摘要：在鐵路框架橋拆舊頂新中，對(duì)既有框架橋的處理方案是下穿鐵路頂進(jìn)框架橋工程的重難點(diǎn)之一。針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下下穿鐵路框架橋施工變形大、控制難等問(wèn)題，結(jié)合既有橋涵區(qū)域頂進(jìn)鐵路框架橋工程，選擇合適的框架橋頂進(jìn)方案，總結(jié)拆舊頂新施工中線路加固、路基注漿、拆橋工藝優(yōu)化、土體開挖控制和第三方監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，為類似工程實(shí)施期間的鐵路安全保障提供參考和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：鐵路框架橋；拆舊頂新；線路加固

作者簡(jiǎn)介：王鵬，男，高級(jí)工程師。

在市政道路工程中，既有道路與鐵路交叉位置的部分通常采用頂進(jìn)下穿鐵路的方式，這種結(jié)構(gòu)形式一般稱為“下穿立交”，但存在土體變形過(guò)大而影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和軌道變形的風(fēng)險(xiǎn)，成為溝通鐵路兩側(cè)區(qū)域的交通“瓶頸”［1，2］。在某些情況下，需要原位拆除舊的框架橋，頂進(jìn)新的尺寸較大框架橋。

頂進(jìn)法下穿鐵路框架橋工程有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、工程費(fèi)用較低和施工周期短等優(yōu)點(diǎn)［3-7］。尚培培［8］以框構(gòu)橋下穿朔黃鐵路頂進(jìn)工程為例，分析了路基注漿、安裝扣軌、設(shè)置三樁和安裝縱橫梁等關(guān)鍵要點(diǎn)。趙永船和張寧［9］以薊汕聯(lián)絡(luò)線五孔框架橋頂進(jìn)施工為例，提出了在軟土地基中采用扣軌加固暗挖頂進(jìn)的施工方法和控制措施。李俊［10］以下穿新月鐵路立交橋?yàn)槔?，分析了超小斜交角度框架橋設(shè)計(jì)與施工中的受力特點(diǎn)。

相對(duì)于普通路基段，既有下穿立交的改建更為復(fù)雜。本文以一處穿越站場(chǎng)的下穿立交改建工程為依托，詳細(xì)研究了既有下穿立交拆舊頂新的技術(shù)方案，總結(jié)了施工中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，可為類似項(xiàng)目提供參考。

1工程概況

1.1既有道路、鐵路及框架橋現(xiàn)狀

既有框架橋下穿鐵路段為1-4.4 m框架橋。

橋址位于某場(chǎng)咽喉區(qū)，涉及9股線路和8組12號(hào)單開道岔，均為電氣化鐵路、60 kg/m鋼軌、無(wú)縫線路和鋼筋混凝土枕。道路中心與兩條鐵路線路交叉，路基填方高度為1.0～2.0 m，影響范圍內(nèi)共有8組12號(hào)單開道岔。鐵路股道數(shù)量大，設(shè)備繁多，建設(shè)時(shí)期不一致，高差較大，現(xiàn)場(chǎng)條件極為復(fù)雜，如圖1所示。

框架橋凈空小于3.5 m，僅能滿足行人和非機(jī)動(dòng)車通行；周邊鐵路變電室、材料庫(kù)房、值班室等房屋眾多，環(huán)境復(fù)雜；既有框架橋覆土0.67～0.71 m，與上方鐵路結(jié)構(gòu)凈距極小，變形影響較大。

1.2新建道路及框架橋設(shè)計(jì)

規(guī)劃道路下穿既有鐵路，穿越鐵路位于直線段。

機(jī)動(dòng)車道最大縱坡3.79%，接線段設(shè)置0.3%的鵝頭坡。道路橫斷面采用三幅路形式，雙向四車道。機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道路面橫坡均為1.5%，人行道路面橫坡為1.0%。

下穿鐵路部分采用五孔連體式框架橋，總長(zhǎng)89.828 m，凈跨為6.5 m+12 m+18 m+12 m+6.5 m，框架橋中心線與某鐵路下行線交角為86.5°，框架橋頂板頂面按距8道軌底0.85 m控制，至最高的某上行線鐵路鋼軌底面距離為1.19 m，9、10道抬道后軌底距框架橋頂0.7 m。橫斷面如圖2所示。

1.3地質(zhì)及水文情況

下穿處地層巖性主要為第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Qml4）雜填土、填筑土；第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Qal+pl4）粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂。地下水類型主要為第四系孔隙水，呈多層分布，粉土、粉砂為主要含水層。

2頂進(jìn)施工

2.1技術(shù)方案對(duì)比分析

受限于總體道路線形和兩側(cè)建筑物現(xiàn)狀，新建下穿鐵路框架橋需解決既有框架橋問(wèn)題，不同技術(shù)方案對(duì)比見表1。

考慮三種方案優(yōu)缺點(diǎn)，選擇適用性較強(qiáng)的拆舊頂新方案，能解決特殊地形下既有框架橋頂進(jìn)的難題。

2.2頂進(jìn)施工方法

框架橋分為A、B、C三節(jié)，長(zhǎng)度分別為31.315 m、31.453 m、27.000 m，采用中繼間法施工，由西向東頂進(jìn)。頂進(jìn)到位后，每?jī)晒?jié)之間設(shè)置3 cm寬沉降縫，沉降縫位于8道和9道之間，沉降縫做防水處理。其中A節(jié)縱向頂進(jìn)行程108.8 m，每延米頂力約366.9 t（為方便表述，頂力的單位換算為噸）；B節(jié)縱向頂進(jìn)行程110.8 m，每延米頂力約368.6 t；C節(jié)橫向頂進(jìn)行程62.6 m，每延米頂力約418.9 t，縱向頂進(jìn)行程73.7 m，每延米頂力約316.4 t。工作坑坡頂與路基坡腳頂間設(shè)置5.0 m平臺(tái)，靠近鐵路側(cè)采用放坡開挖的形式，邊坡坡率為1 ∶1.5，邊坡采用掛網(wǎng)噴C25混凝土防護(hù)。

頂進(jìn)范圍內(nèi)的既有框架橋在施工中一邊頂進(jìn)一邊分段拆除，按照頂進(jìn)開挖坡度線對(duì)應(yīng)舊橋進(jìn)行斜向分割拆除，既有框架橋縱向切割如圖3所示；將新橋頂進(jìn)至距既有框架橋0.5 m時(shí)，開始進(jìn)行既有框架橋拆除施工，每個(gè)循環(huán)拆除既有框架橋1.0 m后新橋頂進(jìn)1.0 m，如此循環(huán)施工直至新橋頂進(jìn)就位。采用以下施工流程：拆除既有框架橋兩側(cè)擋墻→鉆穿繩孔→線路加固→橋體頂進(jìn)→既有框架橋穿繩切除第1步→橋體繼續(xù)頂進(jìn)→既有框架橋穿繩切除N步→橋體頂進(jìn)就位→拆除線路加固。

3頂進(jìn)施工的關(guān)鍵技術(shù)

3.1線路加固

線路加固體系統(tǒng)采用分區(qū)設(shè)置抗橫移結(jié)構(gòu)，局部加密橫向鋼梁，由3-5-3扣吊軌梁和橫抬縱挑法布置的工字鋼縱橫梁以及路基防護(hù)樁、支撐樁、抗橫移樁、頂梁組成。考慮到加固體量大、道岔影響因素多、天窗有限等因素，線路加固橫梁穿設(shè)采用分區(qū)施工。線路加固分為兩個(gè)區(qū)域（加固一區(qū)、加固二區(qū)）進(jìn)行，如圖4所示，框架頂進(jìn)前先進(jìn)行線路加固，加固長(zhǎng)度為100 m，采用吊軌及縱橫工字鋼梁加固法。

線路加固時(shí)安裝或拆除軌束梁、工字鋼縱橫梁體系的縱梁需在封鎖點(diǎn)內(nèi)施工，線路限速45 km/h時(shí)進(jìn)行頂進(jìn)。施工結(jié)束后，第一列限速45 km/h，限速45 km/h不少于12 h，之后限速60 km/h、80 km/h各不少于24 h，最后限速120 km/h 2 h后恢復(fù)常速。

3.2路橋結(jié)合部加固

頂進(jìn)前對(duì)框架橋橋區(qū)及兩側(cè)路基進(jìn)行注漿加固，防止路基在頂進(jìn)過(guò)程中坍塌。沿鐵路線路方向注漿范圍：框架橋范圍以及框架橋兩邊墻外緣外側(cè)各12 m。垂直鐵路方向：鐵路中心線兩側(cè)各10 m，注漿至框架橋底板以下2.0 m。其中沿鐵路線路方向最外側(cè)2.0 m范圍采用袖閥管注漿形成止水墻，其余范圍采用小導(dǎo)管注漿。袖閥管注漿采用引孔機(jī)進(jìn)行引孔，袖閥管采用48 mm PVC外管，注漿寬度為2.0 m，注漿范圍為地面以下8.2 m，如圖5所示。袖閥管注漿液為水泥水玻璃漿液，水泥水玻璃比1 ∶1（質(zhì)量比），注漿壓力為1.0～1.5 MPa。

由于新建橋體范圍較大，利用既有框架橋，在邊墻及底板打設(shè)注漿孔，同時(shí)結(jié)合路基打孔方式，對(duì)頂進(jìn)前路基進(jìn)行注漿加固，保證注漿土體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.5 MPa，地基承載力不小于150 kPa。

3.3既有框架橋拆除

采用較為成熟的金鋼鏈繩鋸、碟鋸對(duì)既有框架橋進(jìn)行分段切割處理，如圖6所示。

（1） 慢行點(diǎn)（45 km/h）前，根據(jù)頂進(jìn)橋體進(jìn)尺（1.0 m）與沉降縫位置，在既有框架橋內(nèi)墻做好切割線標(biāo)記，切割線間距為1.0 m左右。

（2） 慢行點(diǎn)（45 km/h）前，在既有框架橋內(nèi)的頂板中部與上八字下0.1 m的切割線位置用水鉆鉆穿繩孔，孔徑0.05 m。

（3） 慢行點(diǎn)（45 km/h）內(nèi)，即線路加固期間，在既有框架橋內(nèi)邊墻安裝2臺(tái)碟鋸?fù)瑫r(shí)切割墻體。

（4） 線路加固完成后，清除既有框架橋頂板石砟，在橫梁工字鋼下墊好枕木支墩，清除既有框架橋兩側(cè)0.7 m土方（穿繩作業(yè)坑）。

（5） 根據(jù)線路加固完成進(jìn)度，在既有框架橋內(nèi)安裝繩鋸機(jī)切割地道橋頂板，每道頂板采用2臺(tái)繩鋸進(jìn)行切割。

（6） 根據(jù)橋體頂進(jìn)進(jìn)尺，分段切割既有框架橋，頂板采用繩鋸分兩部分切割；邊墻及底板利用碟鋸進(jìn)行切割。

3.4土體開挖

橋體頂進(jìn)過(guò)程中，對(duì)于前端開挖土體按照1 ∶0.67坡度進(jìn)行，每次開挖長(zhǎng)度1.0 m；相應(yīng)既有框架橋拆除范圍為1～1.5 m，切割線避開線路鋼軌位置及既有橋梁變形縫。土方開挖與既有框架橋破除同步進(jìn)行，按照每孔出土?xí)r間及既有框架橋破除時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)組織，提高頂進(jìn)工作效率。對(duì)應(yīng)每循環(huán)出土量，按照邊孔尺寸及開挖距離，結(jié)合土方出土?xí)r間及拆除既有框架橋時(shí)間，利用列車間隔進(jìn)行頂進(jìn)，每次循環(huán)用時(shí)12 h，每天循環(huán)2次頂進(jìn)2 m。對(duì)既有框架橋，每天切割2環(huán)。切割完成后進(jìn)行開挖土方并進(jìn)行頂進(jìn)。

3.5施工監(jiān)測(cè)

根據(jù)《鄰近鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（TB 10314—2021）［11］，監(jiān)測(cè)范圍為線路加固前后20 m，監(jiān)測(cè)方法為全站儀自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)等級(jí)為一等，監(jiān)測(cè)頻率見表2。

基坑開挖3天前安裝各監(jiān)測(cè)設(shè)備，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)至施工完成2個(gè)月后，當(dāng)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化平穩(wěn)，滿足變形速率不大于1 mm/月時(shí)，拆除監(jiān)測(cè)設(shè)備并恢復(fù)鐵路設(shè)備設(shè)施原貌。

依據(jù)監(jiān)測(cè)方案制定三級(jí)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制（預(yù)警值—報(bào)警值—控制值），做好有針對(duì)性的應(yīng)急預(yù)案，整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程與建設(shè)方密切配合，在加固系統(tǒng)完成后，及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)檢復(fù)測(cè)。

4結(jié)語(yǔ)

（1） 在既有框架橋狀態(tài)不佳，既有鐵路股道設(shè)備眾多、周邊建筑物繁雜、相對(duì)凈距極小的復(fù)雜環(huán)境下，對(duì)比不同的技術(shù)方案后，選用拆舊頂新方案新建下穿鐵路框架橋，能解決特殊地形下既有框架橋頂進(jìn)的難題，并在施工期間保證了線路運(yùn)營(yíng)安全。

（2） 在逐步拆除既有框架橋過(guò)程中，需重點(diǎn)控制線路加固、路基注漿補(bǔ)強(qiáng)、既有橋拆除順序等關(guān)鍵技術(shù)，保證既有橋拆除與頂進(jìn)進(jìn)程相匹配，協(xié)調(diào)處理土體開挖與破除既有橋體關(guān)系，做好施工期間的監(jiān)測(cè)防護(hù)。

（3） 提出了復(fù)雜環(huán)境下拆舊頂新鐵路框架橋技術(shù)方案，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行控制，保障了施工質(zhì)量，對(duì)類似的下穿鐵路工程具有重要的參考價(jià)值。

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