下穿鐵路橋涵的設計施工措施

代智斌

（中鐵七局集團第一工程有限公司）

下穿鐵路橋涵的設計施工措施

代智斌

（中鐵七局集團第一工程有限公司）

隨著經濟及社會的發展，國內電氣化鐵路大面積建成通車，在現代城市橋梁建設中，不可避免與鐵路的交叉、下穿、上跨。本文主要從下穿鐵路橋涵設計施工準確工作入手，重點對頂進施工工藝和技術進行了分析，希望給行業相關人士一定的參考和借鑒。

鐵路橋涵；加固；頂進；設計

引言

近年來，我國鐵路事業得以迅猛發展，越來越多的工程項目不可避免地會與既有鐵路發生交叉關系，為保證鐵路的正常運營，又不致影響在建工程的正常施工，就出現了各種下穿鐵路的橋涵結構，本文就以頂進施工方案為例，對下穿鐵路橋涵設計施工進行了初步探討。

1　施工準備工作

1.1開挖工作坑

開挖工作坑之前，先做好通信電纜的改移以及路基邊坡的防護工作。工作坑是預制和頂進框架的工作場地，工作坑的位置，根據鐵路兩側地形、場地大小及土質情況全面考慮，工作坑開挖的尺寸，除考慮預制框架平面尺寸外，還要考慮后背大小和預留一定的操作空間。此外，工作坑四周還要留有排水溝和集水井位置，以滿足施工期間排水的需要。工作坑坑頂至鐵路外側鋼軌的距離，根據道床及路肩寬度的最小要求不少于2.5m。

1.2修筑滑板

滑板主要是預制框架時的底板，同時在框架頂進時起導向作用。混凝土滑板鋪筑前，坑底鋪墊10cm厚碎石，滑板用C15混凝土灌注并在滑板內安放鋼筋網，滑板厚度不小于20cm，滑板每隔

3m設置一道地錨梁，兩側設導向支墩。

1.3預制框架

預制框架前做好測量定線工作，使框架身、滑板及頂進橋位的中心線一致。滑板頂面打蠟3mm，其上撒滑石粉一層，再鋪塑料薄膜一層將箱身混凝土和滑板混凝土隔離，以減少起動阻力。支模時使框架形成倒楔形，以便于框架頂進。灌注涵身混凝土分兩階段施工，先灌筑底板（包括下梗肋），當底板混凝土強度達到設計強度的50%后，再綁扎上部鋼筋，灌筑邊墻及頂板混凝土。框架預制施工順序如下：在工作坑滑板上安好箱身底模板→綁扎底板鋼筋→澆筑底板混凝土→養護→安中柱、邊墻內模→綁扎中柱、側墻及頂板鋼筋→安外模→灌注中柱、側墻及頂板混凝土→養護→拆模→安裝鋼刃腳→施作箱身防水層。框架預制好后，頂部設置防水層，外表進行潤滑處理，并在涵身前端周邊安設刃腳。

2　頂進施工

就目前而言，頂進施工是下穿鐵路橋涵設計施工最常用的方案。在頂進橋涵作業中，對既有線的軌道進行加固是其中最重要也是最關鍵的環節。其作用就是合理控制列車荷載作用下軌道的變形，降低對路基的動載作用。對軌道加固的形式加以確認時應視鐵路線路的基本狀況、既有線運輸能力、頂進橋涵處地質條。地下水分布情況及結構的尺寸、覆土厚度、刃腳構造、施工季節等情況予以綜合考慮。具體加固方式如下：

2.1扣軌與縱橫梁組合加固

（1）單一扣軌加固法。當頂進橋涵的涵箱身孔徑低于3m時，且處于直線地段，運輸壓力較小，路基土質較好，且涵頂有較厚密實的覆土，刃腳安裝良好，可采用單一的扣軌加固方法進行線路加固。

（2）吊軌橫梁或吊軌縱橫梁加固法。當頂進橋涵箱身孔徑較大，箱頂無覆蓋土，線路加固可采用扣軌橫梁或扣軌縱橫梁加固方法，施工順序依次為：鋪設扣軌→鋪設橫梁→鋪設縱梁。

2.2D型便梁加固

通常情況下，D型便梁為單線半穿式鋼梁，縱梁箱形，其橫梁還兼作軌枕作用，對于曲線半徑≥400m的線路比較適用。同時，D型便梁還可做架空加固線路，對土方予以一次性開挖完成，在不中斷行車條件下，對各種下穿橋涵進行施工，而且具有運輸便捷、拼裝簡單等優勢，然而D型便梁也具有一定的局限性。具體表現為下面幾個方面：①D型便梁只有四種規格，分別是D12，D16，D20和D24，頂進孔徑較大時無法采用；②因D型便梁具有一定高度，一旦橋涵頂至軌底的間距較小時，則無法采用；③對鐵路線間距有最小要求；④單片梁重心較高、底面較窄，在移動中很容易拆翻、傾覆。

2.3工便梁縱橫抬梁加固

分節式縱梁是工便梁的具體形式，其主要利用的是簡支鋼結構原理，將工字鋼作為單孔便梁聯接起來。但由于工便梁剛度較D型便梁弱，因此在施工時往往采用工便梁加橫抬梁組合的加固形式。施工順序依次為：支墩施工→便梁安裝→鋼軌安裝→橫抬梁安裝→線路控制。工便梁縱橫抬梁施工工序較為繁瑣，聯結構件較多，安全性較D型便梁有明顯劣勢，一般線路在線間距滿足D型便梁架設要求時，優先采用D型便梁加固方案。

2.4“六四式”軍用梁加固

當框架較大且與鐵路線斜交角度較小時，D型便梁跨度不滿足要求時，可以“六四式”軍用梁作縱梁，610工字鋼為橫梁加固，兩側采用D16型便梁架孔。但“六四式”軍用梁目前普及率較低，要根據施工單位架空設備而定制，工程造價較高。頂進施工優勢詳見表1。

表1　

3　具體施工要求

3.1挖土與運土

挖土時，每次掘進深度視土質情況及有關要求而定，每次進深約為20～50cm，在土質松軟層頂進時嚴禁超挖，確保刃角切入土層內10cm以上。同時測量工作緊密配合，根據框架偏差情況及時改變挖土方法。列車通過前，挖土人員要撤離開挖路面1m以外，嚴禁繼續掏土。

3.2測量觀測

在頂進施工過程中，每完成一個頂程，都需要進行一次水準測量，從而對框架坡度的變化情況予以及時掌握。在對方向進行觀測時，要將框架橋中線基樁作為原點，再用經緯儀撥90°直角來對觀測基點和頂進觀測站進行設置，頂進過程中需要在觀測站內架設經緯儀，一邊施工一邊觀測，做到隨時糾偏。

3.3整修、恢復線路

頂進完畢，拆除頂進設備，上道碴，更換軌枕，安裝線上其它設施，拆除鋼便梁、橫梁及其加固部件，恢復線路。

3.4要點時間安排

施工過程中需要點施工。要點施工前，應按《技規》、《安規》及有關文件要求，辦理施工要點手續，給點后，按《技規》要求設置防護，電務、工務、車務等分局有關單位的配合。要點前已與鐵路有關單位簽訂安全協議，做好施工配合。要點時接觸網停電。要點施工時，駐站聯絡員應按批轉的架梁方案，在車站《行車設備檢查登記簿》內登記，通過車站值班員向列車調度申請施工。駐站聯絡員接到調度命令后，用對講機通知指揮長，確認施工起止時刻，設好停車防護后，方可開工，并保證在規定時間內完成。

3.5其他應急措施

（1）施工單位接到鐵路分局調度所的給點施工命令后，立即封鎖作業區線路，按《技規》、及《鐵路公務安全規則》規定設好線路防護，并與駐站聯絡，并按《行規》規定在車站《運統-17》上做好登記，每次架梁結束后，做好消點簽認。

（2）每工作班設置4名持證防護員，移動停車牌、響墩的位置、顯示停車手信號的防護人員的站位嚴格按《技規》第291條規定執行。

（3）現場備用汽車一部，一旦要點施工完成，聯絡不通，由現場派人員乘車去貴陽西站聯系確認執行時間。汽車司機在要點前一天同駐站聯絡員熟悉現場到貴陽站的道路交通情況。

（4）施工現場預備50人勞動力及相關機具設備以備應急。

4　結語

下穿鐵路橋涵的設計施工，不僅與整條線路安危有著密切關聯，還對線路周圍水害的避免起到了積極的作用，更對日后的養護工作的難易程度起到決定性影響。為此，我們在對下穿鐵路橋涵設計中，應對涵洞位置予以正確布置，合理選擇涵洞孔徑大小，并結合周邊流水面高程與地勢，選擇恰當的施工方案，為確保下穿鐵路橋涵的施工質量打下堅實基礎。

[1]吳向明.晉中南山區黃土地層鐵路橋涵設計[J].鐵道標準設計，2014 （2）：82.

[2]阮繼紅.鐵路小橋涵設計質量通病探析[J].鐵道標準設計，2014（04）：36～38.

[3]曹選珠.沈陽四環下穿鐵路加固技術研究[J].價值工程，2015（03）：48～49.

U442.5

A

1673-0038（2015）44-0221-02

2015-10-14

代智斌（1970-），男，工程師，2008年畢業于中南大學，土木工程專業（遠程教育），主要從事工程技術，工程管理工作。