馮向前FENG Xiang-qian

（中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司，重慶 401121）

1 工程概況

山西省大同市慶新路設(shè)計時速為50km/h，道路紅線寬50m，機(jī)動車道使用凈高為4.5m，非機(jī)動車道使用凈高為2.5m。慶新路在北同蒲上行線K7+672 處下穿鐵路線，框架橋設(shè)計為（7.5+16+16）m 三孔連續(xù)框架橋，凈高6.4m，框架橋橫斷面圖見圖1。北同蒲上行線K7+672 橋位處既有鐵路為一股道，鐵路位于直線段，為無縫線路、混凝土枕，軌型為60kg/m，框架橋與鐵路夾角為70°。鐵路兩側(cè)有鐵路通信、信號電纜及電氣化接觸網(wǎng)桿等。

圖1 下穿北同蒲線框架橋橫斷面圖（單位m）

2 總體方案及工藝流程

北同蒲鐵路為國家級重要客貨交通干線，為不中斷既有鐵路運營，下穿立交一般采用架設(shè)鋼便梁加固線路頂進(jìn)施工方法[1]。頂進(jìn)工藝流程：管線防護(hù)改移→施做后背樁、支撐樁、抗移樁、防護(hù)樁→開挖頂進(jìn)框架橋基坑、施做滑板后背→制框架橋并加固既有線路→進(jìn)行框架橋頂進(jìn)→框架橋就位→拆除線路加固，橋上鋪設(shè)橋枕，更換道碴→施做橋上欄桿、電纜槽、擋墻→電纜入槽、施做橋面排水工程。

3 關(guān)鍵施工工藝

3.1 既有鐵路線路加固施工

3.1.1 頂進(jìn)前路基注漿加固

為防止路基在頂進(jìn)過程中坍塌，橋體頂進(jìn)前對線路路基進(jìn)行注漿加固[2]。注漿采用水泥水玻璃雙漿液。注漿時實行分層從上到下、先四周后中心的順序，鉆注漿孔采取跳隔，注漿壓力控制0.1～0.5MPa，并加強(qiáng)觀測。注漿管立面布置見圖2。

圖2 注漿管立面布置圖

3.1.2 橋體就位后路橋過渡段注漿加固

為加固被擾動的路基土體，需要對框架橋邊墻與路基之間的過渡區(qū)采取注漿加固，加固剖面見圖3。頂進(jìn)前先在框架橋外邊墻焊接水平注漿管，間距1.5m。注漿管用Φ40 普通鋼管，在距鋼管端1.0～1.5m 處開始鉆孔，鉆孔沿管壁間隔200mm，呈梅花形布設(shè)，孔位互成90°，孔徑8～10mm。橋體頂進(jìn)過程中，隨橋體一起進(jìn)入路基。橋體就位后開始注漿。

圖3 注漿加固剖面示意圖（單位mm）

注漿材料為普通硅酸鹽水泥P.O42.5，水灰比1∶1。注漿范圍為橋體西側(cè)10m，路橋過渡段采用級配碎石夯填，同時預(yù)埋注漿管。注漿管直徑為42mm，注漿壓力0.3MPa，但對臨近路基側(cè)的第一排注漿管適當(dāng)減少漿液，其注漿壓力宜采用0.1MPa。注漿順序先注周邊后注中間，并間隔鉆孔注漿。

3.1.3 加固期線路監(jiān)測

注漿加固過程中，在框架橋中線兩側(cè)30m 范圍內(nèi)布觀測點，間距5m，每間隔半小時對線路高程進(jìn)行一次觀測，觀測結(jié)果及時反饋鐵路現(xiàn)場監(jiān)護(hù)人員。

3.1.4 線路加固

線路加固采用43/m 鋼軌3-5-3 扣軌梁和I45b 工字鋼縱、橫梁結(jié)合的縱挑橫抬方式?？圮壊扇?-5-3 形式，扣軌接頭距離錯開1.5m，采用木梭頭設(shè)于每組扣軌的端頭，橫梁采用I45b 型工字鋼，間距0.9m，接頭距離錯開不小于1.5m，橫梁、扣軌布置斷面見圖4。橫梁的一頭支于框架體頂板上，另一頭支于抗滑樁的冠梁上。為避免連電，工字鋼橫梁上分別墊1cm 厚的絕緣木板、絕緣膠墊?？v梁采用2根1 組的I45b 工字鋼，接頭錯開不小于1.5m，縱、橫梁之間設(shè)一層絕緣膠墊，縱梁兩端支承于枕木垛。采用Φ22-U型螺栓及10mm 厚扣板將橫梁、扣軌、縱梁聯(lián)結(jié)為一體。

圖4 橫梁、扣軌布置斷面示意圖（單位m）

考慮到頂進(jìn)橋身作業(yè)有時會帶動線路橫向移動情況，事先在框架橋頂板尾部布置拉環(huán)，間距3m，利用倒鏈與線路加固體系相連，頂進(jìn)作業(yè)時實時拉緊倒鏈；另外，線路與防護(hù)樁之間利用鋼支撐頂緊。

3.2 三孔整體框架橋頂進(jìn)施工

3.2.1 頂進(jìn)設(shè)備的安裝和調(diào)試

在框架橋預(yù)制和后背墻完成后開始安裝頂進(jìn)設(shè)備。根據(jù)設(shè)計最大頂力、頂程，現(xiàn)場選用符合要求的頂進(jìn)千斤頂，另外要有備用千斤頂。按照頂進(jìn)合力中心為軸線，對稱布置千斤頂。全部安裝后要進(jìn)行調(diào)試合格。

3.2.2 頂進(jìn)作業(yè)前工作檢查

框架橋結(jié)構(gòu)砼及后背墻必須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度；框架橋安裝鋼刃角，鋼刃角采用工字鋼和鋼板焊接組成，刃角長度為5.0m，縱向均為I45#工字鋼，工字鋼預(yù)埋于混凝土內(nèi)，預(yù)埋長度為1.3m。鋼刃角側(cè)面形狀呈倒梯形，頂長5.0m，底長0.4m，由中間平臺和豎向肋板組成。刃角安裝應(yīng)保證其外框尺寸不得有負(fù)誤差，一般比結(jié)構(gòu)外壁大10mm，以免增加阻力。

檢查線路加固、現(xiàn)場照明、頂進(jìn)系統(tǒng)安裝、觀測人員及儀器等符合要求后，才能進(jìn)入頂進(jìn)作業(yè)。

3.2.3 試頂

正式頂進(jìn)前要進(jìn)行試頂，油泵逐級升壓5～10MPa，每級升壓后要穩(wěn)定10min 才停泵觀察頂進(jìn)系統(tǒng)、框架橋情況。千斤頂活塞開始伸出，頂鐵壓緊后應(yīng)即停止，檢查各部位情況，無異?，F(xiàn)象才可開泵，直至框架橋滑動，記錄啟動頂力。

3.2.4 測量儀器安裝

為觀測結(jié)構(gòu)頂進(jìn)時的軸線及標(biāo)高偏差，采取在后背墻稍遠(yuǎn)處布設(shè)觀測站。采用水準(zhǔn)儀對框架橋最外側(cè)四個角進(jìn)行高程測量；采取經(jīng)維儀觀測軸線偏差，標(biāo)尺粘貼于框架橋一側(cè)的前后端。頂進(jìn)過程中同時要觀測后背墻變形。

3.2.5 鐵路行車安全防護(hù)

安全防護(hù)人員、駐站聯(lián)絡(luò)員需要按規(guī)定通過所在鐵路運營單位的培訓(xùn)并持證。防護(hù)信號工具、防護(hù)標(biāo)志牌、通訊器材必須齊全、有效，鐵路工務(wù)、設(shè)備管理單位派駐監(jiān)護(hù)人員要全部在位，頂進(jìn)施工前要經(jīng)過演練。施工現(xiàn)場要配備專人巡查線路穩(wěn)定情況，特別是每通過一趟列車都要檢查線路，測量橫向位移、軌距、標(biāo)高。線路封鎖、慢行防護(hù)示意圖分別見圖5、圖6。

圖5 線路封鎖防護(hù)示意圖

圖6 線路慢行防護(hù)示意圖

3.2.6 頂進(jìn)作業(yè)

①頂進(jìn)時控制好頂力和頂進(jìn)方向，防止箱體偏轉(zhuǎn)和扎頭[3]。三孔框架橋沿頂進(jìn)方向入土至入土一半長度這一階段是重要的定型階段，必須嚴(yán)格控制中線、標(biāo)高偏差，做到隨偏隨糾。

②框架橋入土超過一半長度后，頂進(jìn)方向基本成型，要實時進(jìn)行標(biāo)高糾偏，軸線每次糾偏幅度要小，防止多孔框架結(jié)構(gòu)受扭變形，以及結(jié)構(gòu)“扎頭”現(xiàn)象。

③頂鐵、頂柱安放時要保證軸線一致、長短搭配一致、位置一致。每間隔6m 頂柱長設(shè)一道橫梁，并且采用方木于每行頂柱之間頂死。為減少安全風(fēng)險，在頂柱上覆蓋夯實50cm 厚的土層。

④挖土作業(yè)必須在列車通過間隔內(nèi)開展，當(dāng)駐站聯(lián)絡(luò)員通知有列車經(jīng)過時要提前停止開挖，開挖人員撤離到頂進(jìn)框架橋外面。為確保鐵路行車安全，頂進(jìn)施工嚴(yán)格落實“少挖勤頂”原則，每次挖土進(jìn)尺不超過1m，挖土邊坡不大于1∶0.75，實行從上向下的順序開挖；框架橋底板處應(yīng)預(yù)留8～10cm 高的土層不挖，避免“扎頭”風(fēng)險。

⑤頂進(jìn)過程中要建立信息反饋制度，為下次頂進(jìn)糾偏提前制定措施提供依據(jù)。當(dāng)框架頂進(jìn)方向發(fā)生偏移時，每一頂程糾偏不大于1cm[4]。

3.2.7 恢復(fù)線路

①作業(yè)順序。

拆除順序為：拆除3-5-3 扣軌→拆除橫抬梁同時補(bǔ)充道碴并修整→拆除縱梁→起道并整修線路→抽換橋枕起道并整修線路→線路穩(wěn)定整修→恢復(fù)正點運輸（拆除橫梁與補(bǔ)充道岔修整協(xié)調(diào)進(jìn)行）。

②作業(yè)方法。

1）補(bǔ)碴：根據(jù)初步計算的道碴需要量，事先將道碴運到線路兩側(cè)附近，采用人工方式運到框架橋范圍進(jìn)行補(bǔ)碴。

2）抽出橫梁：補(bǔ)充道碴達(dá)到橫梁一半高度時，首先采用外包絕緣管的鋼絲繩把第一根橫梁抽出，同步解除橫梁與縱梁、扣軌的聯(lián)結(jié)，把連接件、枕木頭及木板清運至線路外。然后抽換Ⅲ型橋枕，繼續(xù)補(bǔ)充道碴到飽滿，人工將道碴搗固密實后方可抽出第二根橫梁，直到全部抽完。抽橫梁必須在無列車通過時進(jìn)行，同時專人盯控軌道電路。

3）移除扣軌、縱梁：采取人工方式將扣軌、縱梁先搬運到運料平臺上。待與車站駐站員確認(rèn)無列車要通過時，方可沿平行于線路方向?qū)⑵涮н\到線外位置。

4）抽換既有橋橋枕：按“隔6 換1”方式進(jìn)行抽換，并隨時檢查線路幾何尺寸，并將道碴搗固密實。

5）安裝護(hù)輪軌：經(jīng)確認(rèn)線路達(dá)到鐵路行車條件后才可以安裝護(hù)輪軌，采取機(jī)械先把護(hù)輪軌吊至運料平臺上，再采取人工方式向平行線路方向抬運至線路中進(jìn)行安裝。安裝過程中要嚴(yán)防碰傷鋼軌，嚴(yán)防發(fā)生連電。

4 結(jié)束語

近年來隨著城市及鄉(xiāng)村建設(shè)的發(fā)展和既有鐵路提速的要求，需要將大量的鐵路與公路，鄉(xiāng)村道路的平交道口改為立交道口，大跨度多孔框架橋采用頂進(jìn)方式下穿鐵路路基，不影響鐵路的運營安全，又能確保下穿鐵路新建道路的順利實施[5]。