仿盾構施工鐵路頂進橋施工技術探討

王友芽

摘 要：文章主要介紹昌栗高速公路下穿鐵路框架橋，為不影響既有鐵路線行車，采取仿盾構施工鐵路頂進橋施工技術：鐵路線外預制框架橋、D型便梁架空線路、注漿加固處理、多孔框架連續(xù)頂進就位的施工方法。既避免了中斷行車，又能夠實現(xiàn)公鐵立體交叉運行的目的，解決了鐵路提速和公路交通發(fā)展之間的矛盾，減少對運營的干擾時間，縮短了工期；取得了良好的經濟效益和社會效益，可為其他類似工程提供參考。

關鍵詞：下穿電氣化鐵路；仿盾構；多孔框架連續(xù)頂進施工；安全防護；經濟效益

1 工程概況

本工程為南昌至上栗高速公路下穿西環(huán)鐵路框架橋工程，該線路為雙線電氣化鐵路，工程所在位置鐵路為直線段，線間距5m，路堤路段填土高度5～6m。昌栗高速公路等級為高速公路，設計車速100km/h，車道寬度11.25m?？蚣軜蛟O計用途為立交，凈高不小于5.45m。

主線框架為2-12.5m獨立鋼筋砼框架橋，每孔框架全寬14.4m，單節(jié)長17m，橋身與既有西環(huán)鐵路斜交，交角為88.6°，斜交正做；D匝道框架為1-15m鋼筋砼框架橋，框架全寬17.6m，單節(jié)長17m，橋身與既有西環(huán)鐵路斜交，交角為88.6°，斜交正做；A匝道框架為1-12m鋼筋砼框架橋，框架全寬14.2m，單節(jié)長（17/sin69°）m，A匝道框架中心線與鐵路夾角為69°，斜交斜做?，F(xiàn)澆部分為預留新建鐵路南昌鐵路樞紐南昌大型養(yǎng)路機械運用主檢修基地工程建設條件而設。

2 施工方案

在基坑內滑板上面預制框架，利用油壓千斤頂頂動框架向前挺進，頂進過程中，利用支承樁、工字鋼縱橫梁和D24便梁對線路進行逐孔架空加固，逐孔頂進、機械開挖、類似仿盾構施工方法。在頂進完成第一個框架后恢復線路拆除架空便梁，將便梁移動至下一孔便梁上方進行架空加固，鑿除影響框架頂進的加固支墩樁；頂推到達設計的位置，然后在框架前后兩端連接引道。施工工藝流程如下：

施工準備→線路加固支承樁施工（同步進行工作坑及滑板施工）→框架框架預制及養(yǎng)護→主線左幅框架線路加固→主線左幅框架框架頂進→澆筑C30砼墊梁并養(yǎng)護（同步進行主線左幅框架頂和臺背砂性土及道碴回填）→將便梁前移進行主線右幅和D匝道線路加固→鑿除2、3#支承樁→主線右幅及D匝道框架頂進施工→箱頂、臺背回填滲水土→框架橋過渡段注漿固化→補充道碴后拆除框架線路加固橫梁→拆除縱梁→框架框架現(xiàn)澆部分施工→框架框架附屬工程→竣工驗收。

2.1 工作坑開挖及基礎處理

因現(xiàn)場地形，決定把頂進工作坑設置既有線左側，因考慮到盡可能地減少頂程，在確保既有線行車安全的前提下，工作坑盡量靠近既有線坡腳。

基坑開挖前，對地下管線、通訊信號電纜及既有設備進行詳細的調查，確認無任何電（光）纜后方可采用機械開挖。

施工順序：工作坑放樣→人工探挖→土方開挖→工作坑邊坡防護→基底平整→基坑排水。

工作坑機械開挖至基坑頂設計標高0.3m以上時，采用人工開挖修整。工作坑邊坡防護采用網(wǎng)噴C20砼防護。

基坑四周設60×60cm排水溝，四角設置60×100cm h=80cm的集水井，用潛水泵抽取地面水，并在基坑內按間距5m設置Φ35cm降水井，井深10米及時抽取地下水，防止基坑浸泡水中。

2.2 頂進后背施工及滑板制作

頂進后背除采用D1.5m的鋼筋砼鉆孔樁及鋼筋混凝土后背梁，后背鉆孔樁制作完畢后，在鉆孔樁前端澆筑高為2.5m寬1.5m的C30鋼筋混凝土后背分配梁，后背梁與滑板同步施工，并用鋼筋連成整體，后背梁錨入滑板下1.5m。滑板下每3m設地錨梁一道，與滑板一同澆灌，并予配筋，增加滑板的抗滑能力。為保證框架橋頂進過程標高控制精度滑板砼要求振搗密實，表面平整度在2m長度范圍內凹凸差不超過3mm?；逅闹軐捰诳蚣芎硗庋?m左右，滑板頂面設5‰的上坡，防頂進扎頭，來控制框架的頂進高程。為確保在頂進過程中減小框架底板與滑板間的摩阻力，在滑板面層布設潤滑隔離層，潤滑隔離層由潤滑層和塑料薄膜組成。

2.3 線路的加固

本工程線路加固包括頂進部分的線路架空加固和無縫線路應力放散與鎖緊加固。支墩挖孔樁施工必須在限速45km/h的行車條件下進行施工。挖孔樁施工前，綜合鐵路部門技術要求結合便梁架空線路時附跨的設置原則，采用兩片長12m的I56工字鋼縱梁加橫梁進行扣軌架空線路，線路架空加固施工要在封鎖鐵路線的情況下進行。挖孔樁開挖按常規(guī)施工方法進行施工，嚴禁爆破作業(yè)。護壁采用模注鋼筋砼進行施工，人工挑抬至孔樁內，及時跟進護壁，樁身砼澆注在封閉點內采用泵車澆注。施工時注意確保既有線和井內施工安全，列車來臨前作來人員提前下道，動車提前10分鐘下道，井口設砼鎖口和井蓋。出碴采用人工提出井內裝袋入于兩線間或運至線路以外。開挖過程中注意井內排水，井內排水采用抽水機抽至線路以外排放，抽水過程中要注意線路線型的變化，加強線路的養(yǎng)護。

根據(jù)工程由三個連續(xù)框架和一個獨立框架組成的實際情況，為減少便梁倒用、吊裝、拆裝次數(shù)，縮短工期，降低施工對鐵路運營影響，采用兩孔便梁分兩批進行四個框架的架空加固。首先利用D24便梁和工字鋼縱梁架空位于中間位置的主線左幅框架和A匝道獨立框架，兩框架加固完成后進行挖土頂進作業(yè)，頂進完成后回填臺背恢復道碴及線路后拆除架空便梁和工字鋼，兩孔便梁往左分別縱移到D匝道框架上方和主線右幅框架上方，進行架空頂進作業(yè)。

2.4 注漿處理

根據(jù)設計要求，為增強框架橋基底承載力，確?？蚣軜蝽斶M過程中安全進行，在框架頂進前對框架橋范圍從地下水位標高開始到框架底1米范圍內基底進行注漿加固；注漿管直徑采用42mm，注漿壓力控制在0.1-0.3MPa，壓漿順序先注周邊，再注中間，注漿孔沿線路方向間距為1.5m梅花型布置。對既有線注漿工作應安排在列車不通過時間段進行，注漿過程中不得拆除加固便梁。

2.5 框架頂進施工

千斤頂布設于后背分配梁與傳力柱之間；頂進時采用油泵集中供油，確保頂進時所有千斤頂能同步進行，頂進作業(yè)時每次頂進前檢查液壓系統(tǒng)、頂柱安裝和后背變化情況。

挖運土方與頂進作業(yè)循環(huán)交替進行，每前進一頂程即切換油路，并將頂進千斤頂活塞拉回復原，補放小頂鐵，更換長頂鐵或砼頂塊。

在框架的頂進施工中，中線和水平的測量非常重要，用于指導框架的頂進，每次頂進完畢后，馬上測出中線和水平的偏差。邊頂邊觀測、邊糾偏，隨時掌握框架頂進的進行狀態(tài)。

第一個框架頂進就位后，要及時檢查框架中線和水平偏差情況，以指導后續(xù)頂進時框架的調整量，在第二和第三個框架頂進過程中控制好頂進方向，特別在后頂進的框架前端未進入已就位的第一個框架尾端前應調整框架頂進方向，適當放大框架間的縫隙，在兩涵搭接長度50cm以上時，調整頂進方向，使框架間的縫隙達到設計要求，避免因頂進方向控制不準而出現(xiàn)兩個框架頂死的情況，影響框架的正常就位。

水平糾偏措施：一是在滑板上設置5‰上坡。二是在框架底板設置“船頭坡”，用以防止框架“栽頭”。三是通過對基底土層的超欠挖來實施對框架水平偏差的糾正。通過基底土層進行插打松木樁、墊鋼板及換填砂夾礫石或砼等加固措施，可對框架的水平偏差予以糾正。

中線糾偏措施：可通過調整頂鎬的布置和兩側土體的超、欠挖來實施中線偏差的糾正。如框架已向一側偏移，則在這一側多設置幾臺頂鎬，加大該側頂力，可實施糾偏。

高壓力頂推易產生較大破壞力，頂推時有條件遠離液壓裝置及傳力柱的人員必須撤離，以防意外事故。

2.6 便梁拆除，恢復鐵路線

在框架頂進到位后，對箱頂、臺背回填滲水土，對框架橋過渡段注漿固化。申請封鎖拆除扣軌。在拆除扣軌施工前，應備足回填用砂及道碴。框架兩側及頂面先填筑河砂并沖水密實，封鎖后抽除橫梁及縱梁回填道碴，道碴回填后必須按工務要求搗固密實。架空線路和拆除架空設備時，安排干部到崗盯控。

在第二個封鎖點內采取架設橫移軌道，安裝橫移頂背鋼板和千斤頂，手搖橫移的方法將線路外側的縱梁移至路肩搭設的平臺上，在確保回流線與吊車鋼絲繩間的安全距離后再利用2臺100噸的汽車吊吊離線路，具體施工工藝同縱梁安裝時的吊裝和橫移（為縱梁橫移安裝的逆過程）。待道床基本下沉穩(wěn)定后解除慢行恢復常速行車，線路恢復常速行車后再解除無縫線路的鎖定設施。

2.7 框架現(xiàn)澆施工、出入口及附屬施工

線路恢復后，在框架及兩側路肩上設置隔離柵，禁止施工人員進入線路內，框架現(xiàn)澆、出入口及附屬工程施工并嚴格按照臨近既有線施工組織實施。

3 安全防護

既有線施工安全無小事，一旦出事就是較大事故，因此要建立健全安全質量保證體系，建立健全各項安全制度和安全防護措施，加強施工崗前安全培訓，做好技術和管理剛性交底要求；建立應急組織，做好應急預案；并加強施工中的安全檢查工作；施工現(xiàn)場實行封閉管理，限制鐵路列車通過施工區(qū)域（頂進）的速度；加強施工過程中的安全監(jiān)測，及時反饋指導施工?，F(xiàn)場施工設專人統(tǒng)一指揮、調度和專人值守、專人防護；并嚴格按施工方案施工，各種防護措施要按施工方案做到位，要確保營業(yè)線施工安全。

4 結束語

隨著我國經濟建設的飛速發(fā)展，客專與高鐵建設方興未艾；確保安全質量，加快工期，文明施工已是我們的施工理念。鐵路運營線下增建大跨度橋涵，采用D型便梁加固及架空線路、仿盾構機械挖掘頂進施工，既避免了中斷行車，行車慢行速度可由30km/h提高到45km/h，縮短了慢行時間，可優(yōu)化運行圖；又能夠實現(xiàn)公鐵立體交叉運行的目的，解決了鐵路提速和公路交通發(fā)展之間的矛盾。無論從施工人數(shù)的降低、施工進度的提高、環(huán)境的保護，還是施工質量的改善，施工成本的降低都有顯著的提高，因此類似仿盾構施工較好的解決了對線路影響跨度大和行車限制速度低的問題，能帶來較大的經濟效益。本工程自2015年4月開工，于2015年11月竣工。該工程整個施工均在合理時間內順利完成，達到了預期的效果。可為其他類似工程提供參考。

參考文獻

[1]TB10303-2009.鐵路橋涵工程施工安全技術規(guī)程[S].

[2]鐵路總公司頒布的現(xiàn)行有關設計規(guī)范、施工規(guī)范、質量檢驗評定標準與驗收辦法及其他有關文件[S].