陳宗民
(山東濟鐵工程建設監(jiān)理有限責任公司 山東 250031)
隨著我國鐵路建設的迅猛發(fā)展,許多車站進行擴能增建軌道線與站臺,因此需要增建供旅客出行的下穿通道設施。由于地下通道是在既有線路上進行施工,就不能采取現(xiàn)場預制施工,必須采取地道頂進施工。一般采用將局部線路加固或架空線路后,采用預制地道框架頂進穿越既有線路,具體施工時還需根據(jù)現(xiàn)場施工條件對施工方案進行實施性的優(yōu)化。下面就淄博站行包地道頂進施工談一下施工組織設計的要點。
淄博車站為客貨縱列式一站兩場布置??瓦\車場有客車到發(fā)線6 條,正線4 條,共10 條線,有效長為650m~850m。車站有旅客站臺4 座(基本站臺1 座,中間站臺3 座),旅客天橋1 座,旅客地道1 座,行包地道1 座,車站平面示意見圖1。
圖1 車站平面示意圖
本設計對既有行包地道從4、5 站臺向南對孔接建,接建部分穿過4 條股道至南站房站前平臺,行包地道接長平面見圖2。行包地道主洞身凈空要求(凈寬×凈高):5.2×3.0m,行包地道立面見圖3,出入口通行要求同主洞身一致。接建長度共145.75m,其中封閉段102.51m,敞口段43.24m。主通道頂進(23m)時采用架設D24+D12 便梁防護線路(線路長期慢行45km/h),兩孔便梁間為挖孔樁+蓋梁。
圖2 行包地道接長平面圖
圖3 行包主通道立面圖
根據(jù)本項目的工程特點,主要分為以下五個流程步驟,具體見圖4。
圖4 施工作業(yè)流程圖
施工準備主要包括:現(xiàn)場調(diào)查、技術準備、機械材料準備。
施工前需要對現(xiàn)場進行詳細調(diào)查,測量放線,熟悉現(xiàn)場。明確現(xiàn)場既有設備是否存在停用或拆除等情況,若存在需要辦理相關報批手續(xù)。開工前需進行技術和安全交底,讓管理人員和施工人員熟悉掌握施工工藝、方法和注意事項。根據(jù)現(xiàn)有的場地條件,施工工藝,布置合理的大型機械設備。
(1)應力放散
便梁架設前應先對施工影響范圍的Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N3 及Ⅱ-N4 道線路進行應力放散,放散采用撞軌配合拉伸法施工。線路鎖定時,允許鎖定軌溫變化范圍±5℃。
(2)線路加固
本工程既有1-5.2m 行包地道接長采用D 型便梁加固線路,進行穿鋼枕、支點制作、便梁架設、支點樁施工、便梁縱移、地道頂進、清理及倒運線間道碴、基坑回填、線路整修。便梁架設順序為Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道依次架設。便梁架設開通后,行車速度不得超過45km/h,直至便梁拆除線路恢復。
本次樁支點施工共架設D24 便梁3 孔(Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道各一孔),需要制作自由支點數(shù)量為8 個,平面尺寸為2.3m×3m。自由支點完成后,分別要點封鎖線路進行3 孔D24 便梁架設作業(yè)。便梁架空線路后,對樁支點位置進行放坡開挖(坡度為1:1,掛網(wǎng)噴錨支護),開挖深度距離便梁底3m,寬4m,采用人工挖孔樁施工,并進行接樁和冠梁施工,樁支點制作見圖5。
圖5 樁支點制作示意圖
待蓋梁施工完成后對路基開挖面回填級配碎石摻水泥(注漿加固),確保線路穩(wěn)定。線路回填過程中,同步完成后期架設便梁的自由支點混凝土施工,以便節(jié)約后續(xù)要點次數(shù)。要點施工,對3 孔便梁進行卸載。
地道頂進前縱移3 孔便梁,將便梁1、便梁2、便梁3 往東(縱移12.5m,縱移后便梁一側(cè)落在樁基支點上,一側(cè)落在自由支點,在Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道既有便梁西側(cè)各新架設一孔D12 便梁后,進行行包地道頂進施工,線路加固平面見圖6。
圖6 線路加固示意圖
工作坑開挖深度約4.9m,含0.3m 滑板墊層。開挖方式采用人工配合機械開挖,開挖分兩次進行,當挖掘機開挖至距離設計標高0.3m 時,剩余工程采用人工開挖,直至設計標高。工作坑四周設置直徑為50cm 集水井,集水井之間設置排水溝,基坑坡頂四軸設置截水溝,水溝降坡外流?,F(xiàn)場準備好沙袋、碎石及圓木樁,基坑平面布置見圖7,立面布置見圖8。
圖7 地道主體預制
圖8 基坑剖面圖
靠背采用C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為1m×2m,靠背和鋼軌樁之間設置木板、鋼板等配件,確保緊密連接??勘郴炷翉姸冗_到100%后方可進行頂進作業(yè)。
滑板厚度為30cm,每隔3 米設置錨梁,鋼筋和靠背鋼筋連成整體,確保穩(wěn)定性,避免和頂進框架一起移動?;炷翉姸葹镃30,后背梁、滑板布置見圖9。
圖9 地道主體頂進后背梁、滑板施工圖
地道主體預制采用現(xiàn)場加工綁扎鋼筋,安裝模板,就地澆筑混凝土的施工方法,待混凝土達到設計強度后進行頂進施工。接長段與既有地道連接處采用邊壓法可卸式止水帶進行防水處理,保證后期行包地道連接處密封不透水。
便梁架空線路后,對頂進及便梁支點基礎區(qū)域進行放坡開挖,坡度為1:1,掛網(wǎng)噴錨支護。開挖完成后,在頂進路線基底澆筑滑板墊層。根據(jù)箱體設計圖紙計算最大頂力約為650t,共需300t 千斤頂5臺,頂程最大為45m,頂進時預制行包地道主體底板必須達到混凝土強度。
(1)頂進設備及布置
頂進設備的液壓系統(tǒng)包括高壓油泵、油箱及其輔助裝置,油泵應與千斤頂配套。
頂鐵:設置50cm、1m、2m、4m 頂程的頂鐵。
分配鋼板:為使千斤頂作用力傳遞到后背與箱身上,在后背與千斤頂之間、箱身底板前與頂鐵之間設置一塊鋼板。
頂柱橫梁:為保持頂柱的穩(wěn)定,每4~8m 設置一道用型鋼制成的頂柱橫梁,頂柱橫梁安設在已換成長頂柱的固定區(qū)段內(nèi)。
(2)頂進程序
當箱身在工作坑底板上移動時,其程序見圖10。
圖10 頂進程序圖
(3)安放頂鐵、頂柱
頂前將不同的規(guī)格尺寸頂鐵、頂柱進行排列組合,在頂進過程中按頂進長度進行安放。事先要準備好足夠的拖運和起重設備,安裝鋼板、頂鐵頂柱,配合頂進施工,直至地道頂進就位,頂進就位平面見圖11。
圖11 地道主體頂進就位平面圖
(1)地道軸線監(jiān)測
以箱身軸線和另一條與之平行的基線設置控制基線,基線樁應與后背保持一定的距離,以避免由后背變形引起觀測不正確。在箱身頂板處兩側(cè)設置兩處水平觀測點。布置觀測點時要保證通視,避免頂進施工對觀測的干擾。對箱身的軸線和高程進行觀測,并要詳細做好記錄,將頂進水平偏差控制在20cm內(nèi),垂直高差控制在15cm 內(nèi),如發(fā)現(xiàn)偏差及時通知頂進指揮人員采取措施,糾正偏差。
(2)便梁支墩監(jiān)測
在便梁每個支墩上各設一個觀測點,觀測點用紅色油漆標記;便梁基礎及便梁兩側(cè)20m 線路每隔5m 設一個觀測點,觀測點為鋼軌頂面,并在鋼軌側(cè)面用紅油漆做標記,便梁上每隔5m 設觀測點(無列車通過狀態(tài)下監(jiān)測)。
支墩下沉及位移每天進行4 次測量,白天晚上各2 次;線路軌道剛開通時,首趟列車通過后都要檢測;雨天應每天增加2 次觀測次數(shù)。當單側(cè)支墩下沉量超過2mm 每天,或總位移量超過10mm 時應及時上報并制定相應加固措施。
頂進施工完成后,對頂進通道超挖部分全部采用C20 混凝土回填?;靥罡叨戎恋来驳??;炷粱靥钔瓿珊?,利用封鎖點,采用一級道碴對II-NⅠ至II-N4 股道床進行回填,并搗實。采用級配回填區(qū)域應分層夯實,回填區(qū)域灌注水泥漿,回填至設計標高。對6 孔D24 便梁進行卸載,拆除便梁,恢復站臺。
本文以淄博車站新建工程中行包地道頂進工程實例,在不影響鐵路既有線路運營的情況下,對行包地道采用頂進法進行施工,總體頂進施工包括:施工準備、線路加固、地道主體預制、地道頂進、便梁拆除、恢復線路。地道頂進施工必須嚴格遵守相關部門的規(guī)定,精心施工、嚴密監(jiān)控、確保行車安全。線路加固和頂進施工是地道頂進施工中的重要工序和關鍵環(huán)節(jié),必須進行認真的設計和組織,這樣才能確保施工質(zhì)量與行車安全,且能夠在短時間內(nèi)不影響既有線運營下完成地道頂進工作,可為今后類似工程提供借鑒。