對大型框構橋下穿鐵路線路加固及頂進施工安全管理的研究

摘要：隨著我國經濟的快速發展，鐵路基礎建設項目和地方城市交通道路建設迅速增加，公路下穿鐵路營業線公鐵立交橋施工導致鐵路行車安全事故案例時有發生。通過本人經歷過的多處此類施工，根據施工中的經驗，筆者在此文中如何使其處于安全可控進行淺議。

關鍵詞：施工;安全;管理;加固;頂進

大型框構橋下穿鐵路營業線施工工序復雜，特別是線路加固和頂進過程中，對鐵路行車干擾較大，安全隱患多，近些年造成鐵路安全事故屢屢發生。為確保此類施工安全，總結我局多處大型框構下穿鐵路營業線立交橋施工的情況，結合燈塔市忠旺路下穿沈大線351km500m公鐵立交橋工程具體情況，現就線路加固和頂進過程中應注意的事項作簡要論述。此框構橋3孔，自重6000t，全長45 m，高8.8 m，軸長22 m，采用縱橫抬梁進行線路加固。

一、做好地勘核定和配合相關單位做好施工設計等工作

1.準確的驗證線下地質條件是進行線路加固頂進施工的可靠前提。施工單位必須重視設計給定的地勘資料與實際對照工作，防止由于地下水位高，降水措施不到位，地基承載力低，框構底部沒有采取注漿加固措施，導致頂進出現框構橋扎頭現象發生。從工作坑開挖時，立即就要復核地下水和地質情況，確認降水有效、地質條件相符后才開始進行下一步施工。地勘資料必須準確，要在線路兩側最近的范圍設置鉆探點，降水井的設置必須滿足降水的要求，降水標準應降至框構底板下1.5米。鑒于非巖石地段，較大結構的框構橋，在頂進脫離滑板1/2時，普遍出現下沉情況，建議對頂程范圍內基底進行注漿加固措施。

2.框構橋頂進的線下入口、出口設置路基防護樁，是控制框構頂進側天窗的有效措施。設計單位要對頂進入口、出口設置路基防護樁進行設計，防護樁布置位置與框構橋頂進到位位置緊密結合，形成對路基的有效防護。防護樁布置位置與線路的距離要滿足使用反循環鉆機鉆挖防護樁的條件，又能在取消線上加固的條件下，進行補齊刃角的施工。防護樁頂做冠梁連接，冠梁頂面標高與橫抬梁支點帶頂面標高一致。實踐證明，采用該種形式的防護，能夠有效控制框構橋頂進過程中的側天窗。

3.合理確定框構橋預制形式，是確保頂進安全的重要環節。設計單位應根據地質情況、框構橋外部結構尺寸，合理給定框構橋預制滑板的上船坡度和框構橋前部底板下的上船坡，框構橋前端必須合理設置“前刃角”。當框構橋軸線與鐵路線路不是正交時，框構橋前端應平行鐵路設計。這次燈塔市忠旺路立交橋軸線與鐵路線路斜交84°，由于設計未考慮橋體前端平行線路，造成框構橋前端北側距鐵路線路比南側長出4.5米，頂進時框構橋前端不同時進出線路，使線路下部支撐結構縱向和橫向均存在軟硬不均的問題，嚴重影響線上加固的穩定性。

二、合理確定施工加固方案，做好線上加固工作

1.合理確定加固范圍。本次框構橋全長45 m，高8.8 m，軸長22 m。設計單位根據框構橋高度按1：1放坡，考慮斜交角度，線路加固長度給定72 m，橫向最長橫抬梁長度52m，實踐證明加固范圍滿足加固要求。

2.合理布置橫抬梁支點帶。本次施工設計文件給定框構橋入口、出口端分別設置1道和2道橫抬梁混凝土條形支點帶，支點帶截面為50cm×50cm。施工單位為更大地發揮支點帶作用，增大了支點帶截面面積，改為寬80cm，高60cm。支點帶下方進行砂石填平夯實，側壁采用模板支護，頂面抄平，確保支點帶結構尺寸一致。實踐證明，采用該種結構的支點帶，搭設橫梁時，不但確保了下部基礎牢固，橫抬梁搭設平整、便于拼接，能夠起到有效控制前天窗的作用，同時確保了線路的平順狀態。即便支點帶下土體塌落時仍能起到防護橫梁的作用。建議支點帶在出、入口處縱梁下方各設置一條，出口側在縱梁外側3.5m處再設置一條。

3.合理確定橫抬梁布設方式和施工方法。本工程線路加固采用50kg/m的3-5-3扣軌梁加I56C工字鋼橫抬梁加固方案。線路下方采用16.5m的I56C工字鋼橫抬梁橫向貫通沈大上下行線，避免了12m工字鋼需要在兩線間進行拼接的過程。橫抬梁間距為0.8m，在框構橋投影的加固范圍內，橫抬梁采用栓接的方式拼接成55m長的整體。拼接時腹板及上下蓋板用螺栓全部聯接，避免相鄰橫抬梁接頭在同一截面上，相鄰兩片梁體的接頭相錯布置，間距2m。橫抬梁的一端放置在框構橋頂板上，另一端放置在出口端支點帶和路基頂面上。

4.合理架設縱梁，布置輔助縱梁，做好縱梁支墩施工。橫梁上部在線路外側及兩線間各安設一道縱梁，每道縱梁由3片I56C工字鋼組成，使用U型螺栓與橫抬梁聯接。每道縱梁全長72m，采用10.5m、12.5m、16.5m規格的工字鋼，使用螺栓進行腹板拼接組成，三道縱梁的接縫錯接2m布置。入口側的輔助縱梁架設在入口端路基防護樁冠梁上，出口側輔助縱梁架設在縱梁外方4-5m處。輔助縱梁對線上縱橫梁加固整體強度的提高起到了關鍵作用?？v梁端部設置2m（長）×1.5m（寬）×2m（高）的C25混凝土支墩。在支墩施工時，將頂面標高降低300mm，上墊短枕木，確保日后線路進行大機清篩、機搗時不受影響。

5.做好抗移樁的設置。鋼軌抗移樁由設計的一根鋼軌增加為兩根，增大了抗移樁的強度。橫抬梁工字鋼與鋼軌抗移樁之間用薄鋼板等塞縫，確保工字鋼與鋼軌抗移樁之間剛性聯接。由于鋼軌抗移樁有彈性變形，頂進過程中有回彈現象，建議以后可以設計成帶基礎的混凝土抗移樁，樁頂采用L形冠梁設計，即能起到橫向支頂的作用，又能起到增加一道支點帶作用。同時在橋面備用手拉葫蘆，在線路因頂進橫移時及時進行調整。

三、合理確定頂進方案，做好線路監測工作

1.確定頂鎬配置形式?？驑嫎蜃灾?000t，備用框構橋自重60%以上的頂力，采用4臺泵站帶32臺320t頂鎬進行配置。為防止傳力柱彈崩，使每道傳力柱受力均勻，采用大斷面傳力柱，每隔六米安設一道鋼分配梁，并在傳力柱上部覆蓋1米厚的土方。

2.確定挖土范圍。為防止塌方，每次前天窗土方開挖按1：0.5坡度控制，采取隨挖隨頂進的方式施工。為減少側天窗，側墻處土方開挖至框構橋里側邊墻或邊墻一半即可。頂進過程中，隨時檢查框構頂板兩端的吃土狀態，該部位與橫抬梁之間不可留有土方，防止框構頂進過程中線路被該處土方推擠變形。為防止框構橋出現“扎頭”現象，在挖土時保留框構橋底板厚度一半土層，保證底板吃土頂進。

3.橋上橋下密切配合，指派專人做好動態觀測，確保線路穩定。框構橋的頂進必須在列車間隔時間進行。頂進過程中，安排專人觀察線路的方向及長平，發現變化立即停止作業，并及時恢復線路;安排技術人員對框構橋高低、方向變化進行動態觀測，發現偏差及時調整。橋上橋下作業人員采用對講機呼喚應答，相互之間保持密切聯系。也可以借鑒沈陽工務段線橋公司做法，在橋上、橋下安設電鈴，做到指令統一。

結語

公路下穿鐵路營業線公鐵立交橋施工，必須堅持安全第一的理念不動搖，一切立足于確保鐵路行車安全，在安全上不計成本，確保投入。施工人員必須經過技術、安全業務知識培訓，鐵路各相關設備管理單位要派勝任人員施工全過程進行監控監管?？傊?，只有通過設計、施工、監理、設備管理單位共同努力，嚴格執行鐵路的相關管理辦法及制度，才能確保下穿鐵路立交橋施工的絕對安全。

參考文獻：

[1] 黃劍.關于下穿鐵路立交橋工程設計與施工順序.城市建設理論研究，2015（10）

[2] 馬元清.上海真華路下穿鐵路立交橋工程設計與施工[J].山西建筑，2007（20）.

作者簡介：

張廣維 1973年生 男 遼寧省沈陽人 工程師。

（作者單位：中國鐵路沈陽局集團有限公司）