劉寶超，李曉明，張強(qiáng)

（1.中國(guó)中鐵六局集團(tuán)有限公司 太原鐵路建設(shè)有限公司，山西 太原 030013；2.中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司 北京工程項(xiàng)目管理部，北京 100038；3.中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300308）

0 引言

在既有鐵路頂進(jìn)橋涵施工中，多采用D型便梁對(duì)線路進(jìn)行加固［1］。但對(duì)于多股道、大高差且線間距窄的既有線路，D型便梁無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)施工。在面對(duì)既有線為多股道高落差等情況下采用縱橫梁及3-5-3扣軌加固方式優(yōu)于D梁加固方式［2］。

縱橫梁及3-5-3扣軌加固方式易引發(fā)路基大面積塌方，所以基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的選用直接影響鐵路運(yùn)營(yíng)安全［3-4］。常規(guī)形式下的縱橫梁及3-5-3扣軌加固線路的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要有樁結(jié)構(gòu)、條基結(jié)構(gòu)及框架式結(jié)構(gòu)等形式［5］。本工程由于受既有構(gòu)筑物的影響，無(wú)法按照常規(guī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置，選用樁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)加條基結(jié)構(gòu)的組合方式作為線路加固基礎(chǔ)，可減少路基大面積塌方及躲避構(gòu)筑物的影響。

既有線為多股道、大高差的問(wèn)題，目前已有不少解決措施：如股道較多，采用框構(gòu)橋兩側(cè)預(yù)制，雙向頂進(jìn)、分股道加固的方法；對(duì)于高落差，可以采用墊高縱梁的方法［6］。但在既有線多股道、大高差、線間距窄、受接觸網(wǎng)桿影響且施工場(chǎng)地狹小等情況下，以上方法都無(wú)法完全滿足施工需求。針對(duì)上述問(wèn)題，可通過(guò)線路加固過(guò)程中的施工工藝、沉降觀測(cè)、安全及環(huán)保等措施來(lái)解決［8-10］。具體采用接長(zhǎng)縱梁、橫梁、定制加長(zhǎng)U型卡扣、增設(shè)錨固樁等措施來(lái)完成施工項(xiàng)目。

1 線路加固施工

1.1 工程概況

京通鐵路高各莊北框構(gòu)橋施工點(diǎn)在京承線K60+795.14、茶高線K4+249處頂進(jìn)1-7×6 m框構(gòu)橋，框構(gòu)橋全長(zhǎng)21.57 m，預(yù)制完成后進(jìn)行頂進(jìn)。加固范圍為既有三股道（三股道最大高差為22 cm，線間距最小為4 m），分別為京承上行線、京承下行線、茶高聯(lián)絡(luò)線，線路與涵洞軸線夾角67°，軌道形式為有砟軌道、無(wú)縫線路、60 kg/m鋼軌，枕木類型為Ⅲ型混凝土枕（枕木間距60 cm），京承鐵路已電氣化改造，茶高聯(lián)絡(luò)線為既有電氣化鐵路。此次框構(gòu)頂進(jìn)采用3-5-3扣軌+縱橫梁體系對(duì)線路進(jìn)行加固，頂進(jìn)施工期間本區(qū)段鐵路慢行45 km/h。

該項(xiàng)施工在線路封鎖240 min、接觸網(wǎng)停電120 min條件下進(jìn)行施工作業(yè)。施工結(jié)束后列車恢復(fù)運(yùn)行，行駛速度為45 km/h。施工過(guò)程中對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)影響較小，在慢行時(shí)間點(diǎn)內(nèi)施工，未中斷鐵路客運(yùn)、貨運(yùn)業(yè)務(wù)，不影響鐵路運(yùn)營(yíng)。

1.2 施工準(zhǔn)備

在與相關(guān)設(shè)備管理單位聯(lián)絡(luò)后，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的供電、電務(wù)、通信等地下管線進(jìn)行探查，標(biāo)定位置，做好電纜防護(hù)［1］。場(chǎng)地平整，備齊加固用料及材料設(shè)備（見表1），將扣軌、木枕抬到線路兩側(cè)限界以外。加固起點(diǎn)各處設(shè)置測(cè)速儀，備齊防護(hù)服、胸牌等防護(hù)用品。技術(shù)員對(duì)加固范圍內(nèi)既有線路斷面進(jìn)行測(cè)量（見圖1）。由于三股道最大高差為22 cm，需定制加長(zhǎng)U型卡槽及相應(yīng)的鋼板墊塊，保證線路的穩(wěn)定性。

表1 機(jī)械材料需求

圖1 既有線斷面

1.3 施工工藝流程

施工工藝流程見圖2。

圖2 施工工藝流程

（1）接觸網(wǎng)桿防護(hù)。接觸網(wǎng)桿位于22#、26#樁位之間（見圖3），距離防護(hù)樁較近，為在施工過(guò)程中不影響設(shè)備正常運(yùn)行，接觸網(wǎng)桿采用3根方管加抱箍的方式進(jìn)行防護(hù)，方管基礎(chǔ)采用20 cm厚混凝土澆筑。

（2）三樁體系施工。受接觸網(wǎng)桿的影響導(dǎo)致常規(guī)的防護(hù)樁布置無(wú)法實(shí)現(xiàn)，為保證線路的穩(wěn)定性，選擇在接觸網(wǎng)桿周邊3～5 m范圍內(nèi)環(huán)形布置并在一端設(shè)置錨固樁加條形基礎(chǔ)的形式對(duì)路基進(jìn)行防護(hù)。接觸網(wǎng)桿防護(hù)形式見圖4。

在施工前需對(duì)路基挖孔樁做加固防護(hù)，加固路基共設(shè)挖孔樁33根。為防止線路加固體系在框構(gòu)頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)生橫向位移造成軌道變形，在茶高聯(lián)絡(luò)線右側(cè)設(shè)置抗移樁7根（樁徑1.25 m，樁長(zhǎng)12 m）?？驑?gòu)四角防護(hù)樁共23根（樁徑1.25 m，除26#樁長(zhǎng)為6 m，其余樁長(zhǎng)12 m），框構(gòu)位置靠抗橫移樁處設(shè)置3根支撐樁，樁徑1.25 m，樁長(zhǎng)6 m，樁底到框構(gòu)底板頂部。

（3）方軌枕。將軌枕調(diào)整順直，為穿工字鋼橫梁及木枕做準(zhǔn)備。同時(shí)為防止線路斷軌事故發(fā)生，在線路加固前，對(duì)施工地點(diǎn)兩側(cè)各100 m范圍內(nèi)扣件重新緊固。

（4）穿3.4 m木枕。扣軌范圍內(nèi)線路木枕間距1.8 m布置，混凝土枕不再拆除，在軌枕空當(dāng)內(nèi)每隔3根混凝土枕穿1根木枕，挖軌枕槽時(shí)開挖間距保證在3根軌枕距離。木枕穿入軌底打全道釘，軌枕下道砟搗固密實(shí)，確保線路穩(wěn)定［2］。

（5）安裝3扣軌、5扣軌?？圮壈惭b在封鎖點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行?？圮壥褂肞50軌，φ22 mm U型螺栓及扣板與木枕連接，扣軌長(zhǎng)度37.5 m。道外3扣軌緊貼混凝土枕端頭布置，道心5扣軌在軌道中心布置，并采用卡環(huán)與下穿工字鋼橫抬梁連接形成整體，防止線路出現(xiàn)縱橫向位移。鋼軌接頭錯(cuò)開1.5 m以上，扣軌長(zhǎng)度與縱梁長(zhǎng)度相當(dāng)?？圮壛簝啥思友b梭頭，防止鋼軌翹頭傷人碰車。

（6）挖槽穿工字鋼橫抬梁和安裝縱梁（見圖5）。

圖5 線路加固平面

①既有線三股道的橫向最大跨度為14 m，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工工字鋼橫抬梁選取12+6 m、12+12 m兩種拼接方式：工字鋼橫抬梁間距0.6 m-1.2 m-0.6 m-1.2 m循環(huán)布置，即每2根木枕間混凝土枕空當(dāng)（2個(gè)空當(dāng)）內(nèi)穿2道工字鋼橫梁［3］。軌枕槽挖好后，先用枕木支墊，由一側(cè)逐根穿入。工字鋼橫抬梁為Ⅰ45b工字鋼，夾板連接，交錯(cuò)穿入，接頭放置在線路股道間或線路外側(cè)。共計(jì)穿入44道工字鋼橫抬梁，框構(gòu)頂進(jìn)部分頂在抗移樁頂L型冠梁上，工字鋼橫抬梁直接托在主軌下，為保證不影響軌道電路，在鋼軌及扣軌下加墊絕緣膠墊與硬雜木。

②縱向加固范圍為37.5 m，縱梁選取3根12 m工字鋼：縱梁使用Ⅰ45b工字鋼，雙根一束；線路兩側(cè)各1道，距線路中心按照?qǐng)D紙擺布，最近為2 m，橫抬梁穿完后，調(diào)整起平，線路上間隔3 m橫排軌枕，將縱梁工字鋼人工翻至指定位置并安裝U型螺栓及扣板［5］。翻工字鋼時(shí)，線路加固負(fù)責(zé)人需統(tǒng)一指揮，與車站駐站人員時(shí)刻保持聯(lián)系?？v梁搭接接長(zhǎng)，兩端支枕木垛將縱梁架起［6］。

③股道最大高差為22 cm，縱橫抬梁及3扣軌、5扣軌之間的連接方式采用定制加長(zhǎng)U型螺栓（見圖6）及加厚鋼板。

圖6 枕木及扣軌連接大樣

（7）頂進(jìn)期間加固體系與線路養(yǎng)護(hù)。頂進(jìn)期間橫抬梁下設(shè)小滑車，滑車走向順頂進(jìn)方向（頂進(jìn)前在橋頂板順頂進(jìn)方向彈出間距600 mm的墨線），每道橫梁下設(shè)6道小滑車，小滑車放在主軌與3扣軌間。每道橫梁下派1個(gè)專人看守小滑車，小滑車在使用前全部上油檢查養(yǎng)護(hù)。滑車與橫梁間用軌枕垛及木楔打緊，框構(gòu)頂進(jìn)時(shí)打松木楔，來(lái)車或出土停頂時(shí)打緊木楔。

頂進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)掌握線路變化。每頂一鎬對(duì)線路方向、高低進(jìn)行檢測(cè)，保證線路平順，如線路發(fā)生變化，立即停止頂進(jìn)并整修線路，待整修完畢后再繼續(xù)頂進(jìn)。

每股道安排2人連續(xù)對(duì)螺栓檢查緊固，隨時(shí)上緊松動(dòng)的連接螺栓。加強(qiáng)對(duì)線路的觀察，發(fā)現(xiàn)異狀及時(shí)整修。

1.4 施工監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)范圍為線路加固范圍及其兩端再外放20 m。主要監(jiān)測(cè)施工內(nèi)容為防護(hù)樁開挖、框構(gòu)頂進(jìn)、路基注漿在施工過(guò)程中的狀態(tài)。

（1）防護(hù)樁開挖。防護(hù)樁開挖前在防護(hù)樁之間設(shè)置路基沉降、位移觀測(cè)樁，沿鋼軌每隔10 m設(shè)置鋼軌變形觀測(cè)點(diǎn)。防止因防護(hù)樁塌孔導(dǎo)致路基下沉、線路變形，防護(hù)樁開挖期間每隔2 h測(cè)量一次，測(cè)量路基、線路的高程、位移變化，當(dāng)測(cè)量值超過(guò)限值范圍后及時(shí)匯報(bào)并進(jìn)行加固恢復(fù)。

（2）路基注漿加固。因注漿加固為帶壓力注漿，對(duì)既有路基穩(wěn)定影響較大，注漿加固施工時(shí)，在路基兩側(cè)的路肩及路基中心分別每間隔5 m設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，在注漿過(guò)程中不間斷監(jiān)測(cè)［7］。

（3）接觸網(wǎng)支柱。因線路兩側(cè)接觸網(wǎng)支柱位于施工影響范圍內(nèi)，計(jì)劃從防護(hù)樁開挖至路基注漿加固結(jié)束，不間斷對(duì)接觸網(wǎng)支柱進(jìn)行沉降、傾斜度觀測(cè)，觀測(cè)周期2 h/次。

（4）防護(hù)體系監(jiān)測(cè)。冠梁每隔10 m布置1個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，且每邊不小于3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，關(guān)鍵部位適當(dāng)加密，冠梁頂水平位移和垂直位移速率不超過(guò)3 mm/d或累計(jì)位移不超過(guò)30 mm；基坑周邊地表每20 m設(shè)1處沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)（埋有地下管線時(shí)，布置在管線上地表），地表沉降速率不超過(guò)3 mm/d或累計(jì)位移不超過(guò)50 mm。水平位移精度要求1.5 mm，垂直位移精度要求0.5 mm。

監(jiān)測(cè)與測(cè)試的控制要求和報(bào)警值見表2。

表2 監(jiān)測(cè)控制值 mm

（5）監(jiān)測(cè)頻率。監(jiān)測(cè)工作貫穿于施工全過(guò)程。施工前進(jìn)行3次觀測(cè)，觀測(cè)值作為初始值。

2 安全質(zhì)量控制及營(yíng)業(yè)線防護(hù)體系

根據(jù)《北京鐵路局營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》（京鐵師〔2016〕408號(hào)）、《北京鐵路局營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》、《太原鐵路局營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》（太鐵科信〔2019〕149號(hào)）、《太原鐵路局關(guān)于重新明確施工安全強(qiáng)化措施的通知》（太鐵安監(jiān)〔2018〕333號(hào)）、《中國(guó)鐵路太原局集團(tuán)有限公司施工安全“紅線”管理辦法》（太鐵安監(jiān)〔2018〕458號(hào)）及《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的相關(guān)要求，建立健全施工防護(hù)體系［8］。

認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹國(guó)家、中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司有關(guān)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施工程質(zhì)量管理的通知和文件，對(duì)全體參建職工進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量目標(biāo)、創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃、法規(guī)及措施的學(xué)習(xí)教育，增強(qiáng)全員的質(zhì)量責(zé)任觀念，牢固樹立“百年大計(jì)，質(zhì)量第一”的思想，明確責(zé)任、強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)，開展全員培訓(xùn)、加強(qiáng)施工管理，使創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)工程、實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)真正成為每位建設(shè)者的自覺行為［9］。

大型施工機(jī)械作業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行“一人一機(jī)”“人隨機(jī)動(dòng)”“來(lái)車停機(jī)避讓”制度，在列車進(jìn)入施工區(qū)間時(shí)停止所有施工作業(yè)。在營(yíng)業(yè)線施工作業(yè)時(shí)，營(yíng)業(yè)線施工地段在鐵路建筑物限界外設(shè)置防護(hù)繩，施工機(jī)械、工具、材料均不得侵入防護(hù)繩以內(nèi)。施工機(jī)械作業(yè)時(shí)，設(shè)備管理單位必須指派經(jīng)培訓(xùn)合格的監(jiān)督人員到場(chǎng)監(jiān)護(hù)，監(jiān)護(hù)人員、防護(hù)人員不到位的嚴(yán)禁施工機(jī)械啟動(dòng)作業(yè)。施工機(jī)械操作人員下班后，機(jī)械鑰匙交由防護(hù)人員保管，防止防護(hù)人員不到位，操作人員擅自啟動(dòng)機(jī)械作業(yè)。

3 環(huán)保措施

所有施工人員進(jìn)行環(huán)保教育，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，努力改善和保護(hù)環(huán)境。施工過(guò)程中產(chǎn)生的建筑垃圾集中堆放，施工完畢后統(tǒng)一清理出場(chǎng)地。施工中的機(jī)具、材料堆放整齊，保證施工現(xiàn)場(chǎng)整潔文明。施工完畢后恢復(fù)原地形地貌，保證環(huán)水保符合當(dāng)?shù)仳?yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。施工中始終堅(jiān)持文明施工的原則，全面開展創(chuàng)建文明工地活動(dòng)，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境和氛圍，嚴(yán)格約束生產(chǎn)工人及農(nóng)民工的日常行為，確保不發(fā)生影響社會(huì)治安事件，保證整體工程的順利完成。嚴(yán)格遵守《環(huán)境保護(hù)法》及相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章制度，保護(hù)和改善作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，控制現(xiàn)場(chǎng)的各種粉塵、廢水、廢氣、固體廢棄物、噪聲、振動(dòng)等對(duì)環(huán)境的污染和危害。

施工中棄土、排污等按設(shè)計(jì)文件與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門簽訂的有關(guān)協(xié)議和要求進(jìn)行處理。對(duì)有害物質(zhì)（如燃料、廢料、垃圾等）按規(guī)定處理，以減少環(huán)境污染，防止對(duì)動(dòng)、植物造成損害。施工噪聲主要包括施工現(xiàn)場(chǎng)、機(jī)械作業(yè)時(shí)和車輛運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生的噪聲。為減少噪聲影響，機(jī)械設(shè)備選型配套時(shí)優(yōu)先考慮低噪聲設(shè)備，盡可能采取液壓設(shè)備和摩擦設(shè)備代替振動(dòng)式設(shè)備，并采取消聲、隔音、安裝防振底座等措施。加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)，保證機(jī)械設(shè)備的完好率，確保施工噪聲達(dá)到環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求［10］。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）該項(xiàng)施工解決了既有線多股道、大高差、加固受接觸網(wǎng)桿影響的問(wèn)題，極大提高了營(yíng)業(yè)線安全，降低了成本。

（2）在平改立工程中多股道、大高差情況下的線路加固，通過(guò)采用加厚鋼板、縱橫梁接長(zhǎng)、增設(shè)錨固樁在后期的施工過(guò)程中效果明顯。

（3）頂進(jìn)框架橋需要同時(shí)考慮鐵路與公路路面高差、線路加固、板頂覆土厚、頂進(jìn)距離等因素，還需制定加固范圍內(nèi)既有設(shè)備及大型構(gòu)筑物的防護(hù)方案，從整體設(shè)計(jì)及具體實(shí)施步驟方面制定合理的施工方案。該項(xiàng)施工可為其他存在同類困難的線路加固方式提供參考與指導(dǎo)。