客運專線孔簡支箱梁過隧道架設施工技術

茍效忠 黃祥恩

(路橋華東工程有限公司，上海 201203)

上海至昆明客運專線湖南段CKTJ-2標，位于湖南韶山，線路沿線以剝蝕丘陵為主。線路起于鐵甲灣特大橋昆臺尾DK55+068.75處，止于新吉平隧道進口 DK93+878處，標段全長38.818 km。橋梁24 682.64 m/23 座，占正線長度的 63.58%;隧道4 894延米/3座，占正線長度的12.61%，橋隧比例達76.2%。線路橋隧相連，具有明顯的山區鐵路特征。針對滬昆客運專線長昆湖南段CKTJ-2標橋隧相連的特點，本文借鑒京滬、武廣等已建成客運專線的施工經驗，在不切箱梁翼緣板和不預留隧道仰拱填充混凝土的前提下，論證整孔簡支箱梁通過短隧道的技術。

1 預制箱梁過隧方案的施工技術

1)箱梁結構與運輸設備。無砟軌道后張法預應力混凝土簡支箱梁高度為307.8 cm，寬度為 1 200 cm，長度為32.6 m，梁重826.9 t，標準尺寸(通橋(2008)2322A-Ⅱ)。距翼緣板端部11.5 cm橋面以上接觸網支柱基礎預留螺栓高度為60.2 cm。

韶山制梁場已購置TLC900C3型運梁車，運梁車主要參數如下:車寬6 600 mm，全長44 808 mm，車高2 275 mm±350 mm。

2)隧道襯砌方案。杏子灣、唐家沖隧道建筑限界采用高速鐵路建筑限界，隧道內線間距為5 m，隧道采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，軌道結構高度為515 mm。隧道結構尺寸:軌面以上凈空橫斷面面積100 m2，填充面以上294.5 cm處為上拱圓心高度，也是隧道最寬處，寬度為1 330 cm。

3)運梁過隧道方案。根據以往施工實踐，梁體左右兩側距隧道襯砌的安全距離不小于20 cm。適當降低運梁工況下的翼緣板高度，采取運梁車低位運行，降低運梁工況高度。依據隧道、箱梁設計尺寸和運梁車低位高度，計算梁翼緣板、接觸網支柱基礎預留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離。計算式如下:

其中，D1為梁翼緣板至隧道襯砌面的距離;R為隧道襯砌上拱圓的半徑;h車為TLC900C3型運梁車高降低至向下調節量100 mm時運梁車的高度;h梁為箱梁的高度;d圓心為隧道填充面(道床底面)至襯砌上拱圓心的距離;d梁寬為箱梁的寬度。

其中，D2為接觸網支柱基礎預留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離;h網為橋面以上接觸網支柱基礎預留螺栓的高度;d網寬為兩側接觸網支柱基礎預留螺栓外緣的距離。

計算得知，理論上梁翼緣板、接觸網支柱基礎預留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離分別為290 mm，165 mm。因接觸網支柱基礎預留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離165 mm＜200 mm的最小安全距離，運梁過隧道理論上存在一定的安全風險。

經現場調查，實際運梁工況與理論推算有些許偏差。與設計相比，隧道襯砌內輪廓半徑加大了50 mm，接觸網支柱基礎預留螺栓向兩側各移了15 mm;運梁車載梁后高度受壓降低約40 mm，考慮這些影響因素，重新計算接觸網支柱基礎預留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離。計算式修正如下:

計算得知，實際上接觸網支柱基礎預留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離223 mm，運梁過隧道工況見圖1。

圖1 運梁過隧道工況

箱梁翼緣板、接觸網支柱基礎預留螺栓外緣兩側間隙各為35.6 cm，22.3 cm，在不切箱梁翼緣板和不預留隧道仰拱充填混凝土的情況下，運梁車裝載箱梁可安全通過。

2 箱梁過隧道技術與安全管理措施

2.1 隧道施工技術

1)施工測量控制。對通過運梁車的隧道，測量工作在現行規范要求的基礎上增加監測頻次、提高測量精度，尤其要加強隧道的內輪廓凈空控制、線路平縱定位控制及運梁車行走面高程控制，各部分結構成型后精度控制在5 mm以內。2)隧道口縱向順坡。杏子灣隧道進口與竹山灣特大橋橋隧對接，唐家沖隧道進口與羅家大屋特大橋昆明臺臺尾相連。運梁過隧道前，需在橋(臺)面上澆筑C30混凝土縱向順坡或降低仰拱填充面，順坡長度不小于10 m，順坡時加設豎曲線平緩過渡，在橋(臺)面上澆筑順坡混凝土前先鋪層隔離材料(土工布、塑料布等)，避免之后鑿除混凝土時損傷橋(臺)面。3)仰拱填充施工質量控制。箱梁過隧道時，運梁車、箱梁結構自重直接作用于仰拱填充面，荷載遠大于運營荷載。在施工過程中必須加強對仰拱初期支護、仰拱及仰拱填充的質量控制，保證仰拱填充層承載力、平整度滿足要求，確保運梁車安全通過。

2.2 運梁走行安全保證

1)中線控制。箱梁裝車時，控制梁體中線與運梁車中線偏差。運梁車過隧道時的運行軌跡盡可能與隧道中心重合，預先用漆(或白灰)標出隧道中線及車輪邊緣線。2)隧道內照明。隧道內照明系統須設置在隧道兩側，照明必須充足，當隧道內光線昏暗時，不得進行運梁過隧道作業。運梁車在隧道內行走時，若遇到突然停電，須立即停車，待供電恢復后再行走。3)走行過程監控。箱梁過隧道時對箱梁的狀態進行實時監控，由專人負責監護。箱梁頂安排4名～6名監護人員(或高科技感應報警器)，隨時與司機及外界保持聯系，及時傳達和掌握箱梁翼緣板外緣、接觸網支柱基礎預留螺栓外緣凈空的動態數據，當梁端、梁跨跨中或接觸網支柱基礎預留螺栓外緣的凈空小于5 cm時，應立即停車進行調整。4)嚴格控制運梁車在隧道內的行車速度。最大車速不大于0.4 m/s，第一次過隧道時車速控制在0.2 m/s。

3 結語

經過理論計算和現場實踐，采取降低運梁車運行高度等方法，突破了傳統箱梁割翼過隧的施工工藝，優化施工方法，實現12 m寬整孔簡支箱梁，在不切箱梁翼緣板和不預留隧道仰拱填充混凝土的前提下順利通過隧道，更好的實現廠區預制箱梁，保證橋梁施工質量，提高工程效率。

[1]鐵建設[2007]47號，新建時速300～350公里客運專線鐵路設計暫行規定(上、下)[S].

[2]王其昌.高速鐵路土木工程[M].成都:西南交通大學出版社，1999.

[3]劉亞濱，劉國利.整孔箱梁架橋機穿越隧道及隧道口架梁技術方案[J].鐵道標準設計，2004(12):37-42.

[4]周 靖，崔慶和.鐵路箱梁制運架施工主要危險源及控制措施[J].山西建筑，2010，36(16):292-294.