桥涵接长施工与顶进技术

桥涵接长施工与顶进施工技术一.概述二.桥涵接长施工技术三.顶进施工技术一.概述桥涵接长：在既有线改造和新建复线中，为满足技术指标要求，往往需要进行线路平面(纵断面)新建、改建，由此引起路基新(改)建路基加固、既有桥涵接长、桥涵改建、更换道岔、道碴、更换轨枕等工程。就桥涵工程来说，主要具体施工项目包括：桥梁横向限位加固、桥涵接长或新建、换梁和梁换盖板等，要确保经过改建和加固后的桥涵能满足提速目标的实现。在铁路复线改造并线地段，对既有桥涵的改造，设计上一般是采用原位接长涵和纵向接长桥墩台．单线桥改扩为双线桥或多线桥。在桥涵接长施工时，对既有线的扰动是不可避免的，由于施工方案或防护不当影响既有线运营的事例时有发生。如何因地制宜，科学合理地制定、实施施工方案和防护措施是保证桥涵接长安全施工的关键。顶进在营业线上，不少处所需要增建桥涵，诸如：有些铁路和道路原有的平交道口不能适应交通安全和车流畅通的要求，需要改造为立体交叉；有些客运量大的车站要求增加地道；江南水繁忙的网地区要求增建穿越铁路的通航桥涵；在处理旧线既有桥涵危害时，有时要求扩建或增设新桥涵，等等。这些增设桥涵工程在运输繁忙的营业线上进行，施工方法主要有以下几种：1.交通中断一段时间，在拟定桥位处开挖路基建桥。2.建筑便线便桥维持通车，在既有线拟定桥位处开挖路基建桥。3.使用施工便梁承托既有线轨道，以保证通车，然后开挖路基建桥；或者先修建桥梁墩台，待桥梁墩台建成后装入主梁，最后开挖桥下土方。4.采用箱型桥台，顶入路基，再架梁，最后挖除桥下土方。5.限速行车直接顶进桥涵。二.桥涵接长施工技术桥涵接长大部分拆除原有翼墙，从原涵身与翼墙沉降缝处延伸接长，施工要求与原涵衔接、不漏水、沉降小。拆除既有涵的边墙和翼墙，这里要特别注意对路基边坡的防护，一般在拆除边墙和翼墙前要在路肩处打入板桩或挖孔桩。对于电气化铁路改造施工，为避免影响接触网，最好采用挖孔桩防护。既有线防护的对象：路基的加固，防止路基塌方、失稳或下沉；线路的加固，防止线下的构造沉陷、位移或失稳时，引起线路变形；既有桥涵的加固．防止既有桥涵下沉、倾斜或位移；各种电缆防护．防止电缆因其他构造物变形位移或开挖基坑时被拉断、损伤、挖断。2.1防护方案防护加固方案应考虑的因素了解设计文件所考虑的防护措施，并根据实际情况进行优化。了解既有线的构造特点。了解施工组织及安排，要考虑桥涵主体工程量，施工进度和施工季节、工期安排，并分析防护方案所用材料、机械的适用性。了解桥涵地质、水文、地形特点，特别是了解既有桥涵基础的类型和埋深、持力层的地质情况、地下水情况、周边的地形情况和汛情状况。2.1防护方案常用的安全防护方案:(1)基坑有挡防护。当挖深在2m以内时，可采用袋装土或袋装渗水土码砌防护；当挖深在2～3m时，可辅以打人木桩加强。(2)钢板桩或钢轨桩防护。适用于土质或砂卵石地质，挖深，4～10m、无地下水或渗水量中、弱地质，最好有打桩设备及打桩地形条件。当挖深4~6m时，可采用钢轨桩或槽型钢板桩，当挖深6-10m时，宜用工字钢板桩，在基坑尺寸较小时，可考虑在防护丽端基坑开挖界外增设斜钢架支撑，条件许可时，还可设拉锚加强。在地形或机械不利时，可用人工拉槽开挖逐根打入钢桩。(3)钢管脚手排架防护。适用于挖深3～8m内的各种地质条件。采用钢管脚手架沿开挖边坡作靠壁式支护，防基坑边坡坍塌，该法使用的材料较普通，支护施工方便，施工简单，但材料投入较多。2.1防护方案(4)钢筋混凝土桩板墙防护。适用于地下水较小，挖深4～12m的各种地质条件。采用人工挖孔桩，待桩孔达到一定强度后进行桥涵基坑开挖，在桩间随开挖随模注混凝土或钢筋混凝土。挖孔桩设护壁，桩身截面以方形为宜．应进行配筋设计，该法一般设在线上构造沉陷有严格规定地段或受场地限制无法设置其他防护的地段。工程造价较高，施工周期长。(5)沉井、井顶围堰防护。适用基础尺寸较小．挖深不大于12m，其造价较高，常用于地质较差的施工防护。(6)既有线线路加固防护。该法一般需要点封锁既有线施工，施工完后常需限速运行，会影响既有线运营，在复线桥涵接长施工防护时尽量不采用，仅在其他防护措施难以实施或不能确保安全时才考虑。一般有扣、吊轨梁加固和便桥加固，前者防护线路跨度一般以12m为宜，后者以20m以内为宜。码砌防护:在基坑开挖挖前，要掌掌握地下水水情况以确确定袋装土土是用粘土土或渗水土土并备好足足够数量的的袋装土。。基坑开挖挖边界除了了正常作业业尺寸外，，应加上码码砌的宽度度。施工时时一般采用用分段开挖挖，突击开开挖至标高高，并立即即用备好的的袋装土纵纵横搭接码码砌到原地地面以上30cm．．并做好截截水沟。遇遇砂卵石地地层，在开开挖时用木木撑作临时时支护防护护，袋装土土码砌体在在基坑回填填时可不拆拆除。钢板桩或钢钢轨桩防护护的施工:首先要按防防护设计备备好打桩设设备、钢板板桩或钢轨轨桩，桩长长要满足要要求，材料料一次备足足。放样定定出桩位，，先行拆除除表层污工工，有拉锚锚或斜撑时时，应提前前埋设锚锭锭和斜撑座座。2.2安全全防护的施施工机械打入桩桩施工。先打入角桩桩、后安设设横梁和斜斜撑及拉锚锚，施焊或或用拉线器器收紧，而而后用导桩桩或限位器器逐根补插插打人防护护桩。在机机械打桩地地段，基坑坑开挖一般般也是用挖挖掘机施工工，如桩难难以一次打打入到位，，可按挖深深分层逐次次“打入～～开挖一打打入”周期期施工，并并随开挖随随安设桩问问支挡木板板或废旧钢钢模，并在在挡板和开开挖面及时时用土回填填紧密。人工打桩桩施工。。不适合板板桩施工工，仅适适用钢轨轨桩或工工字钢桩桩施工。。采用周周期施工工：“拉拉槽开挖挖→逐根根打入钢钢桩→基基坑大面面开挖→→桩间支支护”。。每一循循环下挖挖1．5～2．．0m为为宜。钢管脚手手架防护护的施工工:钢管脚手手架材料料可用常常用施工工脚手钢钢管、扣扣件，竖竖向钢管管长度以以2～3m为宜宜，以利利随挖随随向下接接长。脚脚手架为为网格状状，间距距1．2～1．．5m，，双层层层距1．．0m左左右。施施工前，，先打入入钢管，，并扣接接好地面面以上的的网格架架，随开开挖跟打打入竖向向钢管，，扣接钢钢管脚手手架，与与开挖立立面问用用木板或或杂木填填塞紧密密。回填填拆除脚脚手架时时，先拆拆除除立立杆外的的其他钢钢管，回回填夯实实后，用用倒链提提拔拆除除竖向立立杆。钢筋混凝土桩桩板墙防护施施工施工程序为：：场地平整一一放线、定桩桩位一挖第一一节桩孔土方方一支模灌注注护壁混凝土土一在第一节节护璧上放桩桩位十字线及及控制标高一一安装挖孔及及护璧施工的的脚架、电照照、运输机具具一按第一节节的施工程序序循环开挖、、灌注护璧混混凝土，下挖挖至标高一安安(吊)装钢钢筋一灌注桩桩身混凝土一一桩身强度增增长到一定强强度后进行桥桥涵基坑挖基基，并分段随随下挖随施做做桩问混凝土土(钢筋混凝凝土)挡板墙墙。沉井及井顶围围堰施工:一般在增建n线并行地段段，n线桥梁梁与既有线桥桥梁相距很近近，地质条件件差(如软土土地基)，新新桥基础比既既有桥基础埋埋深大，新桥桥基不能正常常安全开挖到到设计标高时时，才考虑沉沉井基础及井井顶围堰，施施工程序一般般为：筑岛一一测量定位一一+安装垫木木一安设刃脚脚及立模一安安设沉井钢钢筋一灌注沉沉井混凝土一一拆模养护一一沉井下沉一一接长沉井或或施做井顶围围堰一下沉至至沉井设计标标高一沉井封封底、填芯、、封顶+施工工桥粱墩台身身。应合理确确定沉井筑岛岛标高，可对对既有路基或或桥梁后台填填土适当开挖挖，并作好防防护，可以减减少岛及清除除筑岛土方的的数量。水泥土挤密桩施工工具体施工方法：(1)机具定位，，按照设计要求的的桩位标准和纵横横向间距定出桩位位，在施工过程中中，为便于桩位记记录，以防漏桩，，给桩位统一编号号，做好相应记录录。(2)道碴层部分分成孔，采用护筒筒分节跟进成孔，，筒内道碴用钢钎钎松动，取碴器取取出，为方便施工工，在埋设护筒之之前，先用扒碴工工具将道碴扒至与与轨枕底面齐平，，然后将护筒放置置在桩位中心，边边取碴边下沉护筒筒，直至道碴不再再塌落，可视具体体情况安放1～2节护筒(每节长长30cm)。(3)基床成孔，，在道碴取至既有有线路基顶面后，，采用旋转取土铲铲取土，取出的土土倒入预先准备的的容器内外弃，以以免污染道床。(4)材料配合比比，材料组成：水水泥稳定土由水泥泥，砂粘土或粘砂砂土，水三种材料料组成。(5)材料装填，，根据试验结果确确定，每层虚铺厚厚度以不超过60cm为宜，采用用大小统一的编织织袋定量装填，每每袋38kg，以以保证夯实后厚度度不超过35cm。(6)夯实，每层层填料均以橄榄锤锤夯实，做到即使使填料密实又将基基床沿水平和竖直直方向挤密。根据据试验结果，每层层夯击次数不少于于35次，锤落距距不小于60cm，最后一次夯实实后再加少量水泥泥土以补平坑穴，，再用平底锤夯实实，以控制桩顶稍稍高于路基面1～～2。(7)起拔护简：：在夯平桩顶后，，逐渐向护简内填填人道碴，提拔护护简并夯实，直至至护简全部拔出，，并将孔口及枕底底道碴捣实。2.3主要技术措施施工缝处理：新建涵洞与利用既既有的涵洞间的混混凝土连接，按施施工接缝处理，因因为对于既有涵洞洞沉降己完成，新新建接长部分沉降降尚未完成，连接接处的防水要认真真处理，否则很容容易渗水。为防止变形缝处的的渗漏水现象，除除在构造设计中考考虑防水的能力外外，通常还采用止止水带防水。目前前，常见的止水带带所用的材料有：：橡胶止水带、塑塑料止水带、氯丁丁橡胶板止水带和和金属止水带等。。止水带构造形式有有：粘贴式、可卸式、、埋入式等。目前较多采用用的是埋入式。根根据防水设计的要要求，有时在同一一变形缝处．可采采用数层、数种止止水带的构造形式式。2.3主要技术措施集水井降水这种方法是在基坑坑或沟槽开挖时，，在坑底设置集水水井，并沿坑底的的周围或中央开挖挖排水沟，使水在在重力作用下流人人集水井内，然后后用水泵抽出坑外外。集水井降水方方法比较简单、经经济，对周围影响响小，因而应用较较广。但当涌水量量较大，水位差较较大或土质为细砂砂或粉砂，易产生生流砂、边坡塌方方及管涌等问题，，此时往往采用强强制降水的方法，，人工控制地下水水流的方向，降低低水位。2.3主要技术措施井点降水井点降水就是在在基坑开挖前，，预先在基坑四四周埋设一定数数量的滤水管(井)，在基坑坑开挖前和开挖挖中，利用真空空原理，不断抽抽出地下水，使使地下水位降到到坑底以下。井井点降水有下述述作用：防止地下水涌人人坑内，防止边边坡由于地下水水的渗流而引起起塌方，使坑底底的土层消除地地下水位差引起起的压力，因此此防止了坑底的的管涌。降水后后，使板桩减少少了横向荷载，，消除了地下水水的渗流，也就就防止了流砂现现象。井点降水有两大大类：轻型井点和管井井类。一般根据土的的渗透系数、降降水深度、设备备条件及经济比比较等因素确定定。2.3主要技术措施施工监测(1)支护的观观测与分析。基基坑开挖时的路路基上设沉降观观测桩，并在支支护结构上设水水平位移观测标标志，加大对路路基安全情况的的监控。(2)地下水位位变化情况监测测。在支护结构构施工期间和基基坑大开挖后，，要进行地下水水位变化情况监监测，确保地下下水降到基底以以下0．5m以以上。结论铁路既有线改造造桥涵接长施工工工程，必须确确保线路设备安安全。复线桥涵涵接长安全施工工的关键是因地地制宜，科学合合理地制定、实实施施工方案和和防护措施。3.1顶进主要要方法3.1.1顶入入法

顶入法是是最早使用的桥桥涵顶进方法，，工艺简单，用用途广泛。特点点：箱涵一次预预制，一次顶入入到位，只要顶顶力设备许可，，无论桥位正交交、斜交、覆土土厚薄，一般都都能一次顶入到到位，但因单侧侧顶入，顶力大大，要求后背梁梁牢靠，传力设设备多。顶入法法与后面介绍的的几种施工方法法就施工程序和和工艺而言，基基本相同。主要要介绍顶入法施施工。三、顶进进施工技技术3.1.2对顶顶法对顶法主主要用于于箱涵过过程，顶顶进距离离也很长长，需要要顶力大大，致使使后背及及顶进设设备发生生困难，，或工作作坑长度度受限制制，而设设置中继继间也有有困难时时采用。。对顶进进方向和和高程要要求高，，地基情情况要求求良好，，且要求求有切实实纠偏措措施时才才考虑采采用。3.1.3对拉拉法对拉法不不需设置置后背，，可在后后背修筑筑困难或或不经济济时采用用，主要要用于涵涵身不长长、且地地板位于于原地面面附近的的单孔小小孔径箱箱涵，较较少采用用。3.1.4中继间间法当涵身较长分成若若干节，用中继间间法顶进，也就是是前节箱涵利用后后节箱涵作为后背背，用节间设置的的中继间千斤顶进进行顶进。3.1.5顶拉法法箱涵穿越股道较多多，涵身较长，顶顶部无覆土或土层层不厚，在顶进时时能将线路架空时时，采用顶拉法较较为合适。一般中中小箱涵特别是后后背修筑困难时采采用顶拉法施工效效果良好。顶拉法施工犹如蚯蚯蚓蠕动，将整座座箱涵分成若干节节，用通常的钢筋筋束或用螺栓连接接起来的型钢作为为拉杆，将各节箱箱涵串联起来。根根据中继间的工作作原理，利用其中中两节或更多节箱箱涵的摩阻力，借借助于千斤顶克服服另一节箱涵顶进进时的摩阻力，依依次逐节顶拉前进进，做到不设后背背而将箱涵顶入路路基。3.1.6其他顶顶进方法另外还有牵引法、、分箱多次顶入法法，使用较少，有有兴趣的可参考有有关资料了解。3.2.1工作坑坑开挖工作坑是预制和顶顶进箱涵的工作基基地。工作坑的位位置根据现场的地地形、场地及土质质情况全面考虑。。工作坑每边尺寸应应比结构物各宽约约1m，并留出排排水沟、后背及工工作操作位置。工工作坑的开挖和后后背的修筑统一安安排，同时施工。。本桥由于需制作作降水井，东西边边尺寸较结构物各各宽2.5m。如为深基坑，要监监控基坑变形（沉沉降、位移），基基坑开挖一定要利利用“时空效应””，严禁大面积开开挖，开挖一段、、立即封闭底板一一段；如为软土深深基坑，必须要用用测斜管观测土体体深层位移，并要要对地板地基进行行加固后方能开挖挖，不可盲目优化化。3.2顶进施工顺顺序3.2.2滑板施施工滑板又称工作坑底底板，通常采用厚厚度为20cm的的C20级混凝土土，滑板内不设钢钢筋。滑板主要作作为预制框架的施施工底板，保证框框架在浇筑混凝土土时不致产生不均均匀沉降，并防止止框架结构物在顶顶进时与基础以下下土壤粘接，框架架一旦顶进就位即即宣告滑板报废。。为了控制箱涵顶进进高程，滑板应设设置0.5％～１１％的上坡以防止止顶进时栽头，箱箱涵顶端设置船头头坡。滑板顶面要求平整整、光滑，启动阻阻力越小越好。滑滑板顶面要求有较较高的平整度，以以利铺设润滑隔离离层，减少起动阻阻力，同时可使底底板表面平整，减减少最大顶力。船头坡示意图润滑隔离层可采用用石蜡、机油和塑塑料薄膜。其做法法：铺石蜡掺机油油一层，厚2-3mm。先将石蜡蜡加热至150℃℃左右，再掺入25％的机油，搅搅拌均匀后，用扁扁嘴喷壶浇在滑板板上预先放置的两两道10号铅丝(每米一道)之间间，用木板刮平，，取走铅丝，并用用喷灯烤合铅丝留留下的槽痕，在浇浇洒的石蜡面上洒洒滑石粉一道，厚厚1mm，在其上上铺塑料薄膜两层层，接缝处用宽5cm的塑料胶带带粘接成整体。亦可采用黄油上覆覆薄膜。3.2.3钢筋混混凝土箱涵预制一般分次浇注，第第一次为底板混凝凝土浇筑，第二次次为边墙和顶板混混凝土浇筑。施工工缝设在底板以上上20cm处，为为防止箱涵渗水，，在施工缝处预埋埋10cm宽、1.5mm厚止水水钢板。箱涵预制尺寸误差差前端为正误差(+1cm)，尾尾部为负误差（-1cm），以减减少顶进阻力。在顶面和侧面制作作防水层采用聚胺胺脂甲料、聚胺脂脂乙料和二甲苯，，掺合比例为1:1.5:0.12，并进行润滑滑处理，减少顶进进阻力。箱涵前端预留压桩桩孔，为日后如出现顶顶进低头，压桩抬抬升用。3.2.4后背的的修筑及顶力后背是承受顶进时时水平顶力反力的的重要构筑物，它它是保证顶进工作作顺利进行的重要要设施，直接关系系到顶进质量。因因此后背要有足够够的强度和稳定性性，自顶进开始到到结束应保持不裂裂不断。后背的尺尺寸、规格、式样样经计算，结合现现场实际情况选定定，一般采用钢筋筋混凝土修筑。后背能承受顶进桥桥在顶进的全过程程中出现的最大顶顶力，并有适当的的安全储备。设计最大顶力P＝＝1.5N（桥重重）。顶进桥在起动时时，由于需克服与与滑板的粘着力，，其起动顶力较大，，为设计最大顶力力的0.8～1.1倍，而起动后顶进桥属属于空顶阶段，其其顶力较小。以后后随着顶进桥入土土，顶力又逐渐增增加，当顶进桥脱脱离底板且接近就就位时顶力为最大大。3.2.5线路加固固顶进段施工工采用吊扣扣轨与横抬抬梁相结合合或者D便梁加固的方法法加固既有有线，将既既有线路架架空。3.2.6顶进顶进速度主主要取决于于洞内挖、、运土的速速度，应尽尽可能地为为提高挖运运土的速度度创造条件件。一般机机械挖土。。顶进的实施施是整个工工程的关键键环节，开开顶前应试试顶，试顶顶力约约为顶桥自自重的0.4～0.8倍，但在开始时时不应突然然增大至此此数值，使使顶镐同步步逐渐增压压，一般每每到一定压压力后稳定定几分钟，，检查顶进进设备、后后背、滑板板和框架涵涵是否正常常，如一切切正常方可可正式顶进进。在顶进进过程中，，如油压突突然下降，，一是表明明框架已起起动；二是是后背或框框架出现变变形，应立立即停止顶顶进，分析析发生变形形的原因，，采取加固固措施后，，方可继续续顶进。每顶程为200-500mm，不不宜超过500mm，否则方向、、高程不易控控制，易出现现高程、轴线线超标。安放顶铁时必必须保持顶铁铁与顶进桥轴轴线顺直一致致，并与横梁垂垂直，要平、、直、顺，尽尽量做到各顶顶铁长度一致致，间距一致致。按顶进长长度随时更换换不同规格的的顶铁,并在在顶进一定距距离后,加设设一道横梁。。以防顶铁拱拱起。3.2.7中中线与高程监监控测量观测是顶顶进施工的重重要组成部分分，它关系到到框架的就位位精度。发现高程和轴轴线出现偏移移，应立即进进行纠正，切切不可积累偏偏差再处理，，存在侥幸心心理和经验主主义。一般采用全站站仪（经纬仪仪、水准仪））监控顶进过过程中的中线线与高程，当当然也可以更更先进的中线线与高程微机机控制系统监监控，每隔10秒定测一一次，随即在在微机显示屏屏上显示水平平及高程变化化值，可及时时调整顶力进进行纠偏。3.2.8箱涵施工质量量及安全控制制预制箱体时，，在箱体底部部与顶镐接触触的地方预埋埋10～12mm厚钢板板，使其在顶顶进时起到传传力均匀，防防止框架被顶顶裂。进行后背墙填填土时，要分分层夯实，保保证回填土密密实度，以防防顶进时后背背墙被顶裂。。顶进前，对箱箱体进行全面面检查，底板板和四角不得得有裂缝，必必须保证待箱箱体混凝土结结构达到设计计强度后方可可进行顶进施施工。在顶进过程中中，如箱体发发生偏移，采采取不等压的的方式逐渐加加压纠偏。顶进时要观测测顶铁、顶镐镐、后背、油油压泵压力及及方向、高程程等的变化，，发现问题及及时停止顶进进，修正后再再顶进。顶进时，如发发现线路横向向变形，要及及时整修恢复复加固。施工注意事项项施工便梁支墩墩时，应在混混凝土顶面预预埋限位螺栓栓，以便将便便梁支座固定定牢靠，防止止其出现纵、、横向位移。。便梁支墩完完工后，要准准确测量记录录支墩原始位位置，为日后后观测支墩位位置变化提供供可靠依据。。联结板及牛腿腿上全部螺栓栓同时上紧，，但紧度适中中，以免破坏坏弹簧垫圈应应有的作用，