一、基坑开挖

首先通过现场勘查、地质勘探、确定地下水位在无影响或其他因素制约下，进行基坑开挖。基坑开挖主要是考虑少占地和少拆迁，尽量缩短顶进长度，但必须要满足施工的需要；基坑开挖前首先要确定工作坑滑板的尺寸，按照工作坑坑底尺寸、标高及原地面高程，算出原地面放坡范围，放线进行开挖。

一般工作坑滑板的尺寸可按下面的公式确定：

长度=桥涵身底板长度+顶搞长度+横梁厚度+后背地梁厚度+0.3m；

宽度=桥涵身底宽度+2×方向墩宽度+0.2m。

当需要排除地下水和地表水时，工作坑的尺寸还需计入四周排水沟及积水井的尺寸。坑底尺寸按照标准确定后留有施工工作面。根据土质的情况，工作坑两侧边坡一般按下面标准确定：

土质边坡可为1：0.75~1：1.5，靠铁路路基一侧的边坡可缓于1：1.5。工作坑顶边距最外侧铁路中心线不得小于3.2m。

基坑开挖时，要做好便道顺坡，待机械开挖至设计底标高0.3m时，采用人工挖至滑板底标高，并机械夯实基础。

二、滑板施工

基础开挖碎石填筑夯实完成后，按照设计图纸要求进行底滑板钢筋、混凝土施工。为了防止顶进时滑板一并被顶走，在滑板内按每2.9m设一道300mm×300mm钢筋混凝土固梁。或采用滑板钢筋连接后背梁形式，形成整体连接，防止框构顶进时滑板顺同框构一同移动。

滑板顶面平整度要严格控制，采用方格网控制高程法，即在灌注底板混凝土时，用Φ16钢筋头埋入混凝土内，分成2.5m方格网，按点抹平控制混凝土表面高程，使表面3m范围内平整度小于±3mm（用3m直尺量测）。

由于桥涵顶进时轨道重量及列车的作用，扎头的概率远远高于抬头的概率。所以，在制做滑板时，将滑板做成前高后低的仰坡。根据土质情况和顶进长度不同，仰坡以设计为2‰~4‰为宜。

滑板隔离层设置：为防止预制桥涵身时底板混凝土与工作坑滑板粘连，预制前在滑板上设润滑隔离层。其做法较多，一般由润油剂及塑料薄膜组成。常用的润滑剂为石蜡掺机油（一般机油用量为10%~25%），气温高时用量酌减。掺入机油的目的是为了增加石蜡与水泥面的附着力，润滑层的厚度一般为2~3mm，石蜡表面再铺洒一层厚1mm的滑石粉，然后在其上铺塑料薄膜一层即成为较好的润滑隔离层。根据各自的实践经验，也可采用不同形式的润滑层。

预制桥涵身时，底板前端的底部宜设船头坡，以便在顶进中通过挖土，调整高低偏差。船头坡尺寸一般为高5cm长80cm。

后背制作

后背是承受桥涵身顶进时反力的临时结构物。

制作原则：

（1）首先考虑后背能承受桥涵身在顶进的全过程中所出现的最大顶力，并且有适当的安全储备。

（2）在逐次顶进中，应使后背所产生的变形较小，减小顶程损失，提高顶进效率。

当后背利用土的抗力承受顶力时，土体受力后压缩，往往后背变形较大。当后背依靠结构物与土的摩阻力承受顶力时，则后背变形较小。较大的变形不仅造成千斤顶的顶程损失，而且由于反复荷载作用，会降低后背结构的抵抗能力。但依靠摩阻力为主，承受桥涵身顶力的后背，往往工作量较大。一般的后背形式见说明表1

后背形式

传力设备包括顶铁、活动横梁、固定横梁及顶柱等。顶铁一般按照每次千斤顶的出镐量（即顶程）更换，使桥涵身继续顶进。

活动横梁：随桥涵身前进并将顶力均匀地传布给顶铁。

固定横梁：为顶柱的横向联系梁，主要作用是避免顶柱受压失稳，同时也可起到使顶力均力分布的作用。

顶柱：随着桥涵身向前顶进，必须借助顶柱来传递顶力，将顶力传给后背。

横梁常用工字钢及钢板焊成。顶柱可用钢轨组焊，也可用钢筋混凝土制作。顶铁和顶柱的规格一般长度为400cm、200cm、100cm、50cm。将其排列组合，以便根据每次顶程，进行更换。横梁易每隔4.0m设置一道，根据现场顶进长度配置。

顶柱（顶铁）必须保持与顶桥轴线直顺一致，与横梁垂直，做到平、直、顺，并注意做到每两道横梁间的各道顶铁长度一致，否则应用短顶铁调整。各道顶柱间距应一致。

当短顶铁累计长度超过4m时，即换成一根4m长的顶柱，每4~8m加设一道横梁，以保持顶柱的稳定。

对于涵管顶进施工，铺设导轨是保证工程质量的基础工作，只有导轨的高程、方向及坡度符合要求，才能保证顶进涵洞方向、坡度、高程的正确。

导轨一般使用钢轨，轨下铺枕木，为保证轨道牢固，枕木下应铺15cm厚碎石，并灌水泥砂浆固结。

两根导轨内距按下式计算（单位以mm计）：

A=

式中 A——两导轨内距；

     D——管节外径；

h——导轨高；

e——管节外壁距枕木面距离，一般规定为20mm。

三、框构主体施工

按设计图纸要求首先进行底板钢筋布置及混凝土浇筑，底板钢筋绑扎时预留框构墙身钢筋，钢筋搭接长度要符合施工规范；顶板作业施工，一般采用满堂支架施工，支架要承受顶板混凝土重力、顶板钢筋重力、施工荷载及其他外力作用荷载，按照荷载作用力合理分布脚手架间距，并设剪刀支撑杆件，防止横向作用力。框构主体施工完毕后按照设计要求涂刷防水材料。

四、线路架设

如今我们施工的项目既有正线线路基本为无缝线路，无缝线路在钢轨中有很大的温度应力，由于顶桥作业，容易产生胀轨跑道，所以在无缝线路区段进行桥涵顶进施工前，必须提前与线路维修单位联系，了解锁定温度和区段长度，在维修单位配合指导下进行应力放散和重新锁定。

顶桥施工中，线路容易移动，路基容易坍方。为保证行车安全，在顶进作业前，必须对线路加固，并做好防护及必要的应急措施，同时要考虑桥身顶进中可能发生的高程变化。

线路加固施工流程：抽换枕木→轨束梁铺设→穿设横抬梁→架设纵梁。

1、轨束梁铺设

如今正线重轨均为P60钢轨，所以我们一般轨束梁采用P50钢轨，组合形成为3-5-3形式；当位于岔区时，应当单独设计成轨束渐变形式。其长度每端悬出桥涵身为6.25m。当轨束梁所用轨型与主轨相同时，易侵入限界，则应在重轨下面增设垫板（垫板厚度：制作垫板时可按铁垫板道钉口位置预设道钉孔或垫板与轨底同宽，防止打入道钉时垫板劈裂）。轨束梁的端部应安设临时木梭头，以防机车车辆底部零件挂上轨梁。枕木应与轨束梁箍紧。（轨束梁示意图1）

2、横抬梁施工

在轨束梁下设置I55C钢横梁，钢横梁放置在枕木底，以便获得最大的桥下净空。在桥身顶进前，穿入钢横梁直接放在线路下的路基面上，每穿入一根横抬梁应与轨束梁紧箍，在线路外的路基上设置支点带。当开始顶进后，钢横梁一端临时支承在桥涵顶板上，而另一端仍在路基支点面上。随着桥涵身的逐步顶进，列车荷载便通过轨束梁和钢横梁转移到桥涵身及路基的支点带上。

钢横梁的确定：路基开挖前，横梁长度必须能支承在桥涵顶板上，接近就位时，横梁能支承在线路外侧固定的地面上为准，不能因为开挖而导致路基坍塌。

安放工字钢时，应按《工务安全规则》的要求，在计划的枕木下掏空，然后将工字钢横梁穿入枕木下挖空的位置就位，再用U形螺栓、扣板与轨束梁连成一体。（横抬梁示意图2）。

在顶进前先把工字钢穿过全部跨越的线路股道，一端支承在桥涵身顶板上，另一端支承在前方最外一股道外的枕木支点带上，顶进时工字钢不动。由于钢横梁与桥涵顶板面支承垫木之间的滑动摩擦阻力，导致钢横梁沿顶进方向移动，引起线路方向偏移，所以必须在钢横梁前端安设能承受线路水平推力的支墩（前支撑）；另一侧是，顶进过程中，难免出现高低偏差，因而改变了横梁与桥涵顶板之间的高差，所以在钢横梁与顶板之间应有可调整的空隙，现场应备齐小油顶以便线路下沉起道，当列车接近时嵌入硬木楔，以便传递压力。

3、纵横梁施工

这种方法是在上述横抬梁的基础上，在横抬梁上线路的两侧各加一组与线路平行的纵梁，纵梁的两端设基础支撑，纵梁与横梁用U形螺栓及扣板联成一体。纵梁一般采用I55C工字钢3片组成，其位置应保证不侵入线路限界，两端支撑为混凝土支撑墩、枕木垛支承（说明图4）。

•顶镐数量的确定

•根据设计最大顶力，可进行顶镐选型和确定顶镐的需要数量，一般应满足下式的要求：

•        nKPi≥Pmax

•式中n——顶镐台数；

•       K——顶力利用系数，一般取0.6~0.7；

•       Pi——每台顶镐的设计顶力（KN）；

•       Pmax—设计最大顶力（KN）。

五、顶进控制措施

（1）顶进扎头控制措施：桥涵身顶进中，当其重心接近工作坑滑板前缘附近时，极易向下扎头。涵内出土时应预留桥涵吃土厚度，预防桥涵扎头。为了防止过大的高程偏差，应加强观测，及时纠正。如造成过大偏差后欲再纠正，则极为困难。

现将桥涵身顶进的外力作近似分析如下：

说明图8中P为顶力，P1、P2分别为桥涵身顶部及底部的摩阻力，PM为土的侧压力产生的摩阻力，ξ为刃脚阻力，Q为桥涵身自重，PV为地基反力，∑q为顶部线路、加固材料及列车荷载。在顶进过程中，各种外力对桥涵身尾部a点的力矩为：P2、Q、P、∑q产生b点向下转的力矩；PV、PM、ξ、P1产生使b点向上转的力矩。上述各种外力的大小及其距a点的远近，将直接影响顶进中力矩的平衡。如加大刃脚阻力及底板下土的反力，减小线路及加固材料对桥涵身前部的压力将是有效阻止桥涵身扎头的主要措施。所以顶进中，刃脚上部欠挖吃土顶进，底板前端利用船头坡压土顶进，打松工字钢横梁与顶板间的抄手木楔以减少桥涵身前端的压力等均为常用的减少扎头的方法。当出现扎头时，应边顶进边调整。当地基较松软时，还可以采用片石、碎石和混凝土板等填铺在桥涵身前端，铺平夯实，上铺铁板以增加其承载力，减少扎头。当出现抬头现象，则应以相反的方法予以调整。

（2）防止线路横移的措施

当桥涵跨度较大且涵顶无覆盖土时，为防止线路的横移，可采取如下措施：

①减小钢横梁与顶板间的摩擦力

在顶板面涂以柴油、石蜡，成为光滑的滑移面，可减少摩擦力。

近几年，北京铁路局在线路加固时，利用高度约10cm、可调整方向的走形小车，置于工字钢与顶板之间，变滑动为滚动，摩擦力大大减少，取得了很好的效果。

②设置前支顶、卷扬机等措施阻止线路横移

在桥涵身顶进的前方设置板桩地锚，用圆木、方木或工字钢将横梁顶在板桩地锚上，可有效地防止线路横移。必要时还可以用千斤顶以板桩地锚作后背将线路进行调整。

当穿越线路股道较少时，也可在工作坑两侧设置地锚，利用卷扬机和滑车组调整线路方向。

六、顶进方法

（1）整体顶进法

于路基的一侧设置工作坑，在工作坑的滑板上预制整体桥涵身，借助事先修筑的后背，利用高压油泵带动千斤顶，连续将桥涵身顶进就位（图6）

整体顶进法示意图6

其特点是：桥涵身一次预制完成，整体顶进。但所需的顶进设备及施工机具较多，而且还需要一个强大的后背来承受推力。由于整体顶进可连续完成，施工期短，对运输干扰时间短，故目前被广泛采用。

试顶与顶进

顶进的实施是整个工程的关键环节，因此开顶前应该进行试顶。试顶顶力一般为顶桥结构自重的0.4~0.8倍，但开始启动时不能突然增大到此数值，而要使顶镐同步逐渐增压，最好是每次升到一定压力后稳定几分钟，并对设备及滑板、特别是滑板和框架进行检查，如一切正常，方能加压正式顶进。在加压过程中，如油压突然下降，一是表明框架已脱离滑板开始移动，这时则可继续顶进；二是后背或框架出现变形，这时应停止顶进，分析变形原因，采取加固措施。

顶进过程：在滑板上空顶进，当框架前忍角接触路基边坡时，开始挖土运土，当忍角前方挖土宽度达60~70cm即可开动油泵，使顶镐推动框架前进，待顶镐完成一个行程，即安放一个不同规格的顶铁，等待下次开顶，如此反复直至框构就为。

挖土与运土

顶进速度主要取决于洞内的挖、运土速度，故应尽可能为提高挖运土的速度创造条件，如工作面宽广，尽量采用机械挖运土，人工开挖底边忍角。挖土时，每次掘进深度应视土质情况及有关要求而定，一般每次进深约为20~50cm；同时，挖土应与测量工作紧密配合，根据框架偏差情况及时改变挖土方法。

顶进方向及高程控制

顶进时，每完成一个顶程，就要进行一次水准测量，以便及时掌握框架的坡度变化情况。对于施工中比较容易出现方向偏差和高程偏差，应采取措施严格加以控制，发现问题及时纠正，使其达到设计要求。

顶进施工时，防止框架被顶裂的方法：

1、预制框架时，在框架底部与顶镐接触的地方预埋一块10~12cm厚的钢板，使其在顶进时起到传力均匀的作用；

2、顶进前，对框架进行全面检查，底板和框架四角不能有裂缝，并必须等到框架结构混凝土达到设计强度后进行顶进施工；

3、在顶进过程中，如框架发生方向偏差，应采取不等压的方式逐渐加压纠偏；

4、顶镐倒置。

（2）中继间法

将桥涵身轴向分节预制，在工作坑后端修建小型后背，各节桥涵身之间和末节桥涵身与后背之间安设千斤顶，然后由前至后依次逐节驱动千斤顶，逐节推动桥身。后背处的千斤顶回收后，安放顶铁，往复循环顶进，直至桥涵顶进就位。

此法适用于涵身较长或受场地无法修建大型后背的情况。顶进程序见（图7）。

为使各节桥涵身间不出现错缝，各接缝间均安设抗剪销。为不使土挤进桥涵身，两节间设钢接缝板，钢板面与桥涵身混凝土面齐平。为防止接缝漏水，在顶进就位前，于接缝间设橡胶止水带。

1、2、3—涵身；4—顶镐；5—线路中心；6—桥身设计位置；

7—顶铁；8—顶程（图7）

此法的优点是后背小，顶进设备用量少，不需要拉锚设备，桥涵身预制简单，而且桥涵身的分节顶进比顶拉法自由，还可以克服因桥涵身过长而纵向配筋增多的问题。当受地形，不能沿涵身轴线分节预制时，还可以沿线路横向排列分节预制，先横推至桥涵轴线位置，再进行纵向顶进。

由于具有上述优点，故在桥涵身长、顶力过大、地形受时，中继间法被广泛采用。

七、拆卸梁施工

纵梁拆除→拆除五扣轨束梁→回填石碴→抽横抬梁夯填碴石→拆除三扣轨→木枕抽换混凝土枕→线路整道恢复正常运行下载本文