市政道路下穿既有鐵路施工方案探討

王 子, 林圣坤

(中國五冶集團有限公司， 四川成都 610041)

市政道路下穿既有鐵路施工方案探討

王 子, 林圣坤

(中國五冶集團有限公司， 四川成都 610041)

隨著我國城市建設的快速發展，越來越多的新建道路需穿(跨)越既有線路工程。文章結合瀘州市九港路市政道路工程下穿隆(昌)瀘(州)鐵路隧道施工方案變更情況，為類似工程如何有效縮短工期、節約投資、控制工程質量和安全風險總結出了寶貴經驗。

下穿； 鐵路； 施工； 工期； 投資； 質量； 風險

1 工程概況

本工程位于瀘州市龍馬潭區，起點處與龍馬大道相交，終點處與空港路相交。其中在K0+389.396處與隆(昌)瀘(州)鐵路K52+997相交處設計下穿鐵路通道一座，通道頂部計劃預留遠期增建兩條鐵路線的需求[1]。

本框架橋為穿越既有瀘隆鐵路而設，其中心線與既有瀘隆鐵路中心線斜交84°，縱段處于半徑2 500 m的凹形豎曲線上，通道全長36 m，框架采用5.0 m+16.5 m+16.5 m+5.0 m四孔鋼筋混凝土現澆框架(圖1)。

2 主要技術標準

(1)道路等級：城市主干道。

(2)建筑限界：

車行道(單孔)：16.5 m×5.0 m(寬×高)；

人行道(單孔)：5.0 m×3.3 m(寬×高)。

(3)結構設計基準期：100 a；結構設計使用年限：100 a。

(4)結構抗震設防：抗震設防烈度為VI度，地震動峰值加速度0.05g。

3 水文地質情況

地勘資料顯示[2]，下穿鐵路工程所在地的地質、水文情況較好，場地所處區域構造穩定，場地及附近除部分地段分布有較厚填土外，擬建道路沿線場地及地基總體穩定性較好，適宜建設。

場地內地表水水量較大，對后續施工影響較大，應及時排除；上層滯水水量一般不大，施工前應及時清除；基巖裂隙水一般水量較小，對道路施工影響較小。場地水及土對混凝土結構及鋼混凝土中的鋼筋具有微腐蝕性；場地水及土對鋼筋混凝土管材具有微腐蝕性。

4 原設計要求的施工方案

本工程原設計要求采用框架預制、暗挖頂推施工工藝。其主要施工過程如下。

4.1 開挖工作坑

基坑開挖前，應對地下管線、通訊信號電纜及既有設備進行詳細的調查，并與其主管部門商定保護措施及簽訂有關安全協議。

基坑按土質巖層厚度分級開挖，并在每級開挖后設置向內傾斜坡度2 %～4 %的護坡平臺，寬度2 m,并設置截水溝。分段分層開挖，每層開挖深度2 m，基坑開挖到距離設計坑底標高0.3 m后由人工進行淸底，并對基坑進行整平。基坑四周排水溝，四角設置集水井，用潛水泵抽取地面水。

工程實施范圍地下水影響較小，因此不考慮地下降水措施。

4.2 修筑工作坑底板、導向墩

開挖縱、橫向地錨梁溝，設碎石墊層后便可進行滑板混凝土施工，并按設計圖設地錨混凝土梁、導向墩。

滑板混凝土施工養護三天后便可施工潤滑隔離層，潤滑層為設置2 mm厚石蠟機油一層，滑石粉一層，隔離層設置塑料薄膜。

4.3 框架主體預制

本框架橋采用現場澆筑，模板采用膠合木模板，滿堂鋼管支架支撐。框架分3次澆筑完成：第一次灌注框架底板及倒角以上20 cm位置；第二次灌注框架邊墻(高度至頂部倒角以下40 cm)；第三次灌注框架頂板及頂部倒角以下40 cm。

4.4 修筑后背

頂進后背采用2 m×7 m的C30鋼筋混凝土后背梁及C15混凝土后背墻。C30鋼筋混凝土后背梁與工作坑底板施工同步進行，并用鋼筋連成整體，幾何尺寸施工時可根據現場實際地形做調整。

4.5 鐵路加固

根據設計擬采用24 m、12 m D型梁加固線路,挖孔樁施工前需要用3-3-3-3吊軌梁對鐵路進行加固處理。主體框架部分采用三跨24 m D型便梁，將D型便梁的挖孔樁置于箱體中間，避開框架的梗腋及邊墻位置，待鐵路線路加固后在線下施工框架結構。

4.6 頂推設備安裝及施工

開頂前進行試頂，頂力約為結構自重的0.4～0.8倍，使頂鎬同步逐漸加壓，每次升壓后穩定10 min，并對設備、滑板、后背梁及箱體進行檢查。在加壓過程中，如油壓突然下降，一是表明箱體已經脫離滑板開始移動，此時可繼續頂進。二是后背或箱體出現變形，此時停止頂進，分析變形原因，采取加固措施。

框架頂進方法為：在事先筑好的后背作為反力墻，用千斤頂等液壓設備頂推箱身前進，待千斤頂回收后填放頂鐵，然后采取對既有路基擾動最小的土方開挖方法進行施工，依次循環將箱身頂入就位。

4.7 收尾工作

待箱體頂進到位后，箱體兩側按設計要求回填壓實，并恢復鐵路路基以及地下管線埋設。回填后仔細觀測鐵路的線路情況，進行路基沉降觀測和保護工作。

施工注意事項[3]：

(1)框架結構預制質量控制：從影響質量的“人、機、料、法、環”五大要素進行控制，重點放在模板、支架搭設、鋼筋混凝土工程、頂推作業的事前控制上。

(2)交通導行：施工中需要列車慢行或封鎖線路施工提前向鐵路部門提出申請要點計劃，確保準時開通線路或解除慢行。封鎖、慢行施工期間，必須安排駐站聯絡員駐站，防護員負責設立有關防護標志，施工負責人全程指揮協調等。

(3)監測與測量：頂進過程中的測量以及基坑監測是本次框架頂進施工的關鍵之一，施工過程中，注意對箱體軸向中心線的橫向、豎向偏差控制，以保證框架正確就位，“做到一頂一測一糾”。

(4)頂推控制：箱體混凝土強度達到設計強度的90 %時才可以實施頂推作業，安放頂鐵或頂柱必須保證與頂進框架箱體軸線順直一致，與橫頂鐵垂直，作業人員應站在安全線地帶，頂進設備嚴禁在受力情況下進行維修和調整，嚴禁在頂鐵上站人。

5 存在的問題及方案變更論證

5.1 存在的問題

原方案總工期234 d。由于下穿工程范圍內的房屋、電力、道路等遷改工作進度遲緩的原因，造成下穿工程范圍內的工作場地于2016年9月20日才正式移交給施工方，而業主要求2016年12月20日保證九港路主線通車，在此情況下下穿工程工期壓縮至90 d。

如繼續采用原方案，必須在90 d工期內完成基坑開挖、后背制作、滑板、隔離層以及框架橋主體結構、頂推作業、回填等分部分項工程，不僅會因為工藝工序較為復雜，導致難以保證節點工期，而且會因趕進度不經濟使用人、材、機等資源造成工程投資過高。另外，由于正值雨季期間進行下穿鐵路框架橋頂推作業，增加了工程質量、安全風險。因此，經和業主、勘察、設計、監理等相關單位共同協商后，變更下穿鐵路施工方案。

5.2 方案變更論證

針對本工程節點工期難保證、建設投資過高、質量和安全風險較大、施工工藝工序較為復雜的特點，又考慮到既有鐵路線(瀘隆鐵路)為普通貨運專線，且列車通行速度慢，列車班次少的實際情況，建議既有鐵路線臨時改線繞行，采取明挖現澆后回填恢復鐵路線的方案。

5.2.1 既有鐵路線臨時改線繞行

經與業主、地勘、設計、鐵路產權等相關單位協商，確定將既有鐵路線改遷至九港路下穿通道的東側(圖2)，留出下穿通道基坑開挖作業面[4]。

5.2.2 基坑開挖及支護

基坑開挖最大深度為10 m，開挖范圍作相應調整(圖3)。

原基坑底滑板、隔離層取消后，調整為采用 C15混凝土作為框架基礎墊層。在此基礎上施工框架橋主體結構。

5.2.3 框架橋主體結構施工

原設計為方便頂推作業將框架橋主體結構四個框架之間設計有10 cm間隙，現調整為2 cm。

框架橋施工參照上節所述相關內容，主體結構完成后再進行裝飾、排水、電力、照明、消防等附屬工程。框架橋結構完成后，現場縱斷面布置如圖4所示。

5.2.4 恢復既有鐵路線

下穿框架橋混凝土強度達到設計要求后，回填恢復既有鐵路線，拆除鐵路臨時改線后便可進行下穿道路工程施工(圖5)。

6 方案實施效果

變更下穿工程自2016年9月20日正式開工，于2016年12月10日主體結構正式完工，共歷時80 d。

6.1 工期保障

變更方案后，下穿鐵路工程工期由原設計方案的234 d縮短至80 d，大大縮短了施工工期，滿足了業主提出的2016年12月20日主線通車要求。

6.2 工程規模及投資

變更方案實施后比原方案的施工內容、工程規模大幅縮小，施工工藝工序大為簡化，基坑開挖以及框架橋主體施工已屬于常規性施工技術。主體結構未發生大改變，減少了頂推相關的工程措施，增加了既有鐵路的遷改及恢復工程。原方案造價投資額度為2 473.14萬元，變更方案實施后造價投資額度為2 200.3萬元，總體投資較原方案降低了272.8萬元，節約了工程投資(表1)。

6.3 質量、安全保障

由于方案變更后工程規模減小，施工技術難度降低，現場危險源也相應減少。工程質量、安全管理風險降低至可控范圍。

下穿鐵路工程整個施工期間，未發生質量事故和人員傷亡事故，達到合同質量、安全相關條款要求。

7 結束語

此次方案變更屬于成功案例，為工程今后類似工程提供了寶貴的經驗，尤其是針對等級較低、交通量較小、運行速度較低等特點的鐵路線下穿工程可以結合實際情況借鑒此次案例經驗。

隨著我國高鐵的大力發展，許多原有普客列車車流量減少，有利于實施該方案，但應注意與鐵路部門、業主單位、設計單位等相關各方的溝通協調，簽訂協議，明確各方管理職責。

[1] 中國市政工程西南設計研究總院有限公司.九港路市政道路工程施工設計圖設計文件[Z]. 2015.

[2] 中節能建設工程設計院有限公司. 九港路市政道路巖土工程勘察報告(詳勘)[R]. 2015.

[3] 劉鵬.下穿鐵路頂進框架橋的施工分析[J]. 房地產導刊, 2014(10):198.

[4] 鐵道部. 鐵辦[2012]280 號 鐵路營業線施工安全管理規定[S].

王子(1984～)，男，土家族， 本科， 工學學士， 工程師， 主要從事市政道路、隧道工程方面施工技術管理工作。

U449.52

B

[定稿日期]2017-04-14