钢筋混凝土圆管顶入施工法

吴中正

摘 要：对钢筋混凝土圆管顶入施工法行了归纳和分析，对施工过程中的场地布置、购涵管、加固线路、开挖工作坑、设置后背和导轨、顶进圆管、恢复线路和顶进中高低、偏心等方面提出了新的见解和施工方法。

关键词：圆管；顶入；涵管；坡度

中图分类号：U449 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0071-02

随着城乡经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，各种煤气、天然气，上、下水管道等线路穿越铁路的施工日益增多。为了加快施工进度并减小施工对人们正常生产、生活的干扰，根据有关规范，并结合我段多年来从事钢筋混凝土圆管顶入法的经验进行了归纳、分析。

1 顶进圆涵施工

1.1 施工顺序

场地布置和购涵管→加固线路→开挖工作坑→设置后背和导轨→顶进圆管→恢复线路→圆涵节缝处理→出、入口砌筑→清理工地→撤离。

1.2 施工准备

施工准备工作有以下几个方面：①准备有关技术资料，包括中心桩、附近水准点、管线坡度标高、地下水位情况、地质情况、地下隐蔽物的情况、被套管材孔径和建设单位的其他要求等；②确定圆涵孔径和长度；③工作场地征用、拆迁工作；④购置圆涵。

1.3 加固线路

铁路加固方案应视圆涵孔径、路基土质、地下水位等情况确定。一般可采用43 kg/m或50 kg/m3-2×3-3扣轨形式加固线路。扣轨长度应伸出圆涵边缘3 m以上。

1.4 开挖工作坑

工作坑的位置应根据管线坡度和线路两侧的地形确定，一般应选在高程较高、地形平坦、交通便利、施工障碍较少的一侧开挖。在地下隐蔽物不明的情况下，要先挖探坑，探明情况并采取相应的解决措施后，再按设计要求开挖工作坑。基坑的尺寸要满足导轨、涵管和施工作业的要求。工作坑两侧边坡的设置应视斜坡坡度而定，一般的斜坡坡度为1∶0.75～1∶1.5，靠近铁路路基一侧边坡的坡度应<1∶1. 工作坑的顶边距最外侧的铁路中心线应≥3.2 m。根据土方的数量和地形情况，可分别采取边坡道路和机械吊运等开挖方法。

顶进圆涵时，应尽量避免雨季作业。如果必须在雨季作业时，需执行太原铁路局《暴风雨安全行车措施》中的有关规定，并做好草袋围堰等防洪设施，准备好抽水机、发电机等必要机具。

1.5 设置后背和导轨

后背的设置根据顶力大小和地形情况确定，一般可采用枕木钢轨梁式或板桩式。后背必须有足够的刚度，以防因受力而导致变形。另外，后背还要与导轨中线保持垂直。

导轨的设置根据圆涵的纵坡和方向铺设。一般情况下，顶进方向为下坡时，导轨的设置采取平坡处理；顶时方向为上坡时，导轨的设置坡度应比设计坡度再增大3‰～5‰. 导轨的铺设必须顺直，轨下满铺枕木，枕下铺15 cm厚的碎石，碎石下的地基要进行夯实处理。安装时应严格控制高程、内距和中线。可按涵管的外径制做弧形样板，并进行检查。导轨高程和内距的允许误差为±2 mm，中线的允许误差为3 mm，涵管外径距导轨枕木顶面的距离应≥20 mm。

将首节涵管安装在导轨上后，应测量涵管的中线和前、后端的涵管管底高程，合格后方可顶进。

1.6 涵管

涵管采用北京市第三水泥管厂按照北京铁路局京桥通-5002生产的企口式或双插式管节，其标准管长为3 m，管内直径从1 050～3 000 mm不等，可按涵顶覆土高度进行选择。

圆涵顶管施工的阻力一般较小，根据施工经验，直径为1 050～1 550 mm，长10～20 m的圆涵，其最大阻力一般在500～1 200 kN，布置一台2 000 kN液压顶镐配合施工即可。

在涵管顶进时，顶镐对涵管的施力点一般在涵管底部往上的1/4×D～2/5×D之间，D为涵管外径。如果施力点选择不当，会引起涵管坡度发生变化。

1.7 顶进挖土

为了减小顶涵阻力，应在涵管前端先挖土，后顶进。涵前超挖量视线路、运输、土质、地下水、覆土深度、涵管孔径等因素确定。根据以往的施工经验，每次超挖量一般控制在10～30 cm为宜。涵管上部225°的范围内超挖量不得大于1.5 cm，涵管下部135°的范围内不得超挖，以保持土地基原状。

如果遇到地下水位较高或路基土质松散时，要采取有效降低水位的措施和在涵管前端加设钢板护罩。顶进应昼夜不停施工，但在顶进过程中遇到下列情况之一时，应立即停止顶进，迅速采取措施处理完善后，再继续顶进：①顶进前方发生塌方或遇到障碍；②后背顶斜或严重变形；③涵位偏差过大，且校正无效；④顶力超过涵口允许承受能力，造成损伤。

1.8 中线和高程的控制

对顶进方向和高程应勤测量、勤检查。在顶进首节涵管和校正偏差过程中，每顶进20～30 cm，应对中线和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进40～60 cm，对中线和高程测量一次。工作坑内应设置稳固的水准点，以便在测量高程时校核。在坑外没有干扰的地点设置两个固定中心桩，据此检查前端涵管是否在设计中线上。

1.9 偏差纠正

1.9.1 用顶镐纠正

前端涵底偏高时，用顶镐上端顶土，下端顶涵底内壁，以顶回正常位置；涵底偏低时，用顶镐上端顶内壁，下端顶土，以顶回正常位置。中线偏左或偏右也可用此法纠正。

1.9.2 挖土纠正

如果发现涵管方向偏左或偏右时，可在相反方向的外侧挖土，继续顶进，逐渐纠正。

1.9.3 垫板纠正

顶进中如果发现涵管扎头，可在涵管前部的下方铺垫5 cm×20 cm×40 cm的防腐木板，在木板的辅助下，使涵管的顶进角度符合设计坡度，继续顶进即可纠正坡度问题。

挖土和垫板纠正方法均可配合顶镐偏心加压，加快纠正速度。如果偏差过大就很难纠正，所以在顶进中必须认真、及时测量。