鄒運(yùn)寶 上海鐵路局安徽鐵道集團(tuán)公司

1 前言

隨著地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，通過鐵路道口的機(jī)動(dòng)車日益增多，公鐵通行矛盾日益突出，道口故障肇事頻發(fā)嚴(yán)重威脅鐵路運(yùn)輸及沿線人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。為徹底消除平交道口安全隱患，路局計(jì)劃將繁忙正線上的道口及高風(fēng)險(xiǎn)的550處道口逐步改為立交橋。大部分道口地處樞紐地區(qū)，由于改造投資大、征地拆遷費(fèi)用高，施工安全風(fēng)險(xiǎn)大。平改立施工中單孔箱體頂進(jìn)時(shí)軸線及高程較易控制，但多孔立交橋頂進(jìn)的軸線及高程控制相對(duì)較難，因此多孔立交橋箱體頂進(jìn)施工方案選擇顯得非常重要，本人結(jié)合寧蕪線下K120+348三孔立交橋工程，淺談一下三孔立交橋箱體頂進(jìn)施工方案比選與施工。

2 工程基本概況

本工程位于繁忙的寧蕪線蕪湖至蕪湖南區(qū)間直線地段，中心里程為上行K121+376，下行 K120+315，鐵路 I級(jí)線路，共3股道，寧蕪線上下行為P60鋼軌無(wú)縫線路，蕪鋼專用線為P50鋼軌普通線路，蕪鋼專用線和寧蕪上行線的線間距為5.1 m，寧蕪線上下行的線間距為6.15 m，列車運(yùn)行密度為每晝夜120對(duì)左右。本立交橋工程建設(shè)規(guī)模為7 m+16 m+7 m三孔分離式框架橋，橋中心線與鐵路中心線正交，中孔16 m箱體通行機(jī)動(dòng)車輛，機(jī)動(dòng)車道通行凈高不小于5 m，兩側(cè)7 m邊箱為非機(jī)動(dòng)車道和行人，通行凈高不小于3.5 m，橋身長(zhǎng)為31 m（含兩側(cè)各5.0 m的開口箱），橋上設(shè)護(hù)輪軌、雙側(cè)電纜槽及欄桿。

箱頂位于寧蕪線軌底下1.00 m，箱身采用C40砼，抗?jié)B等級(jí)P8。中孔箱身頂板厚0.9 m，底板厚1.0 m，邊墻厚1.0 m，結(jié)構(gòu)凈高6.2 m；兩邊孔箱身頂板厚0.6 m，底板厚0.7 m，邊墻厚0.6 m，結(jié)構(gòu)凈高6.8 m；每孔箱身之間設(shè)0.1 m沉降縫，采用C15砼充填。

地質(zhì)情況：工程所處位置基本地震加速度為0.05 g，地下水為第四系孔隙潛水，不發(fā)育，埋深 0.5-1.5（m），地下水無(wú)侵蝕性。

本框架橋基底位于第③層粉質(zhì)黏土，灰綠色，軟塑，土石等級(jí)Ⅱ，б0=120 kPa，滿足要求。

3 設(shè)計(jì)箱體頂進(jìn)施工方案

3.1 箱形橋頂進(jìn)順序

先頂進(jìn)中孔16 m箱形橋，再分別頂進(jìn)兩邊孔7 m箱形橋。

3.2 便梁支墩設(shè)置

便梁支墩有6個(gè)鋼筋砼條形支墩和4個(gè)挖孔樁支墩，鋼筋砼條形支墩結(jié)構(gòu)尺寸為2個(gè)長(zhǎng)11.1 m、2個(gè)長(zhǎng)6 m和2個(gè)長(zhǎng) 18 m，寬 3.1 m，高 2.4 m（含支座），砼標(biāo)號(hào)為C30。4個(gè)挖孔樁支墩中2個(gè)挖孔樁連系梁長(zhǎng)10.76 m，有3根挖孔樁；2個(gè)挖孔樁連系梁長(zhǎng)5.66 m，有2根挖孔樁；樁徑均為1.2 m，除寧蕪上行線和蕪鋼專用線間的兩根樁身長(zhǎng)24 m，其它8根樁身長(zhǎng)18 m，樁和連系梁砼標(biāo)號(hào)為C30。施工時(shí)先進(jìn)行無(wú)縫線路應(yīng)力放散，線路行車慢行限速45 km/h，采用D16型便梁加固線路。

3.3 中孔箱形橋頂進(jìn)

由于中孔箱形橋?yàn)閮艨?6 m，全寬18 m的大跨度，為了確保頂進(jìn)中孔的安全，架設(shè)9組D型便梁，每股道3組便梁，每股道在頂進(jìn)主跨處架設(shè)1組D24便梁，兩邊各架設(shè)1組D16便梁做托梁防護(hù)。主跨便梁支墩為挖孔樁加承臺(tái)梁結(jié)構(gòu)，托梁兩端支墩為鋼筋砼條形支墩，挖孔樁直徑為1.2 m。

3.4 兩邊孔箱形橋頂進(jìn)

頂進(jìn)蕪湖方向邊孔，在鋼筋砼條形支墩和頂進(jìn)就位的中孔上架設(shè)3組D24便梁，中孔架設(shè)便梁支點(diǎn)處，框架內(nèi)用鋼結(jié)構(gòu)支撐加固，將預(yù)制好的蕪湖方向邊孔箱體和前后方開口箱頂進(jìn)就位。

頂進(jìn)蕪湖南方向邊孔，在鋼筋砼條形支墩和頂進(jìn)就位的中孔上架設(shè)3組D24便梁，中孔架設(shè)便梁支點(diǎn)處，框架內(nèi)用鋼結(jié)構(gòu)支撐加固，將預(yù)制好的蕪湖南方向邊孔箱體和前后方開口箱頂進(jìn)就位。

在施工圖審查會(huì)上，路局運(yùn)輸處等部門提出，寧蕪線運(yùn)量繁重，行車密度大，設(shè)計(jì)方案慢行時(shí)間較長(zhǎng)、封鎖線路次數(shù)多，對(duì)運(yùn)輸干擾太大，要求結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀況、水文地質(zhì)、運(yùn)輸條件和地理?xiàng)l件等實(shí)際情況，重新編制既滿足運(yùn)輸要求，又符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，且便于施工的施工方案。

4 新的施工方案

4.1 箱形橋頂進(jìn)順序

先分別頂進(jìn)兩邊孔7 m箱形橋，再頂進(jìn)中孔16 m箱形橋。

4.2 便梁支墩設(shè)置

便梁支墩有4個(gè)鋼筋砼條形支墩，鋼筋砼條形支墩結(jié)構(gòu)尺寸長(zhǎng)18 m，寬2.5 m，高2.5 m，支墩上設(shè)砼便梁支座，尺寸為長(zhǎng)和寬為1 m，高0.5 m，砼標(biāo)號(hào)為C30。施工時(shí)先進(jìn)行無(wú)縫線路應(yīng)力放散，線路行車慢行限速45 km/h，鋼筋砼條形支墩施工采用D24型便梁加固線路。施工時(shí)先進(jìn)行無(wú)縫線路應(yīng)力放散，線路行車慢行限速45 km/h。

4.3 兩邊孔箱形橋頂進(jìn)

先頂進(jìn)蕪湖方向的邊孔，在1、2號(hào)鋼筋砼條形支墩上架設(shè)3組D24型施工便梁進(jìn)行線路加固，將預(yù)制好的蕪湖方向的邊孔和前后方開口箱頂進(jìn)就位。再頂進(jìn)蕪湖南方向邊孔，在3、4號(hào)鋼筋砼條形支墩上架設(shè)3組D24便梁，將預(yù)制好的蕪湖南方向邊孔箱體和前后方開口箱頂進(jìn)就位。

4.4 中孔箱形橋頂進(jìn)

在頂進(jìn)就位的兩邊孔上架設(shè)3組D24便梁，兩邊孔架設(shè)便梁支點(diǎn)處，框架內(nèi)用鋼結(jié)構(gòu)支撐加固，將預(yù)制好的中孔箱體和前后方開口箱頂進(jìn)就位。頂進(jìn)挖土要求，先開挖3 m深，縱向挖通，因開挖深度沒有超過便梁支墩底，基坑安全完全可以保證，第二步邊開挖，邊頂進(jìn)，挖好的基坑，一定要及時(shí)頂進(jìn)到位，嚴(yán)禁超挖和挖很長(zhǎng)的基坑才頂進(jìn)，只有箱體頂進(jìn)后才能保證基坑和鐵路路基安全，確保行車安全。

5 現(xiàn)施工方案的選擇理由

5.1 兩施工方案對(duì)鐵路行車影響對(duì)比見表1

表1 兩施工方案對(duì)鐵路行車影響對(duì)比情況

5.2 新施工方案優(yōu)點(diǎn)

（1）施工時(shí)投入便梁設(shè)備減少。原設(shè)計(jì)方案要一次性投入9組便梁（3組D24和6組D16），修改后的施工方案只需要3組D24便梁，減少了施工D型便梁投入，工程費(fèi)用也相應(yīng)降低。

（2）施工工程費(fèi)用降低。原設(shè)計(jì)方案的便梁支墩既有6個(gè)鋼筋砼條形支墩，4個(gè)挖孔樁承臺(tái)梁支墩，且挖孔樁深度很深，在既有線下施工難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，施工費(fèi)用多等缺點(diǎn)，而修改后的施工方案只有4個(gè)鋼筋砼條形支墩。設(shè)計(jì)便梁架設(shè)及支墩費(fèi)用約為86萬(wàn)元，現(xiàn)方案費(fèi)用約為25萬(wàn)元，節(jié)約了工程費(fèi)用。

（3）鐵路運(yùn)輸影響減小。一是縮短施工慢行時(shí)間，原設(shè)計(jì)方案要慢行97天，而修改后的施工方案只需要慢行55天；二是減少施工封鎖次數(shù)，原設(shè)計(jì)方案需要封鎖線路108次，而修改后的施工方案只需要需要封鎖40次，大大減少施工對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/p>

（4）安全風(fēng)險(xiǎn)降低。設(shè)計(jì)方案需要在既有鐵路下人工開挖挖孔樁，且深度較深，利用列車間隔進(jìn)行挖孔樁施工，會(huì)給操作人員帶來(lái)了很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可能發(fā)生坍塌對(duì)鐵路行車安全也構(gòu)成威脅?，F(xiàn)方案取消了人工挖孔樁，挖孔樁的安全風(fēng)險(xiǎn)消除，大大地提高了工程施工的安全系數(shù)。

6 立交橋頂進(jìn)施工基本步驟

本工程的施工，按下述施工組織和步驟進(jìn)行，個(gè)別項(xiàng)目可根據(jù)施工具體情況做適當(dāng)調(diào)整。

（1）施工場(chǎng)地“三通一平”及鐵路“三電”及地方管線遷移防護(hù)，施工便道；

（2）工作坑內(nèi)的水泥攪拌樁止水帷幕施工、養(yǎng)生；

（3）水泥攪拌樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行工作坑開挖；

（4）施工后靠背、滑床板和三孔框架橋澆筑及養(yǎng)生；

（5）慢行架設(shè)D24型便梁，制作1、2、3、4號(hào)鋼筋砼條形便梁支墩；

（6）在鋼筋砼條形支墩上架設(shè)D24型便梁，先順序頂進(jìn)兩邊孔；

（7）在頂進(jìn)就位的兩邊孔上架設(shè)D24型便梁，頂進(jìn)中孔；

（8）立交橋附屬工程施工。

7 箱體頂進(jìn)時(shí)控制重點(diǎn)

（1）合理選擇箱體頂進(jìn)時(shí)間。該工程實(shí)施時(shí)，要合理地安排工期，要盡量避開汛期進(jìn)行箱體頂進(jìn)施工，因汛期頂進(jìn)時(shí)，發(fā)生塌方可能性增大，施工難度增加，安全系數(shù)降低，會(huì)延長(zhǎng)頂進(jìn)時(shí)間，相應(yīng)增加工程費(fèi)用。

（2）加強(qiáng)與設(shè)備單位聯(lián)系，確保施工不影響行車設(shè)備的正常使用。箱體頂進(jìn)時(shí)，提前通知設(shè)備管理單位監(jiān)管人員到施工現(xiàn)場(chǎng)把關(guān)，如發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域內(nèi)有電纜暴露，配合電務(wù)、通信等設(shè)備監(jiān)管人員，要立即做好電纜的防護(hù)工作，在未做好電纜的防護(hù)時(shí)，禁止繼續(xù)施工，確保施工期間電纜的安全。

（3）合理布置千斤頂數(shù)量。中孔箱形橋自重約3 165 t左右，頂進(jìn)時(shí)擬用11臺(tái)400 t液壓千斤頂頂進(jìn)，邊孔箱形橋自重約1 356 t左右，頂進(jìn)時(shí)擬用5臺(tái)400 t液壓千斤頂頂進(jìn)，并以箱形橋中心為軸線對(duì)稱布置，鋼筋混凝土后背梁前面放置P50扣軌梁，頂鎬底部起先頂在扣軌梁底面上，以后加頂鐵逐步向前，另一端由于有止水帶，頂鎬頭頂在箱形橋底板鋼制防護(hù)槽的底面上。在后背梁與頂鎬間各設(shè)一道用鋼軌扣成的大橫梁，以后每隔4-6（m）頂程設(shè)一道橫梁，以保持頂鐵的穩(wěn)定。

（4）控制好出土。頂進(jìn)出土，采用挖掘機(jī)挖土、自卸車運(yùn)土，晝夜不間斷施工。列車通過施工地段時(shí)，挖掘機(jī)禁止進(jìn)行挖土作業(yè)。

（5）做好高程和方向偏差的觀測(cè)。兩邊孔頂進(jìn)時(shí)，一定要控制好方向，嚴(yán)禁向中孔方向偏移，為中孔頂進(jìn)預(yù)留足夠的空間。箱體頂進(jìn)過程中，安排技術(shù)人員對(duì)箱體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每頂進(jìn)1 m，監(jiān)測(cè)人員用儀器對(duì)高程和方向測(cè)量一次，采用一人測(cè)量，換人進(jìn)行復(fù)核，確保測(cè)量準(zhǔn)確無(wú)誤，當(dāng)高程和方向偏差超過5 mm時(shí)，立即采取措施進(jìn)行調(diào)整，保證三孔立交橋頂進(jìn)質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的精心組織和科學(xué)管理，本工程按照修改后的施工方案，安全、優(yōu)質(zhì)、按時(shí)完成施工任務(wù)，同時(shí)節(jié)約了工程費(fèi)用，減少施工對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/p>

8 結(jié)束語(yǔ)

鐵路營(yíng)業(yè)線立交橋箱體頂進(jìn)施工安全風(fēng)險(xiǎn)大、技術(shù)要求高，我們一定要充分調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，科學(xué)合理地制定箱體頂進(jìn)施工方案，控制好基坑開挖、箱體預(yù)制、頂進(jìn)和便梁架設(shè)等重點(diǎn)施工，加強(qiáng)施工過程安全控制，強(qiáng)化日常安全檢查和監(jiān)督，道口平改立工程施工安全一定能夠得到保證。