铁路通水箱涵接长的施工方法

卢 勇

(萧山区钱塘江灌区管理处，浙江杭州 310032)

在现今交通大发展的时代，由于原有公路、铁路已不能满足现有需求，必须对原有公、铁路进行拼宽、拓宽建设.如何在不影响现有交通的前提下，进行合理的施工，为以后类似工程的开展提供些许经验.

1 工程概况

项目位于浙北，属河网水系发达地区，该处河道为地区性主要输水通道，现状是1×5 m和3×5 m箱涵各一座跨于河上，箱涵上为铁路轨道，常有火车通过，由于铁路部门计划在现有铁路边再增加一条铁路线，因此要对既有铁路下通水箱涵进行接长施工，同时不得影响现有河道通水和铁路通车.

2 地质情况

标高 -1.12 ～ -17.37(厚 16.25 m)为流塑淤泥质粉质黏土，σ0=50～55 kPa，其下为砂质粉土，σ0=110 kPa.

3 方案确定

本次2座涵洞均位于A河道中，在A河道南侧640 m处有一B河道，且两河道上下游相连，水面标高相等.A河道进行封堵，利用B河道过水，能满足上游排水及附近居民需要.

3.1 主要施工方法及流程

封闭河道，插打既有线路基侧拉森IV型钢板桩，并沿涵洞两侧打至坡脚外3 m，对既有线路基进行防护.根据检算，为了保证钢板桩结构的强度、稳定及防止基坑在开挖过程中发生管涌，选用拉森IV型钢板桩时，营业线一侧采用12 m长的钢板桩，其余三面采用9 m长的钢板桩.

涵洞封堵位置平面示意图

(1)基坑围护结构形式

1×5 m、3×5 m排洪框架接长涵，河面4.21 m标高，清淤后回填至3.21 m标高，再进行高压旋喷桩施工.

(2)高压旋喷桩施工

施工前根据地质情况和室内配合比分段进行成桩工艺试验，并经取芯和承载力等检验，所确定的注浆量、压力、风量、旋转提升速度等工艺参数，报监理确认后再进行大规模的施工.

(3)放线、定位

按设计图纸进行桩位放样，桩位放样误差不得大于±50 mm，并插上小木桩定出桩位中心.施工中由于打桩挤土等各种因素影响，必须定期对桩位进行复测、校核.施工前在所定出桩位的两侧定出控制点，施工过程及时监控、调整.

(4)钻机钻孔

把钻机移至钻孔位置，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于50 mm.用水平尺掌握机台水平，立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度满足精度要求(偏差1%以内)，经技术人员验测合格后方可开钻.如发现钻机倾斜，则停机找平后再开钻.

施工采用二重管法，钻孔过程射水压力为1 MPa，防止水压过大冲塌孔壁.钻进过程中，遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施，对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录，钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可移位进行下一个孔的钻进.

(5)回灌

喷射结束后，应迅速拔出喷射管，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷桩基础固结后桩顶标高，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆静压充填.

(6)喷浆压力控制

施工时若喷浆压力不足，就达不到填充的目的;若压力过高，就可能引起既有线路基受损或隆起.所以在注浆时要严格按设计控制浆液喷入的压力在20 MPa以内，并对既有线路基进行实时监测.

(7)基坑开挖

用挖掘机开挖基坑时，挖掘机面朝营业线一侧，自卸运土车停靠在基坑外侧边缘，基坑开挖出的土及时运出，禁止在基坑边缘堆放.相对营业线由远及近开挖;开挖至基底时，预留20～30 cm时采用人工开挖，以免损坏桩头，人工清除桩间泥土到承台底标高.

(8)基坑排水

由于紧邻营业线，采用井点降水处理，会引起路基沉降，影响营业线行车安全.涵洞施工期间主要做好地表水和基坑内积水的排水工作.

钢板桩插打时，桩顶高出原地面50 cm，在基坑顶部周围设置截水沟，防止地表水流入基坑影响施工.基坑内四周布置排水沟，并在角点处设置集水井，采用水泵抽水进行基坑排水.

3.2 主体结构施工

3.2.1 承台施工

基坑开挖清理完成并对桩基进行检测，经监理验收合格后，按承台结构尺寸每边扩大0.5 m浇筑0.1 m厚的C15混凝土垫层.绑扎承台钢筋，浇筑混凝土，底板施工前进行承台顶面凿毛处理.

3.2.2 底板施工

底板与承台施工工艺相同，底板钢筋应与涵身钢筋一起绑扎成型，预留在外的涵身钢筋应做防锈处理，确保钢筋洁净无污物，底板混凝浇筑高度至下倒角顶往上20 cm.

3.2.3 拆除对口撑及围檩

框架底板施工完成后，混凝土达到7.5 MPa后，拆除框架底板侧模，回填基坑至框架底板顶面，回填时分层回填，小型电夯夯实.然后拆除对口撑及围檩，施工框架桥边墙及顶板.

3.2.4 边墙及顶板施工

(1)混凝土接缝

浇筑边墙、顶板混凝土，浇注前应先凿除原松弱混凝土，露出新鲜混凝土，并用水冲洗干净、湿润，但不得存有积水.

(2)满堂支架

满堂支架采用钢管脚手架，支架的布置通过计算以确保强度刚度满足施工要求，计算时考虑顶板混凝土重量、模板重量，施工荷载(人、料、机等).支架纵横向间距均按90 cm设置，步距为1.2 m.

(3)模板

模板由顶板底模、内外侧模两部分组成，均采用δ=16 mm厚的竹胶板面板，侧模竖向背带采用φ48×3 mm钢管，间距20 cm，横向背带采用两根φ48×3 mm钢管配φ14 mm拉杆、山形卡进行使用，间距40 cm;侧墙内模、外模采用拉杆对拉，顶部两侧外模采用通长拉杆对拉，拉杆竖向间距为40 cm，横向间距为60 cm，两端均配双螺帽;顶板沿涵洞轴线方向立杆顶部布设10 cm×10 cm方木，横向间距90 cm布置.模板接缝应严密，板面平顺，板与板之间高差控制在2 mm之内，不得错缝立模板，模板的接缝不得使用胶带，应使用油性腻子塞缝以防止混凝土漏浆.模板、支架(见图1).

图1 模板支架搭设断面图

3.3 混凝土

(1)混凝土搅拌及运输

混凝土由商品混凝土搅拌站进行拌制，提前上报混凝土使用计划，经理部派试验、材料、安质人员从原材料质量到拌制过程进行监控.混凝土运输采用混凝土罐车运送到施工现场，汽车泵泵送入模.

(2)混凝土浇筑

①施工前重点检查支架系统、模板支撑、模板拼缝质量、钢筋绑扎及保护层的位置、沉降缝位置的准确性、模内有无杂物;接茬部分无浮渣和杂物;检查无误后，需用水冲洗干净.

②浇筑顺序及时间

框架涵分两次进行浇筑施工，第一次施工底板及下倒角上20 cm;第二次浇注涵身、顶板.采取水平分层，涵身两边对称均衡灌注.

(3)混凝土振捣

①捣固人员须经培训后上岗，要定人、定位、定责任，分工明确，尤其是钢筋密布部位、端模、拐(死)角部位指定专人进行捣固，操作人员要固定，每次浇注前应根据责任表填写人员名单，并做好操作要求交底工作.

②以插入式振捣器振捣，插入振捣厚度以30 cm厚为宜，要垂直等距离插入到下一层5～10 cm左右，其间距不得超过60 cm，振捣到混凝土表面出现灰浆和光泽使混凝土达到均匀为止，抽出振捣棒时缓慢提棒，即快插慢拔，防止产生空隙或气孔.

(4)混凝土养护

顶板混凝土初凝后，为防止日晒等影响，立即用沾湿的土工布盖好，洒水自然养护，保持土工布湿润.夏季应每隔0.5～1.0 h对外、内侧模用高压水冲浇降温，拆模后应对混凝土表面洒水养护，洒水养护时间(见表1).

表1 洒水养护时间

(5)混凝土拆模

拆除非承重模板时，混凝土强度应保证其表面及棱角不受损伤;拆除承重模板及支架时混凝土强度应符合设计要求，当设计无要求时，除相关专业验收标准由特殊规定外，混凝土强度应达到混凝土设计强度75%以上.

3.4 沉降缝处理

涵身沉降缝采用沥青杉木板当做堵头板使用，施工后留作防水之用;内侧待涵洞施工完成后再嵌入硫化型橡胶止水条;出入口翼墙与涵身间沉降缝内塞M20水泥砂浆.

3.5 防水层施工

(1)框架涵顶板及侧墙防水层严格按照设计图施工，设计为TQF-Ⅱ型，防水材料采用聚氨酯，防水卷材采用SBS改性沥青防水卷材.

(2)施工时首先将涵顶防水部位清洁，不得有蜂窝、麻面、浮灰、油污等，然后将防水涂料搅拌均匀，从一端向另一端涂刷，涂刷宽度应与防水宽度相对应，涂刷应均匀厚度不小于1.5 mm，一边涂刷一边铺贴防水卷材，防水施工各材料(见图2).

(3)防水卷材纵向宜整幅铺设，当防水卷材进行搭接时应先纵向搭接再横向搭接，纵向搭接接头应错开不小于1 m，纵向搭接宽度不得小于12 cm，横向搭接不得小于8 cm.

图2 防水层材料示意图

3.6 营业线路基回填

为减少营业线路基开挖后暴露时间较长，降低框架涵施工对营业线路基的影响，涵洞施工完成后及时对两侧过渡段进行回填，采用倒梯形结构形式，过渡段范围AB料，松铺厚度不宜大于20 cm，距涵2 m范围内采用人工配合小型机械进行辗压，涵洞顶填筑厚度小于1 m时，不得采用大型振动压路机进行辗压.按设计、规范标准进行进行检测.

4 重难点分析

(1)涵洞接长施工区域临近沪昆下行线，属营业线施工.沪昆下行线是繁忙干线，每昼夜行车118对(客车75对、货车40对、行邮列车3对)，来往车辆密度大，行车速度快，新老涵洞相接处离线路中心最近距离4 m，行车扰动非常大，易发生基坑坍塌，危及行车安全.

(2)基坑围护钢板桩插打、挖掘机挖土作业时，容易引起既有路基沉降，以及机械碰撞营业线设备，影响行车安全和正常运行.

(3)进行高压旋喷桩施工时，加强营业线观测，预防营业线路基隆起，是施工的重点.具体见表2.

表2 工程重点与难点主要对策分析表

5 结论

在实际施工中深刻体会到多去现场实地踏勘的重要性，涉水工程的建设不仅要对施工区域进行了解，还要对周边区域的水系进行排查摸底，以便制订最佳的施工方案.施工中对于工程重点、难点、危险点万不可掉以轻心，每个施工步骤都必须充分考虑仔细，减低风险，并提前制订好防范对策.

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