“桥式盾构法”下穿铁路施工方法与质控分析

梁洪嘉

摘 要：桥式盾构法”作为一种非常先进的顶涵施工手段，可以有效地发挥出传统顶涵施工的优势。在保留传统顶涵施工侧预制工艺的同时，利用对结构顶的技术改革，有效地将明挖开槽转变为地下暗挖盾构支护手段，在保證施工质量的同时，降低了车辆运行对施工的不良影响。该文将针对“桥式盾构法”的内涵以及实际工程内容进行详细地分析，其目的是探究“桥式盾构法”下穿铁路施工方法与质控措施，不断优化原有的铁路施工效率。

关键词：路施工；“桥式盾构法”；盾构顶进

中图分类号：U45 文献标志码：A

盾构一般由钢柱、钢梁、顿壳、子盾构、液压推进系统所构建而成。在实际开展装配的过程中，下第一节框架桥前端与路基进行施工支护，担负着顶推导向作用。然而，在实际开展“桥式盾构法”时，还需要结合不同地质的实际情况，确保中心天然土的承载力。在开展“桥式盾构法”施工的过程中，盾构的横向截面呈现简支梁桥形状，并且其外廓尺寸与钢架桥外廓尺寸相差不多。盾构的横向截面的桥形跨梁中滞后挖掘的大断面土体，从盾构入土直到出土均保持在1︰0.75的坡比。盾构母体当中子盾是通过液压系统进行控制的，单台组错开推进。在钢架桥推前，顺坡清楚地板前方的部位的中心土体，并保证盾构母体随着钢架同时推进，子盾构所推出的部分被掘进面土体阻挡，并与子构箱进行相对运动，并套回箱内，形成完整的盾构掘进运作体系。

1 工程分析

该工程以某公路下穿铁路施工为例，道路与铁路正交，交越处铁路是双线电气化铁路，缓和曲线。该工程交越处有钢轨、铁路无缝线路，路纵坡-5.7 ‰。经过对施工工程情况进行实际的测量，得出该位置路基填土高度5.5 m左右。在实际开展“桥式盾构法”下穿设计的过程中，公路下穿铁路设计为1 m～16 m箱型桥，结构尺寸长×宽×高为23 m×18.6 m

×8.55 m，净宽16 m，顶板厚0.95 m，底板厚1.1 m，边墙厚1.3 m。覆土厚度2.88 m，该箱型桥采用”盾构法”施工技术，顶进到位后，各项控制指标的偏差均达到了理想效果。

2 “桥式盾构法”下穿铁路施工方法

2.1 工作坑挖掘

结合不同施工的地质条件、土质情况，充分地结合箱型的结构大小，科学合理地开展工作坑挖掘。在实际挖掘的过程中，可以利用人工和挖掘机相互作用的形式，结合当地土质的实际情况来确定工作坑的实际深度。此外，工作坑四周应该设计出不同的排水沟渠，以便于天气下雨时，将工作坑中的积水及时排除。在挖掘工作坑时，还应该考虑到后背制作的大小，为后续工作打下良好的基础。

2.2 后背制作

在制作后背的过程中，应该有效地结合箱涵设计的实际需求，并计算出最大的顶力来合理地设计后背。针对后背设计来说，应该结合承受箱涵顶进最大的顶力，预测出顶进之后的形变程度，合理地设计后背的厚度与刚性。此外，在实际开展顶力预算时，可以积极地借鉴其他施工工程的成功案例进行设计。由于该施工项目的客观测量原因，因此本箱型使用的是钢轨式板桩后背。

2.3 滑板制作

在设计滑板的过程中，应该利用C20钢筋混凝土进行滑板制作。在顶面下，设置出一层钢筋，以便于加大滑板与地面之间产生的摩擦力。合理地设计锚梁、后背、滑板，将三者进行浇筑，成为一个整体。滑板与后背墙之间应该选择?16钢筋，钢筋之间的间距应该保证在15 cm左右。保证滑板表面的光滑程度，并制作成2 ‰的前高后低坡度。制作好的滑板设计一层润滑隔离层，利用3 mm的厚石蜡进行浇灌，此外再撒上一层1 mm的滑石粉。铺设两层塑料薄膜。

2.4 箱型桥预制

箱型桥预制以及盾构安装的内容，必须要严格地按照《铁路桥涵施工技术指南》的相关内容进行施工验收。在实际开展箱型桥预制的过程中，箱型桥前端底板应该预埋托板，并且在沉降缝隙位置预设钢板护套。

2.5 盾构制作安装

在盾构制作安装的过程中，应该严格地秉承“盾构立柱安装——盾构主梁安装——子盾构箱制作安装——盾构外壳制作安装——盾构内辅助系统安装——反拉系统安装。”的步骤，严格地开展盾构制作安装，确保施工的顺序性和规范性。值得注意的是，子盾构必须结合现场安装的实际情况进行现场加工、现场吊装以及现场焊接。

2.6 线路加固

在加固工程线路时，应该结合实际线路的情况和“桥式盾构法”施工的要求，对原有的线路进行施工加固。该工程所选择的加固方式为P43钢轨以及3+5+3吊梁的手段进行线路加固，加固长度为38 m左右。

2.7 子盾构掘进

在实际开展子盾构掘进的过程中，可以假设子盾构为25个，间距为75 cm呈水平布置，其盾构箱的编号为1——25。针对子盾构使用人工开挖的手段，挖掘的顺序为（1→25）（3→23）（5→21）…（11→13）；（2→24）（4→22）（6→20）…（12→14）。

2.8 墩柱内土体掘进

严格地结合施工的需求，设计墩柱，保证每个墩柱为4层。墩柱在设计时，应该保证每座墩柱的前端后端设计一台卷扬，并通过斜皮带进行输送，由装载机运输。墩柱人工挖掘的标准为墩柱的外廓尺寸，外廓尺寸与前进方向为40 cm左右。在墩柱开挖之后，可以使用千斤顶进行顶进。

2.9 中心土掘进

中心土应该采用机械挖掘，并且按照1︰0.75的坡度进行挖掘。结合实际情况，使中心土滞后子掘进面5 m左右。

2.10 施工监测

施工监测主要是针对箱型桥推进的过程中进行施工监测，以便于切实地保障盾构、箱型桥运动中线、运动水平等内容的测量。在实际开展施工测量的过程中，技术人员必须要及时地做好记录，并测量出线路以及箱型桥的方向、水平的静态测量值。详细地记载墩庄滑板前后高差、墩柱轴线、箱型桥轴线、箱型桥高程、路线沉降点等内容进行严格地检测。如果出现数值偏差，应该由指挥人员进行纠偏，切实地保障盾构顶进的实际效果。

3 “桥式盾构法”下穿铁路施工质控建议

3.1 施工期间质量控制

全面统筹施工人员，确保施工的有效性。将专职线路工、防护人员、普通施工人员进行严格地统筹，组建成线路维护班。严格地针对施工的各个环节进行把控，确保施工安全。若出现施工变更应该及时地的办理相关手续申请施工变更。若出现意外情况，必须要及时地结合实际情况研究出对策。严格地按照养护作业标注进行施工，确保施工的顺利开展。

3.2 顶进期间质量控制

在盾构顶进期间，施工负责人必须要时时刻刻跟进盾构顶进施工流程。严格地开展跟班督查，确保盾构顶进的顺利开展。此外，还应该保持信息通畅，若线路人员下线复查线路，应该及时清理现场，当列车通过之后继续开展盾构顶进施工。每一次盾构顶进之后，应该严格地针对后高差、墩柱轴线、箱型桥轴线、箱型桥高程、路线沉降点等进行明确。线路养护人员必须要践行一列一检的工作原则，保障行车安全。

4 结语

总而言之，该工程非常适用“桥式盾构法”，在施工完毕之后，其实际沉降偏差在标准范围之内，并且在开展盾构顶进的过程中，并没有出现路基坍塌的现象，保障了列车运输的安全和顺畅。通过“桥式盾构法”施工，切实地降低了施工风险，而且减少了施工封锁点，是一种值得社会推广的新型技术手段。

参考文献

[1]周利金.基于ANSYS的桥式盾构受力及变形特征研究[J].铁道科学与工程学报，2017（4）：124-130.

[2]欧阳鸿志.桥式盾构法在下穿铁路既有线框架桥施工中的应用[J].冶金丛刊，2016（5）：41-42.

[3]李举.“桥式盾构法”下穿铁路施工技术应用[J].绿色环保建材，2017（2）：49-53.