寧啟鐵路復線電化工程斜交斜做框架涵頂進接長快速施工技術

曹建新，湯勁松

(1．上海鐵路局寧啟復線電化工程建設指揮部，江蘇 揚州 225012;2．石家莊鐵道大學 土木工程學院，河北 石家莊 050043)

寧啟鐵路復線電化工程斜交斜做框架涵頂進接長快速施工技術

曹建新1，湯勁松2

(1．上海鐵路局寧啟復線電化工程建設指揮部，江蘇 揚州 225012;2．石家莊鐵道大學 土木工程學院，河北 石家莊 050043)

既有鐵路復線工程并行地段小間距的框架涵接長施工，通常采用線路加固條件下的原位現澆施工法。該方法周期長，工序多，對既有線干擾大，具有較大的安全風險。本文結合寧啟鐵路復線電化工程斜交斜做框架涵接長施工的實際情況，提出了慢行點內用便梁加固線路頂進接長框架涵的快速施工方法，即先在既有線路基坡腳以外預制框架涵，在用便梁加固線路、確保行車安全的條件下，線路限速的慢行期間，拆除梯形節，頂進預制框架涵。對該方法的工藝流程進行了詳細介紹。

框架涵 頂進接長 斜交斜做 復線工程

寧啟鐵路復線電化工程全線共有188座斜交斜做框架涵需要接長，孔徑為1.5～6.0 m，斜交角度為0～45°，線間距為4.4～15.0 m。當設計要求拆除既有涵洞的梯形節時，若并行地段小間距的框架涵接長施工采用傳統的原位現澆方式，需要對路基和線路采取必要的防護和加固措施，營業線施工需要較長的慢行時間，對既有線的運營干擾大，安全風險高。同時，由于鐵路運輸部門給予營業線施工的慢行和封鎖時間有限，在規定的工期內，完成如此眾多框架涵的接長施工，施工組織和施工難度也面臨嚴峻考驗。

本文以寧啟鐵路復線電化工程斜交斜做框架涵接長施工為例，通過方案比選，提出了慢行點內用便梁加固線路頂進接長框架涵的快速施工方法，并介紹了該方法的施工工藝流程。

1 工程概況

寧啟鐵路復線電化工程里程K230+852處1跨4.0 m斜交斜做框架涵，斜交角度為45°，接長長度為(3.7+5.0+3.0)m，凈高4.7 m，總高5.35 m，混凝土總方量83.2 m3，質量208 t，框架涵接長平面布置如圖1所示。既有梯形節長邊5.5 m，短邊1.5 m，平均長度為3.5 m，已伸入軌道底0.2 m，且體積龐大。

圖1 里程K230+852處框架涵接長平面布置示意

2 施工方案比選

傳統的框架涵接長施工大多采用線路加固條件下的原位現澆施工方法。施工項目包括:便梁支墩人工挖孔樁施工，穿鋼枕，架便梁，拆除梯形節和八字端翼墻，地基處理，基坑降水與開挖，基礎澆筑施工，現澆接長框架涵施工(底板和部分邊墻鋼筋綁扎和澆筑，邊墻和頂板鋼筋綁扎和澆筑)，框架涵混凝土養護，防水層和保護層施工，箱側回填級配碎石，拆除便梁，拔出鋼板樁，補充道砟并恢復線路等。整個施工過程均涉及營業線施工的慢行作業。

傳統的現澆接長框架涵的施工環節如用便梁加固線路、拆除梯形節和八字端翼墻、箱側回填級配碎石、拆除便梁、拔出鋼板樁、補充道砟并恢復線路等施工項目必須在既有線上進行，而框架涵的預制和養護可以在既有線路基坡腳以外完成，并借用下穿既有線的框架涵頂進施工方法，即可實現框架涵接長的快速施工。經過方案比選，提出了先在既有線路基坡腳以外預制接長框架涵，在用便梁加固線路的慢行點內拆除梯形節、頂進框架涵的慢行點內用便梁加固線路頂進接長框架涵的快速施工方法。

該方法與傳統的原位現澆接長框架涵相比，具有以下優點:①由于框架涵的主體在既有線路基坡腳以外預制完成，可大大減少營業線作業時間，有效降低既有線施工風險，減小施工對既有線的運營干擾。②傳統的原位現澆接長框架涵方法在行車條件下施工，框架涵的頂板和側墻外側作業空間小，不便綁扎鋼筋和架立模板，極易出現變形、跑模等問題;而采用該快速施工方法，由于接長框架涵是在既有線路基坡腳以外預制完成，作業空間大，框架涵主體和防水層及保護層的施工質量易于控制，且效率較高。

3 施工工藝流程

慢行點內用便梁加固線路頂進接長框架涵的施工過程包括:施工準備、框架涵預制、路基防護和線路加固、梯形節拆除和框架涵頂進、線路恢復和逐步提速、以及附屬設施施工等。其總體施工流程如圖2所示。其中，自線路加固的便梁支墩人工挖孔樁施工開始，到線路恢復并逐步提速至常速運行結束，為慢行施工時段。在慢行施工階段，利用行車間隙，完成梯形節的拆除和框架涵的頂進等施工作業。因此，根據慢行和非慢行作業內容，將上述各施工項目劃分為三個施工階段，依次為慢行點前施工階段、慢行點內施工階段和慢行點后施工階段。其中，慢行點內的施工是決定本項目能否成功實施的主要因素，具體安排如下:

圖2 用便梁加固線路頂進接長框架涵總體施工流程

1)便梁支墩挖孔樁施工。在線路限速45 km/h的慢行條件下，進行便梁支墩人工挖孔樁施工。

2)穿鋼枕。利用夜間天窗時間封鎖線路180 min穿鋼枕。

3)架設便梁。利用夜間天窗時間封鎖線路 180 min架設便梁。

4)拆除梯形節和八字墻。①移出梯形節蓋板:鑿除影響蓋板外移的臺帽、耳墻和直口，直口下鑿出鎬窩，塞入頂鎬頂起蓋板;在框架涵內部加2道圓木支撐;蓋板上打2個眼，穿入鋼絲繩;采用50 t吊車移出蓋板。②清理墻背部分填土，拆除頂進前方、八字墻和梯形節內混凝土路面及土方。③打眼:在八字墻翼墻、基礎以及梯形節邊墻和底板上打眼，眼距0.5 m，梅花狀布置。④裝膨脹劑:膨脹劑拌合成砂漿狀，放入眼內，用鋼筋搗實，木楔塞緊;從上至下0.5 h一個時間差，12 h后逐步起反應，達到逐步破碎、松動混凝土目的。⑤拆除梯形節:待膨脹劑起作用后，在框架涵的外側，用油錘配合風鎬從上向下、自外而內拆除八字端翼墻和梯形節;采用氣割切除混凝土中的鋼筋。⑥出砟:一臺小型挖掘機安排在既有箱涵內，邊拆除邊從既有箱涵內出砟;一臺大挖掘機放至外側，施工過程中與破碎錘互換出砟。⑦清理基底，底板鋪上一層中粗砂找平。

5)頂進框架涵、箱側回填。①頂進框架涵就位:采用4臺頂鎬，由2個液壓控制臺控制，接力頂進，頂進就位后的對接效果如圖3所示。②防水處理方式:采用遇水膨脹膠條粘貼在新舊框架涵端墻上，墻中間與內側各一道，每邊兩層，隨頂進擠壓密實;為達到防水的目的，頂進就位后，立即在頂部接縫處施作一布兩涂防水層和C40速凝混凝土保護層。③箱體就位后，箱側回填砂夾碎石。

圖3 框架涵頂進就位后的內部對接效果

6)拆除便梁。利用當天夜間天窗點封鎖線路，卸縱梁、抽出鋼枕，補充道砟和養護線路。

7)拔出鋼板樁。利用第二天夜間天窗點封鎖線路，拔出鋼板樁，封堵樁孔，并補充道砟、養護線路。

8)逐步提速至常速運行。補充道砟，采用小型液壓搗固機群養護線路，利用3 d時間逐步提速(45，60，80 km/h)后，恢復至常速。

根據該項目的工程量、施工機具設備和人員配置情況，計算每道工序所需作業時間，制定慢行點內施工作業工藝流程，如圖4所示。可知，用便梁加固線路頂進接長框架涵的施工方法，在既有線施工需要慢行16 d，比傳統的原位現澆接長施工方法慢行時間減少了約36 d。

圖4 慢行點內施工作業工藝流程

4 效益分析

4.1 經濟效益

用便梁加固線路頂進接長框架涵的施工方法與傳統的原位現澆接長施工方法相比，需要增加框架涵的頂進費用，且預制框架涵需要增加地基處理和工作坑開挖工程量，直接投資費用有所增加;但考慮到該方法需要的慢行時間較少，大大減少了施工對既有線正常運營的干擾，能夠產生可觀的運營效益，間接經濟效益巨大。因此綜合來看，該方法的經濟效益良好。

以寧啟鐵路復線電化工程里程K230+852處框架涵為例，框架涵頂進施工需要制作后背梁和滑床板，租賃頂進施工的千斤頂、高壓油泵、頂鐵和頂柱等機具設備，以及增加頂進施工的人工費，還要增加預制框架涵的工作坑降水和開挖等費用，根據有關定額和稅費取值標準，直接投資費用增加6.7萬元。另一方面，該快速施工方法減少慢行時間約36 d，根據寧啟鐵路運營效益和慢行施工措施分析，可減少慢行施工的經濟損失約18萬元。總體計算，節約費用為11.3萬元。

4.2 社會效益

該方法與傳統的原位現澆接長施工方法相比，大大減少了營業線施工時間，有效降低了既有線安全運營的風險，減少了施工對既有線正常運營的干擾，保證了列車通過能力和客運列車的正點率。在既有鐵路增建二線工期確定、既有線封鎖和慢行施工時間有限的情況下，能夠在有限的時間內實現工期目標，產生了顯著的社會效益。

5 結語

既有鐵路復線工程框架涵的接長施工采用慢行點內用便梁加固線路頂進接長框架涵的快速施工方法，可大大減少營業線作業時間，減小施工對既有線的運營干擾，有效降低既有線的施工風險。

寧啟鐵路復線工程采用慢行點內用便梁加固線路頂進接長框架涵的快速施工方法，取得了較好的施工效果，產生了良好的經濟和社會效益。可在今后的既有鐵路復線工程框架涵的接長施工中推廣應用。

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(責任審編 周彥彥)

U449．5

:ADOI:10．3969/j．issn．1003-1995．2015．08．07

2014-10-28;

:2015-01-08

上海鐵路局科研計劃項目(2011088)

曹建新(1965— )，男，江蘇南通人，高級工程師。

1003-1995(2015)08-0024-03