运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法及设备与流程

本发明涉及桥涵工程建设，具体涉及一种运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法及设备。

背景技术：

1、铁路建设完成通车运营后，铁路的路基段落就像一道道墙壁严重影响了后期新建通道的可实施性，而随着城市发展增设灌溉、排洪、立交等需求却必不可少。为此，通常采用顶进涵洞的形式增加通道满足使用功能的需求。

2、长期以来，顶进涵洞采用传统顶进施工方法，如图1，涵洞顶进时需要在线路的一侧预制好涵洞涵节，再开挖施作工作坑，在工作坑末端浇筑水平反力的后背墙，后背墙需要平衡水平千斤顶的顶推力，经应力与变形等检算后往往结构尺寸巨大，需浇筑大量的混凝土方可实现，施工周期长，投入成本高。另外，后背墙无法重复利用，拆除后便成为建筑垃圾还需外运处理，废弃的混凝土块体必然成为建筑垃圾影响周边环境。

3、因此，有必要提出新的不需要后背墙的运营铁路顶进涵洞施工方法，克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法及设备，以解决目前运营铁路顶进涵洞需要构建后背墙导致施工周期长、投入成本高、环境不友好等问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，所述方法包括：

4、在路基的拟定涵洞位置一侧建造顶进涵洞；

5、加固拟定涵洞影响范围内的路基；

6、挖除拟定涵洞范围内的路基土体，并支撑加固轨道结构；

7、在顶进涵洞的首部和尾部分别安装五面体锥头和拖曳绳后锚板；

8、将拖曳绳穿过五面体锥头、顶进涵洞和拖曳绳后锚板；

9、利用拖曳车辆拖拉拖曳绳，从而将顶进涵洞拉入路基内。

10、进一步地，在路基的拟定涵洞位置一侧建造顶进涵洞，包括：

11、根据运营铁路新增通道需求，选定路基的拟定涵洞位置；

12、在拟定涵洞位置的一侧现浇涵洞各涵节，完成所有涵节的建造，顶进涵洞就位。

13、进一步地，加固拟定涵洞影响范围内的路基，包括：

14、确定拟定涵洞影响范围：

15、l＝d+3h；

16、其中：

17、l为拟定涵洞影响范围长度；

18、d为拟定涵洞外轮廓尺寸；

19、h为路基填土高度；

20、利用铁路非运营的天窗时间加固拟定涵洞影响范围内的路基。

21、进一步地，利用铁路非运营的天窗时间加固拟定涵洞影响范围内的路基，包括：

22、根据拟定涵洞影响范围长度l，确定工形钢梁跨度，工形钢梁用于支撑轨道结构；

23、在工形钢梁支撑位打入钢梁支墩；

24、在钢梁支墩位置的路基左右侧打入路基防护桩。

25、进一步地，挖除拟定涵洞范围内的路基土体，并支撑加固轨道结构，包括：

26、利用铁路非运营的天窗时间挖除工形钢梁高度范围内的路基土体；

27、将工形钢梁安装于钢梁支墩之上，连接工形钢梁与钢梁支墩，连接工形钢梁与钢轨。

28、进一步地，所述方法还包括：

29、对拟定涵洞影响范围、工形钢梁底部至地面之间的路基填土进行铁路路基疏松，包括：

30、利用水平卸载钢管水平插入路基；

31、将水平卸载钢管内土体顶出；

32、重复操作，至剩余路基为疏松前路基体积的90％。

33、进一步地，将拖曳绳穿过五面体锥头、顶进涵洞和拖曳绳后锚板，包括：

34、将拖曳绳套管水平打入路基；

35、将与五面体锥头和拖曳绳后锚板所连接的拖曳绳穿入拖曳绳套管，并预留足够长度后与拖曳车辆连接。

36、进一步地，所述方法还包括：

37、将顶进涵洞拉入路基内后，切割五面体锥头和拖曳绳后锚板，抽出拖曳绳，拔除拖曳绳套管；

38、回填顶进涵洞四周的路基土体至密实。

39、另一方面，提供运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工设备，所述设备为所述的五面体锥头；

40、所述五面体锥头包括四个等腰三角形的锥体面板和一个矩形的锥体底板；

41、所述锥体面板和所述锥体底板上设置有拖曳绳套管孔，用于穿过拖曳绳套管；

42、所述五面体锥头通过锚固钢筋连接到顶进涵洞的首部。

43、另一方面，提供运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工设备，所述设备为所述的拖曳绳后锚板；

44、所述拖曳绳后锚板包括两个矩形的后锚面钢板，两个所述后锚面钢板之间设置有后锚板提高刚度型钢件；

45、所述后锚面钢板上设置有拖曳绳套管孔，用于穿过拖曳绳套管；

46、拖曳绳穿出后末端锚固；

47、所述拖曳绳后锚板通过锚固钢筋连接到顶进涵洞的尾部。

48、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

49、本发明提供了一种运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法及设备，以消除后背墙为施工思路，无需大量的水平千斤顶铺设与工作坑底部顶推涵洞底板的端头，所需拖拉动力的来源可通过常规工程车辆或卷扬机即可实现拖拉施工，具有施工工期短的优势。避免了大体积混凝土的废弃处理问题，因此符合绿色建造的要求。

技术特征：

1.运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法，其特征在于：

9.运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工设备，其特征在于：

10.运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工设备，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种运营铁路顶进涵洞无背墙拖拉施工方法及设备。目前运营铁路顶进涵洞施工需要构建后背墙，导致施工周期长、投入成本高、环境不友好。本方法在路基的拟定涵洞位置一侧建造顶进涵洞；加固拟定涵洞影响范围内的路基；挖除拟定涵洞范围内的路基土体，并支撑加固轨道结构；在顶进涵洞的首部和尾部分别安装五面体锥头和拖曳绳后锚板；将拖曳绳穿过五面体锥头、顶进涵洞和拖曳绳后锚板；利用拖曳车辆拖拉拖曳绳，从而将顶进涵洞拉入路基内。本发明以消除后背墙为施工思路，无需大量的水平千斤顶铺设与工作坑底部顶推涵洞底板的端头，所需拖拉动力的来源可通过常规工程车辆或卷扬机即可实现拖拉施工，具有施工工期短的优势。

技术研发人员：曹增华,刘琛,郭俊奇,杨哲,宋嘉杰,白惠涛,张恒阳
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8