淺談高速公路下穿鐵路立交橋的頂進監理

袁新偉

摘要：筆者作為江海高速公路JH-JL-3總監辦的副總監兼第二駐地監理工程師，全面負責HA4標和RGI的監理工作。高速公路采用下穿的方式跨越鐵路，具有安全、工期短、造價省、對鐵路運營影響小的優點，在我省高速公路建設上是一次有益的嘗試，可以促進我省交通事業多快好省的發展，取得良好的社會和經濟效益。

關鍵詞：高速公路

1工程簡介

江都至海安高速公路是《江蘇省高速公路網規劃》中“五縱九橫五聯”橫三的重要組成部分，全長99.772公里。我公司所監理的江海高速公路南通段，全長33.78公里，有兩處下穿鐵路立交橋，一處下穿新長線鐵路，全長760m；另一處在下穿寧啟線鐵路，全長880m。兩座下穿立交橋箱體均為寬2-12.25m、高6.30m的框架結構，頂板厚95cm，底板厚100cm，側墻厚95cm。2孔箱體相互分離，箱身采用C40混凝土，中間有10cm的沉降縫。

高速公路下穿鐵路施工，在江蘇省高速公路建設領域尚屬首例，成敗與否事關重大。由于兩座立交橋的施工方法類似，本文就以更具代表性且已成功實施的下穿新長鐵路立交橋為例來闡述。

2本工程的重點和難點

工作量大、施工任務重，工期為120天，時間非常緊張；橋梁下穿鐵路施工風險大、協調困難；地質情況差、地下水位高；鐵路兩側地上、地下管線和不可預見因素多；深基坑作業（深度達8m），安全隱患大；箱體預制在冬季施工，屬于不利季節施工；春運期間，鐵路安全敏感度高，管理部門限制施工的措施多；本工程為高速公路下穿

鐵路，箱體就位精度要求高。

經認真分析和研究，我們認為本工程的重點和難點自然也就是我們監理的重點和難點。

3施工準備階段的監理

為了扎實有效的做好施工準備階段的監理工作，我們重點從以下幾個方面入手：

3.1做好技術準備，進行既有利于施工又能保證工程質量的合理變更

施工前施工單位和監理都進行了充分的技術準備，包括圖紙會審、測量放樣、材料檢測、配合比驗證、技術交底、安全培訓、審查施工組織設計等。由于下穿鐵路立交橋的施工是整個江海高速的節點和重點工程，重大方案實施前必須要召開方案審查會。在充分準備的基礎上總監辦組織召開了方案審查會，會上綜合各方意見，對原設計進行了合理變更，方案審查時一致同意將箱體分3節制作，保證了工程的順利實施。

3.2監督檢查施工單位頂進前的施工準備工作必須做細做實

細節決定成敗，關鍵環節的任何一個疏忽，都可能導致前功盡棄，全盤皆輸。準備階段的監理是任務量最大，在整個過程中最重要的環節，必須盡職盡責，做細做實。

要保持工作坑邊坡的穩定和坑內良好的排水效果，這是保證正常施工的前提。

①基坑開挖前，在基坑上口周圍設置截水溝。

②工作坑土方開挖前，提前布置深井降水。

開挖前對基坑進行降排水處理，降水采取以深井降水為主，局部采用輕型井點降水的方法，箱體頂進階段在線路另一側增設深井。

③保證基坑邊坡穩定的措施

根據設計圖紙及現場地質情況，挖土深8米左右，除了靠近鐵路側外邊坡按1：1設置。下雨時采用彩條布和塑料布對基坑、線路邊坡進行覆蓋，防止雨水沖刷造成基坑坍塌。挖出的土方和施工材料堆放位置應距坑邊不小于1m，高度不超過1.5m。

3.3狠抓落實保證鐵路正常運營和安全的措施

本工程的難點就在于不影響鐵路正常運營的前提下施工，安全責任尤其重大，督促施工單位不折不扣地落實保證鐵路正常運營和安全的各項措施，乃是監理工作的重中之重。

①靠近鐵路側工作坑邊坡設置

靠近鐵路路基側邊坡按大于1:1.5分上下兩層設置，中間留2米寬的臺階，而且采用拉森鋼板樁支護，深度為15m。

②嚴格按圖紙要求架設鋼便梁，頂進前對現有鐵路線路進行加固

箱體頂進前必須做好線路加固，箱體頂進時線路采用2組D16型，1組D24型鋼便梁進行加固，鋼便梁架設在鉆孔樁及條形基礎上。便梁架設完畢后即可進行線路下方土體開挖、箱體頂進等。

③開展現有鐵路線路沉降的觀測分析

開挖前在基坑開挖影響范圍內的鐵路路基設置沉降觀測點并做好初始值的觀測，設置范圍為2倍基坑深度，間距10m。基坑開挖后每天派人觀測路基沉降情況并做好記錄，同時對線路邊坡加強觀察。

3.4頂進后靠的制作

頂進后靠采用鋼筋砼分配梁結合拉森板樁及后靠配重壓土而成。后靠分配梁采用C20鋼筋混凝土制作，其截面尺寸為1.5×2m，分配梁與滑板聯接成整體，其底標高在滑板頂面以下50cm。

3.5滑板制作

滑板設置采用20cm厚的C20砼面層，10cm厚碎石墊層；為增加滑床板與基坑底的摩擦力，在滑板內設置間距為4.0米的防爬錨梁，尺寸為40cm×30cm，滑板內設置鋼筋網，防止頂進過程中滑板開裂。滑板表面涂黃油，再鋪一層

油毛氈，然后在滑板上預制頂進箱體。

4下穿鐵路箱體頂進階段的監理

4.1頂進時線路下方土方開挖必須要按規范進行

線路下方土體開挖采用機械進行，人工配合，并設專人24小時對便梁及線路邊坡進行觀測及防護。挖土時嚴禁超挖，列車通過時停止一切作業，工作面下嚴禁站人。為防止路基塌方，開挖面兩側根據土質適當放坡。

4.2嚴格落實推進過程中防止“扎頭”的措施

本工程箱體分3節制作，既有新長鐵路下方箱體采用頂入法施工，頂進箱體長15m，先頂進北側箱體，再頂進南側箱體。為防止箱體頂進時出現“扎頭”現象，滑板施工時沿頂進方向設置0.3%上坡，在滑板最前端設置1m長10%的“船頭坡”，保證一開始頂進就形成上坡的趨勢。超高可以采用挖土的方式糾正，一旦“栽頭”，就會越栽越深，導致頂進工作徹底失敗。

4.3防止沿前進方向左右偏位的措施

頂進時8臺千斤頂由操作臺統一控制，每臺千斤頂的頂力又可單獨調節。頂進過程中設專人對箱體的偏位、行程、高程全程監控，如發現左右偏位，行程不同步，可及時調整左右千斤頂的頂力來完成糾偏和同步，糾偏方法以調節兩側頂力為主。

4.4保護橡膠止水帶的措施

由于砼箱體中預埋了橡膠止水帶，為了保證在頂進過程中止水帶不被損壞，頂進前將外露的止水帶用槽鋼包裹，槽鋼焊接在預埋鋼筋上，從實際使用效果來看非常理想。

4．5設備安裝和調試

調試工作的目的是全面檢查液壓系統是否可靠，千斤頂功能有無異常，管路是否泄露等。調整溢流閥的作用壓力，并逐步加大油壓力推動箱體，測定起動推力，檢查后靠的變化情況等。

4.6試頂

頂進作業開始前應必須再次全面檢查頂進前必須做好的準備工作，經檢查合格無誤后，再經過試頂驗證，使箱體與底板分離。試頂工作以頂動箱體為止，因此在試頂時要加強箱體中線、水平和縱向位移的觀察，同時還要注意觀察后靠和底板的變化。

4.7頂進施工

頂進即是開動高壓油泵，使千斤頂受液壓力而產生頂力，推動箱體前進，箱體前進一鎬后使千斤頂的活塞回復到原位，在空擋處填放頂鐵，以待下次開鎬，如此循環反復，直到箱體就位為止。

為保證箱體頂進質量，必須對頂進過程嚴格控制，頂進工作是決定成敗的最關鍵也是最后一環，安全隱患比較突出，作為監理，要重點監督施工單位嚴格執行如下制度，頂進時監理要全過程旁站，認真記錄、收集和整理第一手資料。

4.7.1 頂進時必須對各觀測點進行仔細觀測，發現異狀，應立即停止頂進，待問題處理后再頂進作業。

4.7.2 頂進中必須做到隨挖隨頂，挖好的工作面不得長時間暴露，嚴禁超前挖土。

4.7.3 頂進過程中派專人對路基邊坡進行監測，發生異常情況時，通知所有作業人員撤離危險區，并向開來的列車發出停車信號。

4.7.4 頂進利用列車運行間隙進行，列車通過時暫停挖土。

4.7.5 挖土機械派專人監護，處于鐵路下方作業時，鏟斗不得碰撞便梁或箱體主體結構。

4.7.6 嚴禁施工人員接近或跨越頂鐵，或站在已經就位的頂鐵上。

4.7.7 頂進過程中，每當油泵油壓升高5~10Mpa時，應停泵觀察，若有異狀，應及時處理。

4.7.8 頂進前，應首先調試各臺頂鎬油泵出油量，以保證各臺頂鎬能夠共同工作。

4.7.9 頂進過程中，必須用經緯儀和水平儀進行全程跟蹤測量，每頂進一次測量一次，方向測量隨時進行，根據方向調整好頂鎬頂力，隨時糾偏。

4.7.10 頂進過程中，頂鐵與頂桿須處于同一軸線上，為防止頂桿過長失穩，應將頂鐵用高強螺栓連接，頂鐵每隔4米設一道橫向聯結系，以提高橫向穩定性。

4.7.11 在箱體頂進過程中，加強對箱體兩側路基的處理以減少箱體對現有鐵路路基的拉動，確保頂進質量及線路的安全。

4.7.12 備足鋼軌樁、木板、道砟、枕木、草包等應急材料，防止邊坡塌方。

4.7.13 箱體頂進到位后，便梁拆除前要做好路基穩定的保護工作。

4.7.14 箱體頂進后，箱體兩側的三角區要及時回填，避免塌方。

4.7.15除列車通過外，頂進施工要24小時不間斷進行，以減少對鐵路安全的影響，并且防止箱體頂進過程中因長時間停滯而產生不均勻沉降。

4．8 應急處理措施

安全第一、預防為主，考慮到本工程的特殊性，我們督促施工單位制訂了完善的應急處理措施，以保證能夠從容應對各種突發事件，為工程的順利實施提供安全保障。我們要求施工單位制訂了人身安全事故、便梁傾覆、路基塌方、挖斷電纜、斷軌等幾個有針對性的應急處理措施。

5高速公路采用下穿鐵路施工的優點

5.1最大限度縮小了對鐵路運營的影響

如果采用預制工藝，基坑開挖、地基處理、澆筑底板、搭設支架、立模、綁鋼筋、澆筑墻身和頂板砼、養護到設計強度，整個施工過程最快得3個月，對鐵路安全運營影響非常大。而且，如果采用預制，3個月期間工人、設備始終在掏空的鐵軌下工作，安全根本無法保證。而采用頂進工藝，頂進一個箱體實際所用的時間僅為33個小時，行程為32.6m，平均每小時頂進1m。由于預制是在鐵路路基外側進行，對鐵路安全運營的影響就降到了最小。

5.2降低了公路填土高度，避免設置高架橋

鐵路路基本身比較高，軌頂高出原地面4m左右，鐵路兩側有桿線，如采用高速公路上跨鐵路，凈空要求比較高，橋梁凈高在20m左右。比較起來，無論采用搭設支架現澆還是預制吊裝，施工時安全隱患更大，對鐵路運營的影響周期也更長。采用高架橋，橋梁長度必將大大增長，而且接線部位必然是高填土，考慮到路基放坡，路基寬度會大大增加，必然會占用更多的土地資源，江蘇省是經濟發達、人均土地很少的省份，節約土地顯得尤為重要。采用下穿鐵路的方式，由于不放坡，占用土地比正常填土路段還要少，大大節約了土地資源，經濟效益和社會效益均比較明顯。

5.3為同類工程的施工積累了經驗

由于做了充分的準備，頂進工作相當順利，頂進誤差也非常小，中線偏位只有1.8cm，規范允許15cm，高程誤差為+8cm，規范允許+4~-15cm，頂進完成時高程超出規范4cm，考慮到目前箱體只承受自重，還未承受鐵路傳遞下來的荷載，根據經驗，我們預留了10cm左右的沉降量，從頂進結果來看，非常成功。因此，高速公路下穿鐵路施工雖然難度大，只要精心施工，頂進質量還是能夠保證，這必將為江蘇省同類工程的施工積累了寶貴的經驗。

參考文獻

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