竇曉曦 DOU Xiao-xi

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，西安 710038）

0 引言

目前我國高速公路交通網(wǎng)絡(luò)越來越密集，新建高速公路項(xiàng)目也陸續(xù)展開建設(shè)，由于我國交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時間較早，使得新建高速難免會與鐵路線路產(chǎn)生交叉。新建高速線路為減少對既有高速影響，一般多采用下穿既有鐵路線路的設(shè)計，這樣不但便于施工，而且后期維護(hù)簡便，對鐵路既有線路影響較小。但框架橋頂進(jìn)下穿鐵路技術(shù)較為復(fù)雜，其方案的可行性與施工能力水平直接關(guān)系著鐵路線路的安全，因此必須對框架橋頂進(jìn)下穿方案進(jìn)行仔細(xì)研究，使得框架橋下穿就位后其平面位置、高程等滿足有關(guān)要求，同時也必須要確保在整個施工過程中既有鐵路線路的安全。在武深高速公路始興聯(lián)絡(luò)線TJ3 合同段下穿贛韶鐵路框架橋施工中，由于該框架立交橋?yàn)殡p孔大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用頂進(jìn)式下穿至既有鐵路線路，不但自重體積較大，頂進(jìn)施工技術(shù)難度高，而且框架頂部距離既有鐵路軌面較小，對行車干擾和安全影響大。為確保該框架橋頂進(jìn)后其結(jié)構(gòu)尺寸、平面位置及高程滿足有關(guān)要求，同時減少施工過程中對行車的干擾，保證既有鐵路線路運(yùn)營安全，項(xiàng)目部對該框架橋頂進(jìn)施工方案進(jìn)行認(rèn)真編排，同時對施工工序進(jìn)行合理規(guī)劃，對影響的管線等設(shè)施進(jìn)行提前處理。通過一系列舉措，不但減少了對行車的干擾，確保了既有營業(yè)線的安全運(yùn)行，而且頂進(jìn)后的框架橋其各項(xiàng)參數(shù)均滿足有關(guān)要求。通過現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，雙孔大跨度公路框架橋頂進(jìn)下穿既有鐵路線相關(guān)技術(shù)在施工中取得很好的效果。

1 工程概況

新建武深高速公路始興聯(lián)絡(luò)線道路等級為高速公路，設(shè)計行車速度100km/h，雙向四車道。本項(xiàng)目為武深高速公路始興聯(lián)絡(luò)線下穿贛韶鐵路框架橋工程，框架橋與贛韶鐵路交叉鐵路樁號為K105+044；下穿處為贛韶鐵路區(qū)間路基段，鐵路為正線單股道，電氣化鐵路，預(yù)留復(fù)線，復(fù)線線間距擬采用4.0m。

設(shè)計采用頂進(jìn)兩孔13.75m 的框架橋作為道路下穿鐵路的通道，框架長24.0m，左右幅框架凈距0.2m，框架頂距離既有鐵路軌面約1.77m，設(shè)計采用對鐵路軌道架空后頂進(jìn)施工。頂進(jìn)框架結(jié)構(gòu)橫斷面：1.0m（側(cè)墻）+0.75m（檢修通道）+0.5（C 值）+3×3.75（車行道）+0.75（路緣帶）+0.5（C 值）+0.75（路緣帶）+1.0m（側(cè)墻）=15.75m。贛韶鐵路頂進(jìn)框架頂覆土約1.77m，頂板厚1.1m，框架內(nèi)凈高均不小于5.5m，框架橋側(cè)墻厚1.0m，底板厚為1.2m，頂板加腋采用0.85×0.5m，底板加腋采用0.3×0.3m。（圖1）

圖1 框架橋下穿既有鐵路線路平面設(shè)計圖

2 框架橋總體頂進(jìn)下穿施工方案

頂進(jìn)工作坑設(shè)置在線路一側(cè)，工作坑開挖支護(hù)后在底板處修建滑板，在滑板頂面上鋪設(shè)隔離層，預(yù)制鋼筋混凝土框架涵身涵節(jié)，安裝頂進(jìn)設(shè)備，堆放枕木垛，封鎖180 分鐘架設(shè)D24 施工便梁，加固既有線路，行車限速45km/h，方可進(jìn)行箱涵頂進(jìn)施工作業(yè)。首先將頂進(jìn)前方鐵路路基土體進(jìn)行開挖，然后對油泵進(jìn)行加壓使頂鎬對框架橋產(chǎn)生推力，從而推進(jìn)框架橋前進(jìn)，完成上述頂進(jìn)工序后將頂鎬回程，然后在空擋處增加一個頂鐵，然后再將頂進(jìn)方向土體進(jìn)行開挖出一個頂程距離，緊接進(jìn)行下一次頂進(jìn)工序，重復(fù)循環(huán)上述工序直至框架橋頂進(jìn)到設(shè)計位置。（圖2）

圖2 框架橋頂進(jìn)施工流程圖

3 主要施工工藝

3.1 便梁支撐樁開挖 本工程支撐樁設(shè)計樁徑為1.5m，里程方向樁間距為24.5m，橫向間距為4.45m，樁長設(shè)計均為12.0m。其主要施工工藝流程為：測量定位→管線探挖及遷改→砼鎖口施工（H≥300mm）→開孔挖取→抽排水修整護(hù)壁→鋼筋綁扎→支模→校正中心→澆護(hù)壁砼→養(yǎng)護(hù)→拆?！h(huán)往復(fù)→到達(dá)設(shè)計深度→終孔驗(yàn)孔→鋼筋籠制作→鋼筋籠驗(yàn)收→鋼筋籠安裝→澆樁身砼。

樁身混凝土應(yīng)一次澆筑成型，過程中不得有較大間歇。當(dāng)混凝土灌注頂面標(biāo)高接近設(shè)計樁頂時，需將混凝土頂部浮漿抹除，確保樁頂標(biāo)高及樁頂混凝土質(zhì)量滿足有關(guān)要求。

3.2 頂進(jìn)工作坑開挖 鐵路頂進(jìn)框架工作坑設(shè)在鐵路東側(cè)，由東向西分段頂進(jìn)。先頂進(jìn)右幅框架橋，一次頂進(jìn)就位，再將左幅框架橋二先由北向南頂進(jìn)到預(yù)定位置，再由東向西頂進(jìn)至韶贛鐵路下?？蚣軜蛞慌c框架橋二工作坑在西側(cè)平行鐵路南北布置。工作坑開挖前，須先進(jìn)行地下管線的探挖工作。先測量放樣出基坑范圍，在基坑范圍內(nèi)人工開挖不淺于3m 的十字探溝，摸清地下管線的類型、走向、埋深等情況。

工作坑頂周圍設(shè)置60cm×60cm 的截水溝，以防地表水流入工作坑、防止地下水滲入基坑邊坡土體。基坑底部四周設(shè)置60cm×60cm 的排水溝，排水溝離坡腳30cm，排水溝設(shè)5‰的縱坡以利排水。沿排水溝每10m 設(shè)置一個集水井，集水井截面尺寸為140cm×170cm，集水井比排水溝低110cm，使基坑滲出的地下水、雨水通過排水溝匯聚于集水井內(nèi)，然后用水泵將其排出基坑外。

3.3 頂進(jìn)框架橋預(yù)制 框架橋預(yù)制時需對橋體平面位置、頂部和底部標(biāo)高進(jìn)行放樣，其施工主要分為三個步驟：首先是施工框架橋底板部分，在底板鋼筋綁扎后澆筑至框架下倒角處，然后施工框架邊墻部分，最后施工框架頂板部分。其主要施工工序?yàn)椋簶蛭粶y量→底板鋼筋安裝→底板模板安裝→底板混凝土澆筑→邊墻鋼筋安裝→邊墻模板安裝→邊墻混凝土澆筑→頂板支架安裝→頂板底模安裝→安裝鋼筋→澆筑混凝土→端部刃角安裝→防水層施工。（圖3）

圖3 框架橋預(yù)制支架體系布置圖

3.4 D 型鋼便梁安裝 鋼便梁由吊車分節(jié)吊裝就位后再進(jìn)行縱向組合拼裝，縱梁聯(lián)結(jié)采用聯(lián)結(jié)板進(jìn)行，聯(lián)結(jié)板材質(zhì)與強(qiáng)度等級需與便梁相同，聯(lián)結(jié)板主要構(gòu)成為上下夾板和一組左右腹板。便梁架設(shè)采用50T 吊車吊裝到路肩，然后利用申報的既有線天窗點(diǎn)將便梁胯下橫移。架設(shè)便梁前，橫梁與鋼枕全部安裝到位，以減少便梁安裝時間，減少對既有線路的影響，確保行車安全和穩(wěn)定。將支撐樁頂部預(yù)留鋼筋提前挖出，便梁安裝就位后及時將預(yù)留鋼筋與便梁進(jìn)行連接，防止便梁產(chǎn)生縱向位移。（圖4）

圖4 鋼便梁安裝示意圖

3.5 既有鐵路線下開挖及支護(hù) 頂進(jìn)按框架頂部無覆土，帶側(cè)面土狀態(tài)頂進(jìn)。每掘進(jìn)進(jìn)尺控制在30cm。待框架頂進(jìn)并將刃角插入土體30cm 后，才能進(jìn)行下一進(jìn)尺的開挖。開挖時采用人工配合小型挖機(jī)開挖路基，小型農(nóng)用車將挖出的土方運(yùn)送在選好的場地堆放。開挖之后路基下部做木擋板防護(hù)，防護(hù)鋼管間距1m。上部坡度做素噴混凝土來防護(hù)路基，邊開挖邊做下部木擋板防護(hù)。

3.6 下穿鐵路框架橋頂進(jìn)施工 涵洞頂進(jìn)時多臺千斤頂需協(xié)同配合，每個頂進(jìn)點(diǎn)頂進(jìn)行程需一致，每處頂鎬的頂進(jìn)方向必須平行于框架軸線方向。為確保頂鎬的反向作用力能夠均勻地傳遞至后背墻上，在框架與頂鐵之間以及頂鎬與后背墻之間均設(shè)置分配梁。由于頂鐵自重較大，其在安裝時需采用吊車配合人工進(jìn)行安裝。頂鐵每隔3m 需設(shè)置一道橫向頂梁，從而增加頂鐵的整體穩(wěn)定性。在每個頂程結(jié)束后，將頂鎬活塞收缸復(fù)原，然后在空擋處再填放頂鐵，然后重復(fù)上述前一個頂進(jìn)工序直至框架箱體頂進(jìn)至設(shè)計位置。

4 頂力計算及設(shè)備配置

頂力計算：P=k[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3]

式中：P－最大頂力（t）；k－系數(shù)，取k＝1.2；

N1－涵頂上荷載（t），由于采用架空頂進(jìn)，故該項(xiàng)為0；f1－涵頂部表面與頂部荷重之間的摩阻系數(shù)，取f1＝0.3；

N2－框架橋自重（t），N2＝QL＋10（t），式中Q 為單位長度涵身自重（t/m），L 為頂進(jìn)涵長（m），10（t）為機(jī)具、人群、刃角以及未能及時運(yùn)走的土重等施工荷重；

f2－框架橋底板與基底土摩阻系數(shù)，取f2＝0.8；E－框架橋兩側(cè)土壓力（t）；

E=2×（γ×h×Ka）由于采用架空頂進(jìn)，故該項(xiàng)為0；

f3－側(cè)面摩阻系數(shù)，取f3＝0.8。

由于在框架橋頂進(jìn)時用D16 型施工便梁架空線路，并且采取邊開挖邊頂進(jìn)，頂上及兩側(cè)土壓力比較小，從而N1忽略不計。則計算簡化為P=k（N1+N2）f2=1.2×（3680.4+10）×0.8=3533.2t，故，需配備500t 千斤頂8 臺。

5 安全質(zhì)量保障措施

①框架橋頂進(jìn)時要嚴(yán)格注意施工時間段，當(dāng)列車通過時嚴(yán)禁施工，同時頂進(jìn)時頂進(jìn)設(shè)備周邊嚴(yán)禁站人，防止出現(xiàn)意外傷人。②孔口作業(yè)人員必須拴掛好安全帶，井底的作業(yè)人員與上部的人員要采用對講機(jī)保持聯(lián)系，如遇見異常情況，井底人員通知上部人員，以便及時采取相應(yīng)措施。③在施工過程中，鐵路股道應(yīng)雙向設(shè)置防護(hù)并24 小時巡視，觀察和檢查線路路基變化情況，以及線路加固設(shè)備的變化及穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和加固，確保行車及施工安全。

6 結(jié)束語

通過對該框架橋頂進(jìn)施工方案進(jìn)行認(rèn)真編排，同時對施工工序進(jìn)行合理規(guī)劃，對影響的管線等設(shè)施進(jìn)行提前處理等一系列舉措，不但減少了對行車的干擾，確保了既有營業(yè)線的安全運(yùn)行，而且頂進(jìn)后的框架橋其各項(xiàng)參數(shù)均滿足有關(guān)要求。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，該雙孔大跨度公路框架橋頂進(jìn)下穿既有鐵路線相關(guān)技術(shù)在施工中取得很好的效果，也為后續(xù)類似施工提供了借鑒和參考。