既有线铁路下穿箱涵带土顶进施工

收稿日期:20021011

作者简介:黄其雷(1975—

),男,助理工程师,1997年毕业于西南交通大学隧道工程专业。

既有线铁路下穿箱涵带土顶进施工

黄其雷

(南京铁路分局南京铁路线桥大修段　江苏南京　210011)

摘　要　为减少对铁路运输的干扰及更好地保障线路安全,探讨既有线下穿箱涵带土顶进中的几个关键问题。

关键词　既有线　箱涵　下穿

在沪宁线施工的下穿箱形(桥)涵,通常的施工方法是在既有线上架设便梁,然后边开挖土方边顶进使箱涵就位。而当箱涵在路基中的埋深很大时,再简单套用通常施工方法,就会产生一些影响铁路行车安全的问题。如顶进时全断面开挖土方难以保证便梁支座基础的稳定,从而影响行车安全;在便梁下大面积回填路基土方难以保证密实度,从而引起线路下沉,影响行车安全。因此,有必要探讨一下箱涵的带土顶进作业。

西气东输管道穿越沪宁铁路(K 263+800处)箱形护涵工程位于下蜀—龙潭区间,护涵中轴线与线路正交90°,箱涵长25m , 3.1m ×2.65m (外宽×高)。涵顶覆土平均厚度4.4m ,其地质概况见图1

。

图1　箱涵顶进位置图(单位:m )

该工程箱体埋置较深,原设计方案为:在线路一侧预制箱涵,用D24便梁架空线路,然后全断面开挖土

方,顶进箱涵,使之就位。但在开挖箱涵预制基坑时,发现反压坡道处产生了几道裂缝(基坑位置距离反压坡道坡脚4m ,开挖坡度为1∶1.5)。由于情况异常,必须立即回填,停止了施工。1　便梁支座基础稳定性的分析

采取全断面开挖土方进行顶进作业时,必须要保

证开挖土方时便梁支座基础的安全坡度。在工程地质条件很差时,若要满足要求,往往要将便梁支座基础做大做深。这样,不仅增大了工程数量,而且由于施工两个便梁支座基础,也增大了对行车的干扰。在沪宁线

施工,应该尽力避免这些作业程序。比如,该工程要满足D24便梁支座的稳定性要求(开挖安全坡度按1∶1.5计),必须将支座基础做成一个深2.5m 的浆砌片石基础。无疑,在沪宁正线上这种施工对运输的干扰是很大的。同时,也带来了支座基础与回填路基土间的不均匀沉降问题。

2　路基土方回填对线路稳定性的影响

箱涵顶进到位后,在便梁下回填路基土方,只能采取人工夯实或小型打夯机械,无法保证路基土方密实度。特别是大面积土方回填,且回填厚度较大的情况下,短时期内路基土无法密实。拆除便梁后,路基不匀易下沉,很容易造成晃车,严重时可能造成列车颠覆。3　箱涵带土顶进时顶力大小的分析

在箱涵顶部覆土厚度较大时,应考虑采取带土顶进。这需要解决2个方面的问题:满足顶力要求及采取措施使箱涵周侧土密实。首先应明确,箱涵带土顶

进仍然要架设施工便梁,便梁支座基础不要做得太大、

太深了。这不仅为了保证线路在箱涵顶进时的安全,而且也减小了顶力。

箱涵顶进的顶力计算是根据顶进长度、土质、地下水情况、箱涵外形及施工方法等因素按公式计算出来的。

在顶进施工中,一般是通过采取措施降低摩阻因数来减小顶力的,如采用钢板脱壳法、气垫法、触变性泥浆法等。另外,根据土的力学性质,当箱涵顶覆土达到一定厚度时,就会产生土拱效应。土质愈好,土拱效应愈明显,则涵顶压力的实际值比原理论值要小。因此,在顶进施工时,可以在顶进前方土层中预压入适量的水泥浆以固结土体。通过这种方式,可达到减小顶力的目的。

4　箱涵带土顶进对路基土密实度的影响

箱涵带土顶进只需开挖箱涵同体积的土体。顶进・桥梁・

收稿日期:20021011

作者简介:吴怿华(1969—

),男,工程师,1991年毕业于上海铁道学院铁道工程专业。

皖赣线165号祁门河拱桥病害整治

吴怿华

(南京铁路分局黄山工务段　安徽黄山　245000)

摘　要　分析皖赣线钢筋混凝土拱桥产生病害的原因,介绍其整治方案及施工方法。

关键词　拱桥　病害　原因分析　整治措施

1　病害概况

165号祁门河拱桥位于皖赣线祁门至侯潭区间K 309+170处,为一座3—25.0m 的钢筋混凝土上承式

实腹拱桥,全长113.78m ,桥上线路R =∞,i =0‰。

该桥于1937年建成后未曾通车,80年代修建皖赣线时经简单加固后予以利用。通车后十几年来该桥病害逐渐暴露,主要表现为拱圈及侧墙开裂,冒浆淌水,腐蚀圬工结构,导致设备状态失格,危及行车安全。虽经1986年～1987年间对桥台和侧墙裂纹修补及墩基冲刷防护处理,但未从根本上解决问题,其病害仍未稳定。经多次现场调查,发现该桥仍存在以下主要病害:

(1)拱圈严重开裂,大量渗水冒浆;

(2)两边侧墙裂纹密布,渗水流浆,影响桥跨稳定;(3)两端桥台台身严重开裂,其中0号台1道水平裂缝长8.7m ,缝宽0.5～2.0mm ,列车通过时裂缝有张合现象,并伴有泥浆淌出。2　病害原因分析

(1)该桥由于受当时技术政策的制约,其设计荷载

及线路最大允许速度等均有局限性,自然很难满足当

前行车的需要。行车密度的提高,重载、快速列车的增加,导致桥拱处于满载甚至于超负荷状态,加剧了对桥拱的破坏。

(2)桥面上的防水层已破损、失效,导致雨水未从泄水管内排出,而是在拱内渗透至侧墙或拱圈的裂缝流出。根据多次挖探调查的结果表明,该桥桥面在修

建时没有设置道碴槽板及防水层,在拱内填入砂卵石

后即铺上道碴、枕木及钢轨。

(3)枕下道床厚度不足(经测量道床厚度平均仅0.15m ),致使荷载加重对桥拱的损坏,加剧裂纹的发展。

(4)气候与环境的影响及混凝土的碱集料反应,加剧了病害的发展:雨水及大气中的二氧化碳侵入混凝土裂缝后,引起钢筋锈蚀,钢筋锈蚀的氧化物膨胀又使混凝土裂缝进一步扩大,周而复始,恶性循环。

(5)桥梁维修养护时没有对桥拱裂纹及时进行封闭、整治,泄水孔没有及时修补和疏通,未及时控制病害的发展。3　整治方案

(1)采用C20钢筋混凝土浇筑桥面道碴槽板,并设

置涂塑玻璃纤维布防水层,以隔断水源。

(2)墩部侧墙间进行压浆以封闭填料裂隙,防止拱圈长期水蚀而削弱承载力。

(3)对0号台台身水平裂缝采用C25钢筋混凝土进行修补,并压浆封闭。

(4)加大枕下道床厚度,控制其厚度为30cm 。4　施工方法

采用吊轨梁架空线路,而后凿除桥面两侧部分混凝土,对侧墙内填料松散部分充分注浆固化,并用C15混凝土作道碴槽板垫层,再分段浇筑混凝土道碴槽板,并制作涂塑玻璃纤维布防水层。墩部侧墙间压浆时需先行打孔排水,待道碴槽板施工结束后再压浆。

(1)打孔排水。在墩身两侧打排水孔(后作压浆孔)以充分排干拱内积水。每个墩上、下游两侧各打5个孔,直径为50mm ,深度控制在1.7m 以上(保证钻中超挖的土方有限,可以保证涵顶原路基土不动,不需要回填路基土方。在箱涵顶进就位后,拆除便梁前,只需要处理箱涵周侧超挖土产生的空隙就可以了,即用一定压力的水泥浆填充这些空隙。方法有两种:①在箱涵周侧预留孔道,通过孔道压浆填充;②利用锚杆钻机在路基两侧打孔至涵顶,压浆填充。压浆的压力上限为300kPa 。通过在沪宁线路基粉砂土加固的效果看,采用这种方案完全可以达到使路基土密实的目的。

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