劉勇LIU Yong

（中鐵十二局集團(tuán)海南工程有限公司，海口 570100）

1 工程概況及重點(diǎn)及難點(diǎn)

1.1工程概況 框架頂進(jìn)施工位于海南西環(huán)貨線崖州至南山區(qū)間內(nèi)，交叉點(diǎn)鐵路里程：K323+225.3。建設(shè)規(guī)模為2-8×5.2分離式框架（單個(gè)涵長44.48m，其中頂進(jìn)長度為12m，剩余框架涵為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)），框架與既有鐵路交角為30°，結(jié)構(gòu)均按斜交30°設(shè)計(jì)，凈空≥4m，兩框架間的凈距為1.0m。軌頂至頂板頂填方最薄處為1.07m。主體結(jié)構(gòu)形式：框架結(jié)構(gòu)高度6.8m，結(jié)構(gòu)凈高5.2m，頂板厚0.75m，底板厚0.85m，墻身厚0.7m。

1.2工程重點(diǎn)及難點(diǎn) 本項(xiàng)目為下穿鐵路斜交大跨度框架頂進(jìn)施工，確保鐵路安全運(yùn)營及既有涵洞壓力非常大。新建框架兩側(cè)緊鄰與鐵路以不同角度斜交的既有涵洞，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，線路加固的技術(shù)難度非常大，本項(xiàng)目頂進(jìn)施工的成敗關(guān)鍵在于線路加固。施工期間確保鐵路運(yùn)營安全是本工程的難點(diǎn)。在鐵路行車運(yùn)輸繁忙的既有線上施工作業(yè)，安全工作直接關(guān)系到本工程的成敗。

2 線路加固方案及防護(hù)措施

2.1線路加固方案 緊鄰新增框架的三亞側(cè)為既有4.0m涵洞，崖州側(cè)則緊鄰既有6.0m涵洞，新增框架布置如圖1所示，圖中僅示需頂進(jìn)施工的框架節(jié)段及兩側(cè)的既有涵洞，明挖法施工的新建框架及涵洞接長部分圖中未標(biāo)示。新增框架因?yàn)楦餐帘?，采取架空鐵路線路的方法頂進(jìn)。施工現(xiàn)場(chǎng)條件差，對(duì)線路加固方案的設(shè)計(jì)帶來了很大的挑戰(zhàn)。經(jīng)技術(shù)評(píng)估，決定采用安全、穩(wěn)定、撓度小的D型施工便梁進(jìn)行線路加固。并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行了詳細(xì)量測(cè)及勘察，以選定施工便梁的型號(hào)、支撐點(diǎn)位置及支撐墩類型。經(jīng)反復(fù)多次的修改及調(diào)整，最終線路加固及框架頂進(jìn)分2階段進(jìn)行，首先進(jìn)行三亞側(cè)的8m框架頂進(jìn)，此時(shí)采用（12+12+20+12）m的便梁架空既有鐵路股道。線路加固副跨的便梁外側(cè)支點(diǎn)采用?1.5m挖孔樁作支墩，長度為8m。副跨的內(nèi)側(cè)支點(diǎn)均設(shè)置在既有涵洞的頂板上部。經(jīng)驗(yàn)算，涵洞頂板不能承受線路荷載，采取在既有涵洞頂板支點(diǎn)處設(shè)置墊塊梁，既有涵洞內(nèi)設(shè)置Φ609mm鋼管+千斤頂支撐墊塊梁，以確保涵洞處支點(diǎn)的承載能力。主距的中間支墩為?1.5m挖孔樁，總長度19.5m，入土深度為12m，第一階段線路加固如圖2、圖3所示。待三亞側(cè)的8m框架頂進(jìn)到位后，采用（12+20+12+12）m便梁架空既有鐵路股道。第二階段的線路加固除了主跨的中間支撐點(diǎn)設(shè)在了已頂進(jìn)到位的三亞側(cè)的8m框架頂板上外，其余支墩位置不變。8m框架內(nèi)設(shè)置Φ609mm鋼管+千斤頂支撐墊塊梁。完成線路加固的轉(zhuǎn)換后，破除挖孔樁支墩，進(jìn)行崖州側(cè)8m框架的頂進(jìn)。第二階段線路加固如圖4所示。

2.2確保鐵路運(yùn)營安全及基坑安全的措施 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地條件，框架涵工作坑設(shè)置在鐵路西側(cè)，頂進(jìn)由右向左進(jìn)行頂進(jìn)。新增框架的設(shè)計(jì)路面標(biāo)高與既有崖州側(cè)6.0m涵洞的路面標(biāo)高一致。與三亞側(cè)4m涵洞不等高。框架橋入口處三亞側(cè)設(shè)置一段中護(hù)墻確保既有道路安全。新增框架橋與兩側(cè)既有涵洞之間的空隙區(qū)域采用C25砼回填（回填范圍詳見圖1）確保路基穩(wěn)定性。新增框架基坑底與既有4m涵洞基底之間有3m多的高差，為確保既有涵洞及運(yùn)營鐵路的安全，新增框架與既有4m涵洞之間，出口端設(shè)置重力式護(hù)擋墻，入口端設(shè)置2根100×100cm挖孔防護(hù)樁，樁長8m，樁身預(yù)埋掛板螺栓，樁間設(shè)置2cm厚鋼擋板。基坑坡面采用1∶1臨時(shí)邊坡開挖。坡面采用噴C25砼防護(hù)?；禹敿盎拥走呍O(shè)置排水溝，基坑內(nèi)設(shè)水泵排水，使基坑內(nèi)保持疏干狀態(tài)。

3 線路加固承載驗(yàn)算

3.1 D荷載取值 列車荷載按如圖5所示的“中-活載”。頂進(jìn)處股道為直線，列車低速（45km/h）通過，且該地段不允許列車緊急制動(dòng)。故，荷載取值不考慮制動(dòng)沖擊力、離心力及列車橫向搖擺力等荷載的作用。

3.2 D型施工便梁D型施工便梁使用了D12、D16兩種型號(hào)，均為中鐵寶橋所生產(chǎn)。D型施工便梁為鐵路長期使用的搶險(xiǎn)制式器材，按使用說明書常規(guī)使用時(shí)，安全穩(wěn)定性均有保障，不需進(jìn)行承載驗(yàn)算。

圖1框架涵設(shè)置位置示意圖

圖2第一階段線路加固立面示意圖

圖3第一階段線路加固平面示意圖

圖4第二階段線路加固平面示意圖

3.3涵洞內(nèi)?609鋼管支墩 ?609鋼管的壁厚為8cm，按軸向受壓桿件進(jìn)行驗(yàn)算，考慮軸向受壓失穩(wěn)系數(shù)。以第二階段線路加固時(shí)，已頂進(jìn)就位的三亞側(cè)框架中的?609鋼管為最不利部位，其長度為4.8m。驗(yàn)算時(shí)不考慮框架頂板的承載作用，結(jié)果趨于安全，計(jì)算得單根?609鋼管支墩承受的壓應(yīng)力σ=74.5MPa＜[σ]=180MPa。

3.4?1.5 m挖孔樁支墩 最不利挖孔樁支墩為第一階段線路加固主跨的?1.5m挖孔樁支墩，長度19.5m，入土深度12m。按《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10093-2017）》的規(guī)定，其容許承載力計(jì)算式如下。

圖5中-活載圖

根據(jù)本項(xiàng)目具體的設(shè)計(jì)參數(shù)及地層的物理力學(xué)參數(shù)，計(jì)算得[P]=4486.2kN。單根挖孔樁承受的壓力計(jì)算得P=1092.9kN＜[P]4486.2kN。挖孔樁支墩承載能力滿足施工要求。

4 施工總體安排及施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1總體施工原則及順序 總體施工順序?yàn)椋旱谝徊?。進(jìn)行人工挖孔支墩、工作坑、后背、底盤、預(yù)制箱體及新增框架與既有4m涵洞入口端的挖孔防護(hù)樁施工。第二步。進(jìn)行第1階段的線路加固架空，線路加固完畢后，分段（不大于1m）開挖頂進(jìn)段基坑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并同步施工頂進(jìn)基坑出口端三亞側(cè)與4m涵洞之間的防護(hù)擋墻，以確保既有4m涵洞基底穩(wěn)定；三亞側(cè)框架頂進(jìn)就位（開挖基坑到頂進(jìn)就位安排緊密，使既有線路架空時(shí)間盡量縮到最短）。施做框架與4m涵洞間的C25砼回填。第三步。進(jìn)行第2階段的線路加固，拆除主跨中間挖孔樁支墩。進(jìn)行崖州側(cè)框架的頂進(jìn)。就位后施做附屬設(shè)施及C25砼回填。第四步。拆除架空設(shè)備，更換橋枕，補(bǔ)充道碴，按原標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)線路。

4.2線路的架空 線路架空施工順序：測(cè)量放線→設(shè)置防護(hù)人員→橫梁就位→縱梁就位→固定鋼軌→線路調(diào)整。在頂進(jìn)施工框架橋前，向鐵路部門申請(qǐng)封鎖點(diǎn)，實(shí)施對(duì)西環(huán)貨線實(shí)施第一階段線路加固架空，以頂進(jìn)三亞側(cè)框架，該階段分2次封鎖線路，每次時(shí)長480min，第1次封鎖時(shí)間內(nèi)將便梁的縱梁、橫梁、牛腿等全部構(gòu)配件用汽吊吊至路肩上。并在安裝位置將橫梁穿過股道；第2次封鎖時(shí)，按D型便梁說明書及《廣州局集團(tuán)公司鐵路營業(yè)線施工安全管理細(xì)則》進(jìn)行D型施工便梁的安裝。經(jīng)分析，線路加固時(shí)的最不利吊裝為線路西側(cè)D20施工便梁的縱梁吊裝，最大吊重11229kg，工作幅度為8.0m，考慮1.4的安全系數(shù)，最大吊重為1.4×11229=15271kg，查閱汽吊性能參數(shù)表，采用70t汽吊能安全吊裝。完成三亞側(cè)框架的頂進(jìn)后，進(jìn)行第二階段線路加固，以頂進(jìn)崖州側(cè)框架。該階段采用D12+D20+D12+D12便梁加固線路。將第一階段主跨的D20、D12便梁的縱梁對(duì)調(diào)，主跨中間支點(diǎn)設(shè)在已頂進(jìn)到位的三亞側(cè)框架上即可。

4.3 D便梁施工區(qū)域應(yīng)力放散 既有西環(huán)貨線線路架空前，對(duì)鐵軌實(shí)施應(yīng)力放散，應(yīng)力放散范圍為K323+225.3前后500m單元軌節(jié)內(nèi)放散（最終放散范圍以海維段確定為準(zhǔn)），完成施工后再恢復(fù)。

應(yīng)力放散采取滾筒法與拉伸器相結(jié)合的方法。完成應(yīng)力放散后，列車通過按2階遞提速，首列通過列車時(shí)速按45km/h，第2列按60km/h，第3列及以后按原來速度。

4.4框架涵頂進(jìn) 框架頂進(jìn)采用6根直徑1m鉆孔灌注樁及鋼筋砼分配梁組合后背。后背承力面垂直于框架中軸線。因框架為斜向頂進(jìn)，在框架頂進(jìn)端設(shè)置梯狀三角形契塊，使框架頂進(jìn)的承力面垂直于頂力方向。單次頂進(jìn)框架的長度為12m，經(jīng)頂力計(jì)算，最大頂力為544t，選用320t臥式千斤頂，根據(jù)544/（0.7×320）=2.4，采用了4個(gè)千斤頂靠邊側(cè)對(duì)稱布設(shè)，以利框架糾偏。采用T1、T3桿件作頂進(jìn)傳力桿。

320t臥式千斤頂置于后背分配梁前，采用1臺(tái)油泵同時(shí)供油，確保同步。每一頂程后，轉(zhuǎn)換千斤頂油閥，收回活塞。進(jìn)行傳力桿的接長及加固。在傳力桿上堆砌鋼軌、砂袋進(jìn)行壓重，避免傳力桿起拱。傳力桿接長至6m時(shí)，加設(shè)型鋼橫梁，以平均分配頂力。傳力桿的安裝軸線需與頂力重合，并垂直于橫梁，確保平、順、直?？蚣茼斶M(jìn)時(shí)，容易出現(xiàn)偏位及扎頭現(xiàn)象，故需加強(qiáng)框架空間位置的量測(cè)，隨時(shí)了解框架的空間狀況。故每完成一個(gè)頂程后，立即測(cè)量框架的中線及前后標(biāo)高，出現(xiàn)偏差，立即采取糾偏處理措施。

4.5框架出入口及附屬工程施工 框架完成頂進(jìn)后，馬上施做框架與既有涵洞間空隙的C20砼回填及出入口的中護(hù)墻、波形護(hù)攔等附屬設(shè)施，及時(shí)對(duì)鐵路路基形成防護(hù)。開挖中護(hù)墻等附屬設(shè)施的基坑后，立即施做墊層和基礎(chǔ)，避免基坑暴露過久，以確保鐵路路基安全。

4.6拆除線路加固設(shè)施，恢復(fù)鐵路線 拆除線路加固設(shè)施前，備足回填用A組填料、Ⅰ級(jí)道碴。申請(qǐng)封鎖點(diǎn)以拆除線路加固設(shè)施。拆除按“先裝后拆，后裝先拆”原則。橫梁采取先抽出1根，立即補(bǔ)充道砟并搗固后，再抽出下1根的方式，嚴(yán)禁同時(shí)多根抽出。

軌底以下0.9m采用Ⅰ級(jí)道碴填筑，道碴下至框架頂采用A組填料填筑，按工務(wù)要求對(duì)回填材料進(jìn)行搗固密實(shí)。線路加固設(shè)施全部完成拆除后，按線路維修標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行維修，經(jīng)工務(wù)部門驗(yàn)收合格后，取消封鎖，恢復(fù)慢行，按《廣鐵（集團(tuán)）公司鐵路營業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》規(guī)定進(jìn)行階梯提速，45km/h不小于12h，60km/h、80 km/h不小于24小時(shí)，120km/h通過一列列車后恢復(fù)常速。

4.7路基回填加固 箱涵頂進(jìn)就位，新增兩框架間及與既有涵洞間的空隙采用C20混凝土進(jìn)行回填。

5 結(jié)束語

對(duì)于下穿鐵路大跨度斜交框架頂進(jìn)施工而言，線路加固方案是否科學(xué)合理是確保鐵路安全運(yùn)營的關(guān)鍵。而本項(xiàng)目頂進(jìn)框架兩側(cè)均緊鄰既有涵洞，線路加固是本工程的最大挑戰(zhàn)。施工過程對(duì)鐵路線路的安全監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，本項(xiàng)目采取D型施工便梁兩階段線路加固方案是技術(shù)可行的。在頂進(jìn)過程中，還通過采取科學(xué)合理的系列安全防護(hù)措施及嚴(yán)格施工管理，確保了本項(xiàng)目框架頂進(jìn)施工的安全順利完成，以期能夠?qū)Υ祟惔罂缍燃皬?fù)雜條件下的框架頂進(jìn)施工起到借鑒意義。