顶进涵后背计算及线路加固技术

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1、顶进涵后背计算及线路加固技术（中铁二十二局哈尔滨铁路建设集团有限责任公司）张宏丽摘要：根据顶进涵在既有线的施工，简述后背墙及线路加固技术在顶进涵中的应用，以及在施工确保既有线行车安全所起的作用。关建词：顶进线路加固后背墙1.前言近年来随着地方经济的发展，在既有铁路线上需穿越各种管线，为保证穿越的管线及线路运营的安全，需修建各种保护涵。但在既有线修建涵洞最大的不同在于保证铁路行车，施工中，既要兼顾工程进度并保证工程质量，更要保证行车和施工安全，还要尽可能减少对铁路运输的干扰。由其是顶进涵的施工，关键是在于线路加固，若线路加固方法安全系数较高，在满足运营条件下可加快施工进度，但

2、后背墙的坚固程度则是关系的顶进成败的重要环节，现将后背墙的计算加固线路的方法概述如下2.工程概况大虎山至新立屯段增建二工程自来水保护涵工程，自来水管线穿越大郑线铁路保护涵工程，中心里程为K8+575穿越大郑线上下行线，以上行线为基准，本保护涵与大郑线上行线切线交角为90度，上行半径500m，上下行线间距5.03m，保护涵共分为4节，每节长长14m，全长共计56.09m。3.施工方案通过对顶进涵的顶力计算，顶进时最大顶力为1444t，每米的背墙顶力为103.14t，后背宽（B1最新范本,供参考！）为14m，该涵采用钢轨桩后背墙，钢轨桩长6.0m，钢轨桩入土深为2.0m，钢轨桩

3、后背浆砌片石，墙高3.8m，浆砌片石后2.0m，宽14m。钢轨桩每米布置5根，在钢轨桩处设钢轨后背梁，断面尺寸为2.1m×0.6m，长14m。线路采用D24梁进行加固，支墩分别采用直径0.8m与1.25m深渡为6.5m的混凝土支墩。4、后背墙的检算4.1根据朗金理论土压力计算墙后每延米的被动土压力为：Ep=式中：γ：土容重，取1.6t/m3；H：钢轨桩长（m）；Φ：土的内摩擦角，因地质为混砂性粘土，取Φ=40°；因根据千斤顶作用点与后背被动土压力Ep重合的假定，而主动土压力Ea远小于Ep，Ea可忽略不计，则：P=EpHDh-rD1rL=1.732HEpEa45°+Φ/21：

4、145°-Φ/2后背钢轨桩入土深度计算简图涵洞在顶进时需要的最大顶力为1444吨，而后背墙B1为14米，则每延米的顶力为：P=1444/14=103.14t/m则钢轨桩总长H为：H==5.30mD==5.30/3=1.77m而千斤顶底面直径为50cm,则半径r=25cm。D1=D-r=1.77-0.25=1.52m最新范本,供参考！为保证一定的安全度,实际施工时钢轨桩入土深为1.2D1,则实际入土深度为:1.2×1.52=1.82m钢轨桩总长为H+0.2D1=5.30+0.2×1.52=5.60m计算的钢轨桩入土深度及钢轨桩总长符合设计要求的入土深度2.0m及钢轨桩长总6.

5、0m的要求。4.2确定后背土堆高hh=H-D1=5.60-1.52=4.08m4.3钢轨桩截面设计：检算后背土堆的稳定，钢轨桩仅抵抗滑板面h45°-Φ/2EaMD1H后背钢轨桩截面计算简图以上后背土堆的主动土压力M=式中：Ea==1.6×4.082×tg2(45-40/2)/2=2.683t/mM=2.683×4.08/3=3.38(t-m)根据材料力学公式：∑W=，n=式中［σ］：钢材的允许应力=170mpa，因钢轨采用P50轨，W=287.2cm3∑W=3.38×106/17000=210.77cm3最新范本,供参考！n=210.77/287.2=0.8每米布置5根钢轨

6、符合设计要求。4.4后背土堆稳定的检算后背土堆稳定的条件是钢轨桩埋深必须满足静力平衡条件，即作用于结构上的全部水平方向作用力平衡条件（∑F=0）和结构绕根部自由端弯矩总和（∑M=0）为零。4.4.1由∑F=0HD1`EaEpξ后背土堆稳定计算简图则：Ep+ξ-Ea=0式中：Ep=γD1`2tg2（45+Φ/2）/2Ea=γH2tg2（45-Φ/2）/2ξ=Uμξ：滑板阻力。U：滑板摩阻系数=0.4μ：为每纵向米箱体重+每纵向米滑板重μ=24.25+14×0.2×2.5=31.25tξ=Uμ=0.4×31.25=12.5t则：D1`=进行计算D1`，为不解,D1=1.52m，

7、水平方向不会移动。最新范本,供参考！4.5后背总体设计图如下说明：1、本图为后背图,各部分尺寸均以厘米计；2、后背采用钢轨桩布置，后背墙宽14米。每延米布置5根P50钢轨桩，钢轨桩长6.00米，入土2.00米，3、滑板底因地质较软，夯填60cm厚的碎石土，再浇筑20cm厚的C20钢筋混凝土。滑板顶面加设一层厚3mm的石腊及1mm厚的滑石粉。做好滑板两侧的排水,浆砌水沟挖深50cm,以便滑板不受浸泡。砂性粘土浆砌片石既有线路夯填碎石土厚6020抗滑条钢轨后背梁浆砌片石粘性土.3挡板钢板钢筋混凝土厚20后背总体设计图5