淺談營業線框架橋頂進施工

摘要：本文結合寧啟復線電化工程K150+242.29改建2-12m立交橋工程的施工實例，講述了如何在保證既有路基安全、線路穩固、行車安全的前提下進行電氣化鐵路既有線頂進橋施工，以供相關工程施工參考。

關鍵詞：鐵路 框構橋 頂進 加固

0 引言

鐵路建設快速發展，行車密度不斷加大，鐵路新建改建項目繁多，涉及到營業線改造施工時如何才能保證行車安全，保證施工工期、質量是我們施工單位所要面對的考驗，特別是涉及到鐵路營業線施工的橋涵改建項目，本文結合工程實例加以說明。

1 工程概況

站東路K150+242.29改建立交橋工程，是對既有2-4m框架涵進行擴孔。該框架位于直線上，與既有鐵路線正交。既有鐵路線線間距6.5m。施工項目主要有：下穿鐵路的2-12m框架橋，2-2m套涵。2-12m框架橋為分離式框架橋，單個箱身設計凈高6.1m、外寬13.8m，箱身長24.5m（其中包括南側U槽3m），箱身采用C40鋼筋混凝土，箱身混凝土數量為1592.5m3，基底持力層為第三層粉質粘土層。2-2米套涵為管線過軌保護，套涵長32m，分別對稱設置于改建立交橋兩側，套涵采用C35鋼筋混凝土，套涵混凝土數量為160m3，基底持力層為第二層粉質粘土層。根據圖紙箱身設計最大基底應力為124.4KPa，而持力層粉質粘土σ0=150KPa，地基不需處理。改建立交橋及套涵采用頂進法施工、每次挖1米頂1米，工作坑設在既有鐵路線北側，線路采用D24、D16便梁防護，便梁支墩采用人工挖孔樁支墩，基坑采用鋼板樁結合放坡開挖進行防護。

2 具體施工方法

2.1 施工流程方案評審→簽訂安全協議→現場調查確認→道路封閉→工作坑施工→滑板及后背墻→箱體預制→線路加固→施工南京側D24便梁支墩挖孔樁→南京側箱身上D24便梁架設→南京側既有涵洞鑿除及拉槽施工→南京側箱身頂進→臺背回填→南通側D24便梁支墩挖孔樁施工→D24便梁縱移至南通側→南京側D16便梁架設、南通側拉槽施工→南通側箱身頂進、南京側套涵頂進→臺背回填→頂進南通側套涵、南京側D16便梁拆除→南通側D24便梁拆除→線路恢復。

2.2 施工工藝

2.2.1 施工準備。施工前跟當地交通管理部門及農業開發區對接，做好道路封閉引導工作。施工時兩側道路全封閉，將施工場地和地方道路分開，車輛及行人從站前路和站北路繞行。

2.2.2 基坑防護。頂進工作坑設在既有鐵路線北側，基坑采用放坡和鋼板樁相結合的防護形式，其中箱身預制位置和套涵預制位置間采用9m的30b槽鋼樁防護，后背梁采用12m拉森Ⅳ型鋼板樁防護，側面1:1放坡開挖，既有線側1:1.5放坡。見頂進工作坑平面圖：

■

頂進工作坑平面圖

2.2.3 工作坑開挖。該工點地層以粘性土為主，基坑采用明溝排水。開挖時有意識向基坑四周形成排水坡，邊開挖邊排水。基坑四周設排水溝四個角設集水井，排水溝深30cm、寬30cm，集水坑深1m。基坑開挖采用挖機分層開挖，坑底預留30cm人工開挖，經常抽水保持工作坑干燥無水。

2.2.4 碎石墊層、滑板制作、后背梁、預制箱身。基坑開挖到位后，及時按圖施做碎石墊層、滑板、后背梁。滑板采用C25混凝土，內置Φ12鋼筋網片一層，網片鋼筋應伸入后背梁中，以形成整體受力。在滑板下每隔2m設置一道防滑槽，滑板砼要求振搗密實，表面平整度在2米長度范圍內凹凸差不超過3mm。待砼初凝后，再在其上涂刷石蠟機油潤滑層，要求表面光潔平滑，在潤滑層上及時沾鋪塑料薄膜，以防止框構滑板與滑板粘連，減少啟動阻力。

在工作基坑底板潤滑隔離層上預制鋼筋混凝土箱身。首先做好測量定位工作，使箱身中線、工作坑滑板中心線和頂進橋位的中心線三者均在一直線上。箱身預制的施工順序是：在工作坑滑板上安好箱身底板模→綁扎底板鋼筋→灌筑底板混凝土→養護→安內模→綁扎側墻及頂板鋼筋→安外模→灌筑側墻及頂板混凝土→養護→拆模→作箱身防護層及潤滑設施。

2.2.5 挖孔樁支墩施工。依據設計標高在孔口制作井圈，進行人工挖孔時，視地質情況采用人工或風鎬進行開挖，人工裝土，使用卷筒及吊桶做提升設備，井上設專人指揮，將吊桶直接提升到井口，人工抬出運走。

考慮到施工安全，護壁采用15cmC15混凝土。模板采用3mm鋼板制作定型模板，混凝土現場拌制。在模板支立時注意檢查成孔的孔徑和垂直度，待護壁混凝土強度達到80%以上時拆除模板，繼續開始向下掘進。樁孔挖掘及支撐護壁兩道工序必須連續作業，中途不得停頓，以防坍孔。

挖孔樁在慢行點內進行，設置專職防護員。火車到來時人員提前10分鐘升井，放倒提升架確保穩定且不侵限。現場應配備水泵加強抽水，保證施工人員及運營線路的安全。

2.2.6 施工步驟

第一步，南京側挖孔樁支墩及D24便梁架設

■

■

第二步，南京側既有函洞鑿出及拉槽施工

■

平面圖

■

第三步，南京側箱身頂進、箱身回填

■

平面圖

■

第四步，南通側D24便梁支墩及便梁架設（縱移）

■

■

第五步，南京側D16便梁架設、南通側既有涵洞鑿出及拉槽施工

■

平面圖

■

第六步，南京側套涵頂進、南通側箱身頂進及回填

■

■

第七步，南通側套涵頂進、回填，南京側便梁拆除

■

■

第八步，南通側D24便梁拆除、線路恢復

■

■

2.2.7 頂進施工工藝

2.2.7.1 機具設備及安裝。①液壓系統。液壓系統由動力機構（高壓油泵）、操縱機構（控制閥、調節閥電氣集中控制臺）、執行機構（千斤頂亦稱頂鎬）、輔助裝置（油箱油管、液壓元件、壓力表等）組成。②傳力設備。頂進橋涵的傳力設備有：頂鐵、頂柱、分配橫梁和頂柱橫梁等。③設備安裝、調試和試頂。a安裝、調試。配備需要的千斤頂臺數，調試工作的目的是全面檢查液壓元件是否可靠，千斤頂功能有無異常，管路有否泄漏，調整溢流閥的作用壓力，并且逐步加大油壓力推動箱身，測定起動推力，檢查后背的變化情況等。b試頂。試頂工作一般以箱身動為止，因此在試頂時要加強箱身中線，水平和縱向位移的觀察同時還要注意觀察后背和底板的變化。試頂工作是操縱所有千斤頂一起頂出，頂塊接觸到后背后，油壓力逐漸升高。當克服箱身的起動阻力，箱身被頂動，壓力迅速下降，此時在壓力表上讀到的最高壓力值，經換算后就是該箱身的起動推力，由于考慮到管道內的壓力損失和克服千斤頂的內在摩擦阻力，實際推力是根據壓力表讀數的0.97左右，故試頂進應做到：

在各有關部位及觀測點設專人負責，隨時注意變化情況。

開泵后每當油壓升高5-10Mpa時須停泵觀察，發現異常，及時處理。

千斤頂活塞開始伸出，頂柱（頂鐵）壓緊后應立即停頂，經檢查各部位情況，無異常現象可再開泵，同時用高壓水泵向箱身預埋的液壓管道進行壓水，直至箱身起動即停止并記錄數據。

試頂完后還要進行一次全面的檢查，如各部情況均屬良好便可進行正式的頂進作業。

2.2.7.2 頂進施工。①組織檢查：頂進作業開始前，全面檢查頂進前必須做好的準備工作，其項目有：線路加固情況，后背及頂進設備情況；現場照明、液壓系統安裝及試驗情況；觀測記錄人員的組織和儀器裝置；施工人員與鐵路行車單位聯系情況。②頂進：頂進即是開動高壓油泵，使千斤頂受液壓力而產生頂力，推動箱身前進，每鎬的頂程，通常的情況下為190-800mm，每次頂進行程最大控制在500mm。箱身前進后使千斤頂的活塞回復原位，在空擋處填放頂鐵，以待下次開鎬，如此循環往復，直至箱身就位。

頂進過程中應注意下列事項：a箱身在工作坑滑板上空頂進，特別注意箱身的水平中線，箱身一經吃土，組織加快挖土出土速度，實行三班倒連續作業，保持箱身不斷頂進。b每班交接前，對千斤頂、油泵液壓系統、頂鐵、頂柱、后背和平臺等設備，要經過檢查保持設備狀態良好，掌握箱身當時的方向及高程狀況后，才能開始操作繼續頂進，在頂進過程中，要始終做好記錄，隨班交接，有利于箱身頂進。c頂進時，頂柱和后背上不準站人，以防止頂柱弓起崩出或后背意外傷人。d頂進箱身應在列車運行間隙進行，嚴禁在列車通過線路時頂進。為了保證安全，在便梁支墩上設置觀測樁及時測量便梁支墩的位移，以確保線路行車安全。e線路上部設線路工檢查施工便梁及線路情況，并作好記錄；當頂進時發現線路橫向變形，應及時糾正，并加強養護。f橋涵頂進最終容許誤差：中線誤差不得大于20厘米。高程誤差不得大于頂程的1%，但偏高不得超過15厘米，偏低不得超過20厘米。

③測量工作：準確掌握箱身的頂進方向和高程，在頂進的后方設置觀測點，及時觀測，其方法如下：a觀測點的設置，應離后背一定距離，以免后背變形而影響觀測儀器的穩定。觀測站設全站儀及水準儀各1臺，設兩個縱向觀測站，在箱身的頂板四角上，各用環氧樹脂粘貼水平及垂直方向尺各一根，用于頂進中的高程測量和方向偏差的觀測。b掌握頂進中的后背變形情況，在后背一側設置一橫向觀測站，設經緯儀一臺，在后背梁兩端設立標尺，用于后背變形的觀測。c在頂進過程中，箱身每前進一頂程，即對箱身的軸線和高程進行觀測，并詳細做好記錄，如發現偏差時及時校正。為避免洞內施工對觀測工作的干擾，在布置標尺的位置時，應使其位置能保證通視，否則應調整觀測站的位置。

箱身頂進就位后，按圖紙采用級配碎石回填，盡快拆除便梁，恢復線路。線路開通后限45km/h 24小時，60 km/h 24小時，80km/h 24小時，以后恢復常速。

3 做好營業線施工安全防護措施

施工前，項目分部必須組織施工安全交底和技術交底，向配合施工單位、架子隊、有關人員交待清楚施工方案、安全措施和應急處置的有關事項。駐站聯絡員和工地防護員必須經過營業線施工安全培訓，考試合格后持證上崗。

4 結語

通過以上工程實例，使讀者對營業線框構橋、涵頂進施工的基本作業方法能有所了解，讓大家意識到，在營業線頂進橋項目中只有精心組織、規范施工，才能在保證安全行車的前提下保質、保量如期地完成施工任務。