石太鐵路客運專線府東街框構橋頂進施工技術

周俊保

在開通運營的鐵路客運專線上頂進大跨度框構，如何保證鐵路客運專線動車組安全平穩運營是一項施工難度大、安全風險高的施工技術難題。石太鐵路客運專線開通后，太原市府東街框構橋需要頂進施工。該橋跨度為(9.0+12.0+12.0+9.0)m，跨石太客專及石太線共四股正線頂進施工，采用大截面工字鋼縱抬橫挑及扣軌加固線路，多股道軌面不等高時采取兩個加固體系，設置路基防護樁、工字鋼支撐樁加強線路加固體系，設置抗橫移擋墻防止線路橫移，動車組限速45 km/h，頂進施工安全優質，取得了較好的效果。

1 工程概況

本框構為新增立交工程，孔徑為(9+12+12+9)m，石太客專里程K226+929.5?？驑嬛黧w在線路西側預制完成，框構預制位置距離石太下行線19.3 m，頂程41 m，其中空頂13 m。線路與框構橋軸線正交，框構下穿既有石太上、下行線及石太客運專線共四股線路，石太左線、客專右線、客專左線、石太右線線間距依次為5.3 m，5.0 m，5.3 m。四股正線均為60 kg軌、無縫線路，石太客專為新Ⅲ型枕，石太線為新Ⅲ型橋枕。

本框構設計全長46.5 m，寬26.6 m，其中鋼筋混凝土刃角長1.5 m?？蚣軜蛟O計凈高6.0 m，框架底板厚1.0 m，邊墻及中墻、頂板厚均為0.9 m。

地質情況:此處為4.0 m高路基填方段，中間兩股客專線下為老路基，土體相對穩定，兩側兩股石太線路基為2008年新填路基，土體相對不穩定。原地面以下14 m為新黃土，基本承載力120 kPa。地基處理:采用注漿加固地基。

2 框構頂進施工工藝及技術要點

框構頂進施工工藝流程:打降水井→預制框構→施工后背→施作抗橫移梁→注漿加固路基→挖孔樁施工→列車限速45 km/h→線路加固→挖土、頂進框構→框構就位→拆除線路加固→線路整修→附屬工程施工→恢復列車速度。

2.1 基礎注漿加固

為提高地基承載力，消除黃土濕陷性，根據設計采用高壓注水泥漿法對框構橋基礎進行加固。

注漿范圍:路肩2 m以下，框構底以下，路橋過渡段，四個翼墻下。注漿方法:既有線下面采用斜孔布置，斜插入線路下面進行輻射注漿，線路外側采用豎直向下打孔注漿，采用高壓旋噴注漿。

2.2 橋位降水

地下水位高于滑板時采取降水措施。頂進前提前在線路兩側打井降水，降水井間距、井深按降水設計施工。保證挖孔樁施工時孔內無水，預制及頂進過程中，水位在滑板面2 m以下。

2.3 挖孔樁施工

頂進前進行挖孔樁施工，挖孔樁分布在以下四個部位:1)框構橋四個角的路肩上，框構四個角各設置3根～4根;2)股道間、框構橋外側每處各設置2根;3)框構頂進范圍內股道間，樁距5 m; 4)框構頂出端的路肩上，樁距5m;5)抗橫移擋墻基礎樁，樁距5m，位于框構頂出端、橫向工字鋼端頭。

挖孔樁直徑1.25 m，樁身采用C25鋼筋混凝土，樁內配筋按設計施工，樁頂設冠梁將樁連接成整體。

2.4 線路加固

1 )方枕及抽換木枕。為保證橫向工字鋼在穿入時方向和位置的準確，先在既有軌道上按計劃位置標明枕木、工鋼和穿入木枕的具體位置，將混凝土枕全部放到相應位置，將橋枕全部更換為3.4 m長木枕。2)穿入長木枕。為保證扣軌與軌枕連接，在混凝土枕盒內穿入3.4 m長木枕，扣軌加固段范圍內無工鋼枕盒內均穿長木枕。3)設置3—5—3扣軌。扣軌采用P50鋼軌，以3—5—3形式布置，即兩股鋼軌外側采用3扣軌，軌道中心采用5扣軌;扣軌長度大于橋跨度長+框構橋高的2倍，扣軌采用25 m和 12.5 m兩種長度鋼軌交錯布置，保證接頭相互交錯。4)穿橫向工字鋼。橫向采用Ⅰ45B型工字鋼，垂直于線路方向布置，間距1.2 m→0.6 m→1.2 m→0.6 m循環設置，橋范圍內全部加固，框構橋兩側工鋼加固線路長度大于框構橋高。工鋼長度滿足以下條件:a.頂入端工鋼伸出線路中心的長度=框構高+2.5 m－挑檐長度;b.頂出端工鋼搭在抗橫移梁上。穿入工字鋼時采用裝載機或挖掘機推拉穿入施工，人工配合調整。5)架設縱向工字鋼。為增加剛度和穩定性，在線路股道間、兩路肩均設縱向工鋼，每束縱梁由Ⅰ56B三根工字鋼組成?？v梁接頭采用交錯布置形式。縱梁設在橫向工鋼之上，縱梁與橫向工鋼用“U”形卡連接。

2.5 防線路橫移措施

1 )為防止線路橫移，在線路頂出側設置防止橫移擋墻，用于支擋橫向工鋼。擋墻為L形鋼筋混凝土結構，下部寬1 m、厚1.0 m，上部寬0.5 m，高度滿足工鋼支頂，基礎為φ1.0 m鋼筋混凝土挖孔樁，樁距5.0 m，L形擋墻靠線路側距離線路中心7.0 m，并不得影響框構就位。2)在框構頂部預埋錨固鋼筋，頂進過程中用倒鏈對軌道進行后拉。3)為減小框構橋與橫向工鋼的摩擦力，在橫向工鋼與框構橋頂板間放置專用小滑車。

2.6 軌面不等高措施

多股道軌面高差大于0.3 m時，線路加固難度很大。為保證安全和減少工作量，采用兩套加固體系分別對線路進行加固，兩體系橫向工鋼為上下搭接方式，頂至搭接段時，后一根工鋼未搭上框構前為最不利狀態，此時主要靠股道間支撐樁受力，必須確保樁的穩定，后一根工鋼搭上橋30 cm后，方可拆除支撐樁。

2.7 頂進及挖運土

1 )采用挖掘機開挖，人工配合刷坡清底，裝載機裝車、汽車外運，依次循環作業。正常情況每次開挖頂進長度不超過1.0 m，開挖面坡度不陡于1∶0.5，開挖面邊坡應平順整齊，不得有反坡，對兩側機械不易觸及的地方，必須由人工按其外輪廓開挖。在塌方風險較大處每次開挖不得大于0.6 m，做到少挖快頂。2)根據力學檢算，橫向工字鋼最大懸空不得大于5.0 m，施工時按4.0 m控制，挖土時嚴格控制開挖量及開挖坡度。頂進采用邊墻掏槽開挖，開挖嚴控進尺，一鎬一挖。3)每次挖土作業必須按照技術交底提供的清底深度和糾偏措施嚴格控制，嚴禁不清底強行頂進作業，嚴禁超挖作業。4)挖土施工及管理人員隨時聽取現場指揮人員的口令，列車通過時必須停止挖土和頂進作業。5)在頂至距離挖孔樁3 m處，采用少挖勤頂的原則，防止樁后土的側壓力過大而發生塌方，每鎬頂進不大于0.5 m。6)采用破碎錘拆除挖孔樁，拆除方法由上向下。

2.8 拆除線路加固、恢復線路

框構橋頂進就位后，立即拆除線路加固，恢復線路，保證列車提速。

拆除線路加固施工流程:拆除縱向工字鋼→拆除橫向工鋼、回填道碴→拆除扣軌→抽出長木枕→抽換為橋枕→安裝護軌→整修線路→列車恢復速度。

橫向工字鋼拆除時，采用ZL50裝載機或挖掘機抽出工鋼。

3 質量保證措施

1 )框構頂進水平、方向控制:框構橋預制時滑板按3%。預留上坡。每頂進一鎬及時對各觀測點進行測量，分析框構走行趨勢，制定相應糾正措施。2)框構扎頭糾正措施:底板欠挖，欠挖量根據扎頭大小確定;底板底部鋪設枕木鋼軌滑道，形成抬頭趨勢;框構底部夯填碎石，嚴重情況下，停止頂進施工，采取增加地梁方案。3)框構抬頭糾正措施:采取底板下超挖措施，超挖量根據抬頭大小確定。4)框構糾偏措施:采用邊墻處超挖欠挖進行糾偏，超挖量控制在10 cm。調整左右側頂鎬數量，或左右側頂鎬不同步啟動等方式進行糾偏。當框構走行方向偏差較大時，采取減小頂程，增加調整次數的方式進行。

4 結語

2010年7月～8月，石太鐵路客運專線府東街框構橋跨正線四股道頂進，主汛期頂進，列車限速45 km/h，采用縱橫工字鋼及扣軌法加固線路，挖土頂進期間橫向工字鋼最大懸空達6.0 m，動車組運行平穩安全，頂進施工安全正點。

［1］ 鐵建設［2005］160號，客運專線鐵路軌道工程施工質量驗收暫行標準［S］.

［2］ TB 10415-2003，鐵路橋涵工程施工質量驗收標準［S］.

［3］ 鐵道部第四勘測設計院橋隧處.橋涵頂進設計與施工［M］.北京：中國鐵道出版社，1983.

［4］ TB 10002.5-2002，鐵路橋涵地基和基礎設計規范［S］.