大禮路下穿京九鐵路框架橋頂進(jìn)施工分析

（北京新航城開發(fā)建設(shè)有限公司，北京 102604）

1 工程概況

大禮路道路及管廊工程是保障北京大興國際機(jī)場運(yùn)營的重點(diǎn)市政配套，是聯(lián)通臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)東西片區(qū)、大興國際機(jī)場、商務(wù)區(qū)、綜保區(qū)的重要城市主干道，全長約14.9 km，穿越京九鐵路、中堡干渠等重大節(jié)點(diǎn)，總投資約55億元。下穿京九鐵路立交工程包含市政交通框架橋、綜合管廊框架橋和雨水方溝框架橋三座頂進(jìn)立交橋，與京九鐵路下行線的交角為84.4°。下穿京九鐵路立交工程施工平面圖如圖1所示，下穿京九鐵路立交工程框架橋施工圖如圖2所示。

圖1 下穿京九鐵路立交工程施工平面圖

圖2 下穿京九鐵路立交工程框架橋施工圖

2 工程難點(diǎn)及工序分析

2.1 工程難點(diǎn)

（1）鐵路級(jí)別高，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

下穿京九鐵路屬于雙線電氣化鐵路，為國家Ⅰ級(jí)鐵路干線，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

（2）鐵路設(shè)備遷改范圍大。

鐵路兩側(cè)施工區(qū)域地下有各種鐵路信號(hào)、通信電纜、地方光纜，京九線是電氣化鐵路，在施工范圍內(nèi)有329#～332#電氣化鋼筋混凝土接觸網(wǎng)桿均受影響，需要過渡改移。

（3）運(yùn)輸影響大。

由于三座框架橋同時(shí)頂進(jìn)，線路加固、橋體頂進(jìn)施工影響范圍大。

（4）頂進(jìn)難度大。

本工程橋總寬為95.753 m，長度為30.243 m，長細(xì)比較大，三座框架橋均采用分體設(shè)計(jì)，同時(shí)頂進(jìn)就位，并設(shè)置50 cm縫隙。

（5）頂進(jìn)誤差控制要求高。

框架橋頂進(jìn)過程中，為保證行車安全，確保線路加固體系穩(wěn)定，應(yīng)控制頂進(jìn)誤差，防止應(yīng)力過大使橋體出現(xiàn)裂縫，保證土體穩(wěn)定，不發(fā)生塌方現(xiàn)象。

2.2 施工工序

施工準(zhǔn)備→后背樁、冠梁施工→工作坑開挖→錨梁、滑板施工→框架橋及雨水方溝底板鋼筋、混凝土施工→框架橋及雨水方溝墻身及頂板鋼筋、混凝土施工→養(yǎng)護(hù)、拆模、防水及其保護(hù)層施工→三樁體系施工→頂進(jìn)設(shè)備安裝及調(diào)試→鐵路路基注漿及線路加固→頂進(jìn)施工→拆除線路加固、刃腳補(bǔ)齊施工→現(xiàn)澆段框架橋及雨水方溝施工→框架橋及雨水方溝附屬工程施工→現(xiàn)場清理、竣工驗(yàn)收。

3 工程施工保障措施

3.1 路基注漿保障措施

注漿技術(shù)是在道路上鉆孔植入注漿管，通過注漿壓力將漿液擠入土體，充填或壓縮周圍土體，提高土體密實(shí)度和承載能力。注漿加固技術(shù)在道路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)工程中應(yīng)用廣泛，采用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)運(yùn)營期道路沉陷等病害進(jìn)行維修，避免了大填大挖，具有施工工藝簡單、對(duì)交通運(yùn)營干擾小等特點(diǎn)，確保了公路運(yùn)營的安全、舒適、暢通，維修加固成本較低。

為了防止路基在頂進(jìn)過程中坍塌，本工程路基注漿范圍為沿鐵路線路方向框架橋范圍、兩邊墻體外緣外側(cè)各15 m范圍，進(jìn)行路基注漿固化處理。沿垂直鐵路方向鐵路中心線兩側(cè)各15 m范圍，進(jìn)行路基注漿固化處理，沿鐵路方向注漿長度為125 m，垂直鐵路方向?yàn)?4 m。注深須滲透至框架橋底板底以下3 m。路基注漿孔設(shè)置按沿線路方向（南北方向）、垂直線路方向（東西方向）間距為2 m，合計(jì)750孔，單孔單管為625孔，單孔7管量為125孔，注漿總孔數(shù)為1 500孔。結(jié)合實(shí)際工程量情況，現(xiàn)場安排16組人員，每組3人進(jìn)行打管作業(yè)，打管順序?yàn)樽韵孪蛏希韧瓿煽拷坊履_處注漿管安裝再依次向上，兩組人員分別自兩端向中間對(duì)向作業(yè)，路基注漿時(shí)列車運(yùn)行時(shí)速≤120 km/h。

3.2 三樁體系保障措施

三樁體系包括防護(hù)樁、抗移樁及支撐樁，框架橋四角鐵路路基設(shè)路基防護(hù)樁，可保障鐵路路基安全，防止側(cè)塌。框架橋刃角側(cè)設(shè)支撐樁、抗衡移樁，防護(hù)樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁，支撐樁頂設(shè)I45b工字鋼冠梁，抗衡移樁頂設(shè)置L形鋼筋混凝土冠梁；支撐樁提供線路加固體系硬支撐點(diǎn)，防止鐵路沉降；抗橫移樁主要用于線路加固體系橫梁固定，防止鐵路橫行移動(dòng)。

本工程三樁體系采用人工挖孔樁法進(jìn)行樁基施工，共計(jì)91根，防護(hù)樁直徑1.25 m，樁長20 m（包含1 m冠梁），共計(jì)42根，間距1.8 m；抗衡移樁直徑1.25 m，樁長20 m（1 m冠梁，地下14.6 m、地上5.4 m）合計(jì)25根，間距4 m，樁頂設(shè)置L形橫梁；支撐樁直徑1.25 m，樁長8.5 m，合計(jì)24根，間距4 m。

3.3 線路加固體系保障措施

線路加固采用3-5-3扣軌加縱橫梁加固方法，加固范圍為超出框架橋兩側(cè)不小于10 m，加固全長125 m。加固地段混凝土枕間加設(shè)Ⅰ類長木枕，橫梁間距以0.6、0.6、1.2 m循環(huán)穿插于既有軌枕間，平均間距為0.8 m。編號(hào)1、2、3、4、5、6為一組，共計(jì)26組，156道橫梁，扣軌采用P43軌、3-5-3扣。橫梁采用I40b工字鋼，變形縫范圍內(nèi)采用I45工字鋼加強(qiáng)，穿橫梁工字鋼時(shí)，其下應(yīng)設(shè)穩(wěn)定的枕木垛支墊，大里程方向設(shè)鋼支墩支墊；縱梁采用I45b工字鋼，中線路間、線路兩側(cè)、刃角及尾墻處腰梁均為2根一束，置于橫梁上，位于線路兩側(cè)各2.1 m處，用U形螺栓與橫梁連接，縱梁工字鋼接頭相互錯(cuò)開。為減少頂進(jìn)時(shí)的阻力，防止線路產(chǎn)生橫移，每道橫梁下應(yīng)鋪墊小滑車。

工程加固方法及流程：施工準(zhǔn)備（進(jìn)場運(yùn)料等）→線路提前檢查整修至經(jīng)常保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)→標(biāo)點(diǎn)→穿枕木→3-5-3吊軌梁→安裝穿入橫梁→安裝工字鋼縱梁→線路保養(yǎng)配合橋體頂進(jìn)施工→拆除5扣、線間工字鋼縱梁→逐節(jié)拆除。

線路加固橫斷面如圖3所示。

圖3 線路加固橫斷面圖（單位：cm）

3.4 監(jiān)控量測保障措施

為保證頂進(jìn)誤差，防止應(yīng)力過大使橋體出現(xiàn)裂縫，本工程監(jiān)控量測保障體系主要包括框架橋主體監(jiān)測、軌面監(jiān)測、接觸網(wǎng)桿監(jiān)測。

（1）框架橋主體監(jiān)測主要對(duì)頂進(jìn)方向、標(biāo)高、沉降觀測等方面進(jìn)行控制。頂進(jìn)方向控制在框構(gòu)左右兩側(cè)均設(shè)置鋼筋混凝土導(dǎo)向護(hù)樁，頂進(jìn)過程加強(qiáng)中線測量等措施；標(biāo)高控制可在框構(gòu)頂面四角設(shè)水平觀測點(diǎn)，每頂進(jìn)一鎬應(yīng)進(jìn)行標(biāo)高觀測記錄，標(biāo)注頂進(jìn)曲線圖；沉降觀測在每座框架橋的四角設(shè)置觀測點(diǎn)，每天觀測一次并記錄數(shù)據(jù)，繪制沉降曲線圖。

（2）軌面監(jiān)測主要監(jiān)管監(jiān)測點(diǎn)、位移及觀測頻率等方面。本工程鋼軌上布置測點(diǎn)，間距5 m，每根軌道33個(gè)測點(diǎn)，共計(jì)132個(gè)測點(diǎn)。其控制要求主要為路基邊坡水平位移和垂直位移速率不超過3 mm/d，累計(jì)位移不超過30 mm，水平位移精度1.5 mm，垂直位移精度0.3 mm；基坑開挖、線路加固、橋體頂進(jìn)、線路恢復(fù)期間每天觀測一次，重點(diǎn)觀測頂進(jìn)掘進(jìn)區(qū)域，如有必要可適當(dāng)增加臨時(shí)觀測點(diǎn)。

（3）根據(jù)監(jiān)測內(nèi)容包括路基接觸網(wǎng)桿的水平位移監(jiān)測、沉降位移監(jiān)測、傾斜、橋上接觸網(wǎng)桿的水平位移監(jiān)測充分反映接觸網(wǎng)桿的實(shí)際狀態(tài)和變化趨勢。根據(jù)設(shè)計(jì)文件、安全評(píng)估文件及規(guī)范要求，綜合考慮基坑的安全等級(jí)、施工階段、施工區(qū)域影響范圍，監(jiān)測對(duì)象的特點(diǎn)等因素，確定監(jiān)測控制值（警戒值為控制值的0.8）。

接觸網(wǎng)桿監(jiān)測控制值與預(yù)警值如表1所示。

表1 接觸網(wǎng)桿監(jiān)測控制值與預(yù)警值表

管理等級(jí)為Ⅲ級(jí)、U＜預(yù)警值，可正常施工；

管理等級(jí)為Ⅱ級(jí)、U≥預(yù)警值，發(fā)出預(yù)警并及時(shí)報(bào)告、繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測；

管理等級(jí)為Ⅰ級(jí)、U≥警戒值，發(fā)出警報(bào)、立即通知施工單位停止施工、及時(shí)報(bào)送運(yùn)營單位建設(shè)單位，加強(qiáng)監(jiān)測。

4 結(jié)語

大禮路道路及綜合管廊下穿京九鐵路立交工程是國內(nèi)結(jié)構(gòu)較高、跨度較寬、頂進(jìn)難度較大的穿鐵立交橋，文章通過對(duì)其施工難點(diǎn)及重點(diǎn)分析，施工過程采取分體設(shè)計(jì)、路基注漿、三樁體系、線路加固、監(jiān)控量測保障等措施，保證框架橋可順利頂進(jìn)就位。