头坡形，铺上油毡，灌注混凝土后即成。（3）刃角。刃角又称前段护壁，其主要作用是切土和防止路基塌方，同时减少顶进阻力。刃角按设在箱身前段，采用钢板制成，刚刃角与箱身前段的预埋螺栓连接牢固。（4）防水剂润滑。在开顶前先进性箱顶和箱身的防水层施工，并在其表面进行润滑处理，以进一步减少顶进阻力。2.6既有线吊扣轨加固 由于线路轨底至框架顶部距离为1.7M，吊轨纵向梁为加强型六四军用梁，其高度为1.66M，再加上横抬梁I45工字钢，所以线路防护扣轨架空梁采用吊轨梁形式。横台梁与纵梁用直径22U型螺栓进行吊挂。横抬梁间距与既有线路

14、混凝土枕间距一致。支墩采用直径2.0M的挖孔桩。安装、拆除扣轨梁施工时均需利用封锁时间进行。第3章 顶进法施工中的要点3.1 框架桥顶进施工既有线路加固方法在既有线顶进框架桥施工中必须对铁路进行加固，以确保行车安全和施工安全。加固形式应根据既有铁路状况、框架桥尺寸、使用的器材设备，施工环境等因素来确定加固形式。 （1）轨束梁 当顶进框架桥孔径小于3m，铁路位于直线，通过列车较少、地基土质良好，刃角安装良好时，可使用43kg/m或50kg/m钢轨组成轨束梁，采取线上吊轨或线下扣轨的形式进行线路加固，一般慢行速度不超过25km/h。 轨束梁是用钢轨组成的梁，结构简单，取材容易，架设简便，但截面小，强度低，适用于短跨度临时性桥梁。由于梁的容许跨度比整根钢轨的长度小，如使用整根钢轨组成的扣轨梁，可作为连续梁使用。 轨束梁分单层和双层两种，每组轨束梁的钢轨数量在9根及以下的用单层，12根及以上的用双层。每层必须用同类型的钢轨。 轨束梁钢轨容许应力=170MPa。 轨束梁跨度由强度和挠度两个条件控制，为安全计，采用其中小的数值作为最大容许跨度。 （2）纵吊（挑）横抬当顶进框架桥孔径较大，且无覆盖硬质路基，线路加固可采用轨束梁与工字梁进行。抬梁一端放在箱顶上，另一端放在路基上，抬梁的终端应加枕木挡墙