谈铁路防护套管顶进工程施工

惠 博

(山西三晋地方铁路开发集团有限公司,山西 太原 030002)

谈铁路防护套管顶进工程施工

惠 博

(山西三晋地方铁路开发集团有限公司,山西 太原 030002)

以永固—临汾天然气输气管道穿越南同蒲铁路K633+737处防护套管工程为例，系统地介绍了铁路顶管施工过程，并着重对纠偏的预防与措施和沉降的观测进行了分析，为以后的工程施工起到指导作用。

工字钢，顶镐，钢轨滑道，吊轨，木枕

1 工程概况

1.1工程简介

永固—临汾天然气管道穿越南同蒲铁路K633+737处钢筋混凝土防护套管工程，施工过程中铁路不停运，限速45 km/h行进。设计要求顶管总长60.9 m，防护套管中心线与铁路中心线之间成90°夹角，轨底到管顶覆土高2 m

1.2地质情况

1.2.1地形、地貌及气象条件

穿越处地貌属于临汾东岸二级阶地，地势基本平坦。临汾市区占据汾河谷地，呈现出明显的温带大陆性季风气候特征，年平均降雨量为550 mm～600 mm，降雨集中分布在七、八、九三个月。年平均气温12.2 ℃，其中，七月份气温最高，月平均气温26.3 ℃，而一月气温最低，月平均气温4.4 ℃，极端最低气温-25.6 ℃，最高气温41.8 ℃，全年无霜期180 d～200 d，常年主导风向为东北向，其次为西南风。

1.2.2地基土岩性构成与特征

根据钻探揭露的地层及沉积旋回特征，综合分析判断：勘察深度范围内，场地地基土均匀，场地稳定，主要为近期场地表面的杂填土及第四系更新统河流冲积、洪积层。管址场地的岩土构成与工程特性如下：

第③层粉质粘土：红褐色，可塑，土质均匀，无摇振反应，稍微又光滑，干强度高，韧性中等，中压缩性，该层地基承载力fak=160 kPa，该层未揭穿。

勘测期间实测稳定水位位于地面以下9.0 m，且场地地下水对钢筋混凝土不具腐蚀性。

2 顶管施工方法及注意事项

工程的施工工序如下：测量放线→制作工作坑→现浇混凝土后背墙→安设导向轨→整体后背梁安设→线路加固→安装顶镐并进行连接→按规范接通电源，并进行设备的调试工作→开始正常顶进至顶进管节就位→拆除线路加固→设置地面标志桩→回填工作坑，撤场。

2.1工作坑布置

工程中设有工作坑一处，采用大开挖方式，机械开挖人工配合清底。工作坑长7.1 m，宽度为6 m，上部1∶1放坡，下部由Ⅰ45c工字钢围挡，布置在线路西北侧；基础采用30 cm厚碎石垫层上浇筑30 cm厚C25混凝土。施工前首先对场地进行清理，开挖后在工作坑四角布置集水井各一个，并配备水泵4台，随时做好防汛准备。如遇下雨要对基坑边坡采用彩条布进行覆盖，加强对基坑边坡观测，保证基坑稳定及安全[1]。

后背采用双排Ⅰ45c工字钢。为保证千斤顶顶力均匀地传递到后背桩上，在后背墙与千斤顶之间设置C25钢筋混凝土分配梁。后背梁的厚度为0.3 m，面积为H×B=1.6 m×4.0 m，待钢筋混凝土达到设计强度后方可顶进。

钢轨滑道采用P50钢轨，钉有足够的道钉，并安设防爬器[2]。相距40 cm铺设一根木枕，木枕间用道碴填充。导轨为定向轨道，坡度为平坡。为加强导轨抗滑性，导轨后端伸入分配梁内，与分配梁成为一体。

2.2线路加固

首先应对线路进行一次全面整修，使其几何尺寸达到维修标准。然后采用纵横型钢和3-5-3扣轨加固线路。具体步骤如下：

1)在加固段的钢轨下每隔四孔穿一根木枕，并将U型卡子放入枕木盒内。

2)在未穿木枕的孔内穿入横向HM250×175H型钢，型钢两端放在两层高的枕木垛上，在作业时隔二孔穿一孔，并捣固密实。

3)安装纵梁HM250×175H型钢，其内侧距线路中心2 m，纵梁放在横梁上，两端放在两层高的枕木垛上并支撑牢固。3-5-3扣轨与纵横梁连接U型卡采用双螺帽方式，扣轨端部做好保护。

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2.3顶进作业

防护套管采用《京桥通-5002BSY-GJ06-96》铁路顶管通用图中管内径1 550 mm钢承口柔性接口钢筋混凝土铁路防护套管。采用人工挖土顶进施工，挖出土装到土斗车里，再拉出管道，然后吊至地面装车运走，顶进工艺流程如图1所示。圆管顶进速度取决于洞内出土速度。套管所能承受最大顶力为6 100 kN，施工中控制顶力不得超过上述数值。防护套管管顶至铁路轨底距离(套管埋深)为4.0 m。

2.3.1方向控制

圆管在底板上穿顶时，可由方向墩控制顶进方向。当圆管涵脱离底板后，通过调整两侧顶镐布置，结合挖土来控制顶进方向。圆管顶进最重要的是第一节管的顶进，第一节管顶的好，后面的管子就容易把握好方向。在第一节圆管的顶进中，须随时观测其高度和平面位置，把握顶进方向，注意顶进速度及顶力。

2.3.2纠偏措施

该工程中，套管中心线与铁路中心线夹角为90°，方向容易控制。圆管顶进前要校正其方向，顶进时，两侧均匀挖土，不允许超挖。若顶进中方向发生偏差，要及时纠偏。发生偏差时，可采用偏顶纠正、挖土纠偏、后背顶铁来调整等[3]。

纠偏的决策来源于测量数据，每顶一镐必须进行方向和标高测量。在圆管中轴线前后设置方向观测点，管顶设置标高观测点。在圆管顶进过程中，用经纬仪、水准仪及全站仪测量管道的位置、标高，并做好对应的记录。现场技术人员要随时检查测量记录，根据测量数据描绘顶程与顶力关系曲线以及顶程与方向高差的关系曲线，用控制图来控制圆管顶进质量。

3 沉降观测

为了了解基坑开挖和圆管顶进中对周围环境以及铁路线路的影响，确保基坑周围和顶进区域铁路线路的安全性，要随时进行动态监测。

3.1监测点的布置

1)水平位移和垂直位移监测：每隔2 m布置沉降监测点，且每边不小于3个监测点，关键部位适当加密。

3)水位监测：沿基坑周边顶管轴线每隔20 m布置水位监测点；在基坑中央和周边拐角处布置水位监测点；在线间不影响行车安全的位置布置顶管轴线水位监测点。

3.2现场目测巡

1)施工工况：工作坑开挖后，要严格分析土质情况与设计院的勘查报告有无差异；基坑开挖长度、宽度、深度是否与设计要求一致；基坑积水排放状况是否正常；基坑周围地面堆载情况是否符合施工要求。

2)基坑周边环境：地下管道有无破损、泄漏、高危等情况；周边建筑物有无明显裂缝；铁路线路周围有无国防电缆、同轴电缆等；周边道路有无裂缝、下沉等。

3)监测设施：基准点、观测点是否完好；有无影响观测工作的临时堆砌物；测量仪器是否校核以及保护情况。

3.3监测频率

基坑监测工作贯穿于整个工程施工的全过程。基坑开挖前应进行3次观测，观测值的平均值作为初始值；基坑开挖前期两天观测一次；基坑开挖至底板浇筑完成，每天观测一次；顶进期间每天观测一次，重点观测顶进区域，可适当增加临时观测点。若基坑、周围环境发生变形时，加密观测。

3.4监测要求

水平位移监测精度要求1.5 mm，垂直位移监测精度要求0.3 mm，地下水位监测精度要求±1 cm。

支撑顶水平位移和垂直位移速率不超过3 mm/d或累计不超过50 mm；地表沉降速率不超过30 mm/d或累计不超过30 mm。

4 结语

顶管工程不对现有的交通进行阻断，在铁路施工中运用越来越多。该文以永固—临汾天然气输气管道穿越南同蒲铁路K633+737处防护套管工程为例，系统地介绍了铁路顶管施工过程，并着重对纠偏的预防与措施和沉降的观测进行了分析，体现了机器与人工之间合理的配合。为以后的工程施工起到指导作用。

[1] CECS 246：2008，给水排水工程顶管技术规程[S].

[2] 刘国彬，王卫东．基坑工程手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3] 余彬泉，陈传灿.顶管施工技术[M].北京：人民交通出版社，2003.

Discussiononjackingconstructionofprotectivesleeveforrailway

HuiBo

(ShanxiSanjinLocalRailwayDevelopmentGroupCo.,Ltd,Taiyuan030002,China)

Based on the protective sleeve jacking construction through the South Tongpu railway K633+737 in the Yonggu-Linfen natural gas pipeline project, the paper systematically introduces the jacking process. Emphatically analyzed the prevention measuresand rectification of jacking direction, which play a guiding role for the future construction.

I-section beam, jack, rail slideway, overhead rail, wooden sleeper

1009-6825(2017)29-0149-03

2017-08-07

惠 博(1993- )，男，助理工程师

TU941

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