護管涵穿越既有線施工方法

趙海波

摘要：為保證既有線鐵路的行車安全，石油管線在穿越既有鐵路時必須按規定設置防護涵。防護涵管一般埋設很深，給施工帶來很大困難。為保證既有線列車正常運行，必須對采用頂進的方法對防護涵管進行施工。新疆美匯特石化產品有限公司輸油管線在蘭新線K1594+620公里處穿越蘭新正線，與線路夾角90度，管道最淺位置埋深（距原地面）為2.66m，距軌底深度為4.6m。穿越處設置護管涵，護管涵為鋼筋混凝土圓管，內徑1.75m，壁厚17.5cm。蘭新鐵路線路為P60kg/m無縫軌道，行車密度非常大，護管涵只能采用頂進法進行施工。頂進施工前對既有線路進行防護處理，即對線路進行無縫線路應力放散，采用架設3-5-3扣軌梁防護線路。本文結合此工程實例，介紹護管涵穿越既有線的施工工藝流程、施工方法、糾偏措施及安全防護措施等。

關鍵詞：無縫線路應力放散；線路加固；涵管頂進；安全

中圖分類號：U231.3文獻標識碼：A 文章編號：1674―3024（2016）07―53―03

前言

本護管涵為新疆美匯特石化產品有限公司輸油管線穿越蘭新線而設，位于蘭新線K1594+620公里處。護管涵全長36m，采用頂進法，頂進方向與線路交角為90°，自南向北頂進。護管涵為鋼筋混凝土圓管，內徑1.75m，壁厚17.5cm，每節3.0m。兩側設置檢查井，檢查井設蓋板，南側設置通風管。本涵址范圍內主要地層為第四系全新統人工填筑土、上更新統至全新統洪積細圓礫土。土色灰色，顆粒不均，灰巖砂巖為主。

1 工藝流程

施工工藝流程為：施工準備（包括場地平整、測量放線、材料機具準備等）—工作坑施工（基坑開挖、頂進滑道及后背墻制作）—線路防護（包括無縫線路應力放散、線路扣軌加固）一涵管頂進—檢查井施工。

2 總體施工方案

根據施工圖紙及現場實際情況，頂進護管涵的基坑設在蘭新線南側，以2%坡度上坡由南向北頂進。頂進過程中對既有線路應力放散后采用3-5-3扣軌梁加固，扣軌長度12.5米，采用P50軌，施工期間蘭新線上下行限速45 Km/h。曲線外側路肩上設置拉軌樁，將扣軌與拉軌樁連接，與鋼軌接觸部位用絕緣墊墊護，以保證絕緣。

2.1 施工準備

（1） 平整場地。

（2） 放線、定位及高程。根據測量控制點及施工圖紙，用全站儀對涵管的位置進行放線工作，由技術人員通過打木樁、撒灰線放出中心線及工作坑的開挖邊界，做好地面標高，確定開挖深度。

（3） 材料機具。準備基坑開挖時防護的槽鋼，線路加固的鋼軌及扣件，頂鎬等。

2.2 工作坑施工

2.2.1 基坑開挖

（1） 本基坑深3.6米，為確保鐵路行車安全，開挖前采用人工在工作坑四周先挖“井”字形探坑，探坑深不小于1.75m（或按設備單位的要求） ，確保工作坑范圍沒有光纜、電纜及各種設備后，采用機械開挖。工作坑上坡角距下行線路中心線8.6m。

（2） 開挖方式采用挖掘機與人工相結合的形式進行，工作坑大小應按設計尺寸和標高。工作坑要求坑底密實、平整，并有足夠承載力。

（3） 挖出的土方及時清走，臨時堆放應距坑邊1.5米以外，堆放高度控制在1.5米以內。

（4） 工作坑施工完畢后，立即搭設圍擋，設置警示標志，防止物體及人員掉落。

2.2.2 頂進滑道及后背墻制作

（1）基坑開挖到達設計要求夯實后，再進行涵管滑道施工。根據施工放線，每隔2m平行鋪設舊枕木，然后澆筑20厘米C15混凝土，枕木略高于混凝土面。

（2）在枕木上平行放置兩根P50舊鋼軌，間距1.0m。用道釘固定在枕木，再用軌距拉桿固定兩根鋼軌，放置涵管在頂進過程中滑道發生偏離，影響頂進效果。

（3）在遠離頂進一端的基坑邊制作后混凝土背墻，寬2.2m，厚1.0m，高2.5m（深入基坑底1.0m，外露1.5m）。

2.3 線路加固

2.3.1無縫線路應力放散

為行車安全，扣軌施工前必須在既有線路上設置安全緩沖區，即在扣軌中心位置兩側切割兩對12.5m無縫軌進行應力放散。線路封閉后，按提前測量好的位置進行切割，同時松開扣件，切割完畢，撥出長鋼軌，運至線路以外，更換普通鋼軌，聯接扣件，達到應力。軌縫設置10 mm，10.9級螺栓接頭扭力達到900～1100N·m，扣件扭力達到80～150 N·m。軌距誤差+4，-2mm，變化率不大于1‰；水平誤差不大于4mm。鋼軌擋板，擋板座頂嚴、密靠、壓緊、不密貼（縫隙大于2mm）的數量不超過6%（連續檢查100頭）且無連續失敗；彈條扣件的彈條中部前端下顎應靠貼軌距擋板（離縫不大于1mm）或螺栓扭矩為120～150KN？m。Ⅲ型扣件為11～13.2KN，膠墊無缺損，歪斜量不大于5mm者不超過8% 。螺栓涂油。緩沖區鋼軌接頭：軌頂面及內側面要求平齊，誤差不得超過1mm。施工完成拆除扣軌后，在對線路進行無縫化處理。

2.3.2 線路加固

為防止涵管頂進過程中發生局部塌方，確保施工過程中的行車安全及施工安全，在涵管頂進前，必須對線路進行加固處理。本次加固線路采用3-5-3扣軌梁形式，即在線路中心制作5扣鋼軌束軌道外側分別制作3扣鋼軌束作為縱梁，每空混凝土枕木間穿插普通木岔枕160ⅹ240ⅹ3500mm作為橫梁和線路聯接形成整體。

線路加固施工步驟：

（1）埋設立軌 在辦理完相關安全施工手續后，在既有路肩開挖立軌基坑（深度不小于1.0m），然后埋設立軌，基礎用C15混凝土澆筑，立軌在扣軌梁施工完畢后與既有線路軌底安裝軌距拉桿，防止軌道橫移。

（2）扒碴上木枕 封鎖命令下達后，立刻組織施工作業人員扒除枕木盒內的道碴，然后進行穿插木枕作業。穿插后對線路進行全面檢查，必須符合軌道施工的有關要求。

（3）鋪設吊軌 木枕穿插完畢后，鋪設吊軌，組裝形式按3-5-3設置（下附圖）。吊軌用鋼軌為50kg/m軌。

（4）聯接螺栓 吊軌與其下的普通岔軌采用Φ22-U型螺栓與箍板聯結在一起。

（5）線路的整修 扣軌施工完畢后，回填道碴，枕木盒、枕木頭道碴飽滿，扣軌最高處應低于軌頂面20-30mm，頂面寬：3.5m，碴肩堆高：0.15m，邊坡坡度：1：1.75，線路整修完畢安全員檢查施工點堆放材料、機具是否侵線、施工負責人與設備單位管理人員共同檢查線路，確認達到放行條件再申請開通線路。

2.4 涵管頂進

膨潤土泥漿攪拌時間必須大于30分鐘，經過充分攪拌的泥漿抽入儲漿箱進行發酵，發酵時間大于6小時，再通過液壓注漿泵壓入關內，在膨潤土泥漿壓入以前，儲漿箱內發酵的泥漿再一次攪拌，以減少壓漿管道的阻力。注漿管采用SYB50/50-2型注漿泵，注漿量為建筑空隙的6—8倍Q-80L/min，注漿壓力大于地下水壓力，P=1.5Mpa。

2.4.3 糾偏措施

（1）涵管頭上翹 ①在涵管底部適當超挖；②在涵管兩側適當超挖。

（2）涵管頭下翹 ①涵管吃土頂進；②在涵管前段加設枕木；③如土質松軟時，可適當換填砂夾石增加地基承載力。

（3）涵管左右偏離 ①增加單側頂鎬行程；②在發生偏離的一側欠挖另一側適當超挖。③在發生偏離的一側加墊枕木。

2.4.1 涵管頂進

（1）施工準備 頂進前施工人員、吊車司機及頂鎬油泵操作人員就位，涵管及弧形鐵由吊車吊放在之前安裝好的滑道上，頂進設備機具如發電機、頂鎬、油泵、前橫梁、頂鐵、泥漿泵等現場安裝調試完成，并由技術人員復核涵管高程及軸線等情況正常后，即可進行涵管頂進作業。

（2）開挖頂進 頂進挖土時，應嚴格按照烏魯木齊鐵路局要求施工，即：管前挖土長度，在鐵路道床下不宜超越管端以外10cm，在道床以外部分不宜超過30cm，并應隨挖隨頂；管節周圍上部允許超挖1.5cm，下部135°范圍內不得超挖。開挖出的土方從涵管內由人工用獨輪車運至基坑，再用吊車吊至基坑外。頂進過程中，技術人員全程監測涵管的標高及軸線偏離情況，指導現場施工人員開挖作業，控制涵管頂進的偏移量。

（3）頂進 在土方開完完成后，檢查開挖的輪廓尺寸及頂鎬頂鐵的順直度，確認正常后，撤出管內開挖人員，再開動油鎬進行頂進作業。頂進到位后，停止頂進。在頂鎬行程達不到頂進要求時，頂鎬回油，加設頂鐵以加大行程。新加設的頂鐵必須與原頂鐵在同一軸線上。頂進時應晝夜施工，隨挖隨頂，有列車通過時，應立即停止頂進作業。頂進過程中，嚴格配合鐵路人員監護施工，聽從路局監護人員的意見，并及時解決提出的問題。

（4）頂進完成后注漿 在頂進完成后立即注入水泥漿，填實涵管頂進過程中對既有路基所產生的空隙影響行車安全。

2.4.2 頂進過程中注漿

在頂進過程中，為減少頂進阻力，防止管道受力變形而采用觸變泥漿。觸變泥漿的主要成分為膨潤土、純堿、CMC（粉末化學漿糊）。在注漿時嚴格注漿壓力不大于0.3Mpa，并測量監控線路的標高，防止鋼軌拱起。注漿與頂進同時進行，貫穿于整個頂進過程。配合比如下：

2.5 檢查井施工

涵管頂進及注漿完成后，再進行兩側檢查井施工。檢查井內徑尺寸為1.5m×4.5m，厚0.3m，鋼筋混凝土現澆。上加5塊1.0m寬鋼筋混凝土蓋板。南側檢查井設置通風管道。

3 安全技術措施

3.1 架設扣軌梁

施工前應明確分配各班組任務，確保封閉施工過程中的各工序銜接，并進行關鍵點的實地演練。嚴防機具、材料侵限，機具材料放置在鋼軌頭外側2.5米以外，人員在道上作業聽到防護號后，立即撤離線路，防止事故發生。

3.2 涵管頂進作業

在頂進作業時，必須遵守鐵道部、路局有關規定。做到“四不頂”，即列車通過時不頂，線路出現異常情況時不頂，圓涵方向、水平偏差過大時不頂、機械設備存在安全隱患時不頂。待消除隱患后，方可繼續頂進。頂進過程中，頂柱上及高壓油管附近不得站人。

3.3 注漿作業

注漿過程中，必須設專人對管內注漿過程檢測，避免注漿量過大產生管節錯臺。頂進就位后注漿設專人觀測線路變化，保證線路幾何尺寸不發生變化。設專人觀測注漿壓力表，保證注漿壓力不得超過0.3Mpa。

3.4 臨近既有線安全防護措施

施工前應與鐵路局各部門簽訂施工安全協議。施工時對既有線實行限速及線路封鎖時，在紅山口車站設置駐站防護員，現場設置專職防護員，駐站聯絡員及時通報列車的運行情況并及時與現場聯絡員聯系、通報，有列車通過時，必須停止開挖作業，列車通過后再恢復作業。嚴格監控線路狀況，如有意外立即向上級報告。

4 結語

新疆美匯特石化產品有限公司輸油管線穿越蘭新線K1594+620 1-1.75m護管涵頂進工程。2012年4月22日-5月30日，僅用38天就完成從無縫線路應力放散、架設扣軌梁、護管涵頂進、拆除扣軌梁、檢查井制作的所有施工。施工中科學組織，精細施工，保證了施工質量，制定了嚴密的安全保證措施，確保了既有線的行車安全。受到了業主及監理的一致好評。同時也積累了一定的施工經驗，為后期在烏魯木齊卡子灣公安小區自來水管道穿越烏魯木齊東站線路的護管涵工程提供了良好的施工經驗。

參考文獻：

[1]烏魯木齊鐵路局.營業線施工安全管理實施細則（烏鐵總〔2010〕174號）文件

[2]烏魯木齊工務段鐵路營業線施工安全管理實施細則.烏工安【2010】015號文件

[3]TB10415—2003鐵路橋涵工程施工質量驗收標準[S]

[4] 鐵路工務安全規則