高覆土、大框架顶进涵在软土路基顶进过程中翘头与下沉问题的处理技术.docVIP

精品论文 参考文献 高覆土、大框架顶进涵在软土路基顶进过程中翘头与下沉问题的处理技术 梅春松 中铁十五局集团第二工程有限公司 河南焦作 454000 　　在既有铁路改造建设中，顶进施工较为常见，与其他施工方法相比，采取顶进方式施工具有投资少、建设周期短、对铁路运营影响时间短等特点，但在施工过程中经常遇到因既有路基填筑标准低，稳定性差，基底情况不明等导致顶进过程中框架发生扎头、翘头等偏移问题，给施工带来很大的困难，严重影响施工安全和施工质量。以下结合参建石长铁路增建二线顶进涵工程施工的体会，对上述问题进行分析，并探讨高覆土、大框架顶进涵在软土路基顶进过程中翘头与下沉问题的处理方法和措施。 　　1、工程概况　石长铁路增建二线工程K175+985 顶进涵为地方交通涵兼排水涵，断面较大，孔径5.0times;5.3m，涵洞外轮廓为6.2 米times;7.1 米，涵顶覆土厚度8.3m，顶进长度32m，分3 节中继顶进，每节长度10.67 米，设计最大顶力30173KN，顶进过程中实际顶力超出设计一倍值以上。在带土顶进了19米后，涵洞前端已穿过既有线左侧路肩，第一节框架前端翘头高出设计90cm，后端比设计低80cm，前后端高差达170cm；第二节前端比设计低18cm，第二节后端正常，第三节正常。 　　2、原因分析经调查，该处原为水塘，在上世纪90 年代修建石长线时未将基底淤泥清除到位，该处15m 高的填方路基在运营过程中多次发生滑坡与塌方，在经过近20 年的沉降后已基本趋于稳定，本次顶进涵施工时，在开始顶进时，路基边坡涵顶覆土厚度较小，顶进施工能够顺利进行，在穿过既有线到达出口边坡时，框架前端覆土厚度变小，后端正好处于既有下方，框架前端土压力远小于后方土压力，加上基底已经呈硬塑状的黑色淤泥在渗水的作用下变软（经测定承载力为75kpa，达不到设计的承载力150kpa），导致顶进涵节呈现出“跷跷板式”的翘头与下沉。为保证既有铁路路基的稳定，减少施工对运营的影响，最大限度的降低既有线运营安全隐患，变更设计后采用工字钢纵横抬梁加固线路，大开挖顶进框架的施工方法。　3、处理措施　3.1 临时回填将顶进出口端已坍塌的路基边坡采用临时土回填夯实至轨底以下1m，恢复至开挖前坡面，轨底部分补填道碴，保证既有路堤稳定，并对该段线路进行24 小时监控测量。回填时用挖掘机将涵洞内填土夯实并修整为1：1～1：1.5 的坡度，坡脚采用土袋堆码。 　　3.2 挖孔桩防护在涵洞两侧沿纵抬梁主桩线路横向分别布置4 根Phi;1.25m 的挖孔辅桩共8 根，新增加的挖孔桩辅桩底深入到顶进涵底板以下4m，沿涵身轴线方向桩间距2.05m；既有抬梁主桩线路横向间距为3m。桩顶预留凹形槽以便于沿线路方向安装双拼I45a 工字钢支撑，纵抬梁主桩在桩顶以下2m 沿线路方向设一道钢管支撑。 　　3.3 桩间钢筋混凝土挡板为防止桩间间隙土坍塌，在所有沿线路横向桩间设C25 钢筋砼挡板，挡板厚度50cm，挡土板内钢筋布置为双层Phi;20 钢筋网，网孔间距15times;15cm。开挖时，在既有桩身上沿竖向每隔45cm 进行钻孔植筋，植入深度不小于60cm，预埋钢筋与挡土板钢筋焊接连接，形成横向网格。既有主桩间钢筋混凝土挡板施工至顶进涵顶部，其他桩间挡板施工至顶进涵基底，每开挖卸载0.5m 施工一层挡板。 　　纵抬主桩在桩顶以下2m 沿线路方向设置Phi;300 钢管支撑一根。卸土至安装高度时，采用在桩身上开凿安放槽口后安装，钢管长度略长于槽口间距，安装时将钢管打入槽口，安装完成后再进行下层土方开挖。 　　3.4 卸载、顶进在线路两侧挖孔辅桩施工完成，砼强度达到设计强度75%以上后，分层分段卸载出口段及第一节、第二节涵身顶部土体，卸载完成后，在出口段顶进涵基底采用1m 厚级配砂砾石掺加10%的水泥进行换填，再浇筑20cm 厚C20 混凝土至涵洞设计基底；换填完成后进行顶进施工，顶进采用中继顶法，顶进时控制每节间净距不大于1m，并利用涵身间隙挖除换填涵底松软土，换填厚度1m，采用掺加10%水泥的级配砂砾石；依以上顺序循环顶进涵洞至设计位置。 　　3.5 回填路基、恢复道碴待涵洞顶进到位后，即时进行回填施工，首先在框架顶部回填0.3m厚细砂层，再用掺加3%水泥的B 组填料回填至道床底部，回填时采用小型机械分层夯实，分层厚度不超过0.35m；在涵顶5m 高处铺设双向土工格栅（25kn/m）三层，每层厚度0.2m；最后回填道碴并捣固密实。 　　4、施工中的预防措施4.1 施工处地基承载力无法达到设计承载力是可能出现扎头现象的原因之一。不同的土质由于内摩擦角不同其土压力对箱涵周边产生的摩阻力也不同；由侧面摩阻力形成的对箱涵夹持力也直接影响顶进高程的变化；更重要的是基底土壤由于地下水位的高低，影响