下穿鐵路立交橋頂進涵的施工方案分析

李樂輝

摘 要：本文主要以K35+867.2下穿侯西鐵路立交橋工程為例，對下穿鐵路立交橋頂進涵的施工方案進行以下具體分析。

關鍵詞：下穿鐵路立交橋；頂進涵施工；方案

1.工程概況

本框架橋為立交而設，由北向南頂進。韋羅高速公路下穿既有侯西鐵路，鐵路里程為K220+835，公路里程樁號為K35+867.2，橋位部分處于既有侯西鐵路直線段，部分處于緩和曲線段，線路縱坡為11.5‰的下坡道。侯西鐵路為低路塹，路塹深度約1.5m。本框架橋與既有侯西鐵路呈84°交角，結構形式為2-13m箱型涵，正交寬度為1+13+1+13+1=29m，斜寬29.16m；正交長度10m，斜長10.06m。路線縱斷面設計標高與候西鐵路軌底標高的縱向高差為11.2m，箱涵凈高8m，為左右整節頂進，頂進行程25.9m，最大頂力3259.6t。頂進框架橋設計采用4孔D型16m施工便梁、挖孔樁基礎對既有線進行加固后架空頂進。

2.工程條件概述

2.1場地自然條件

擬建場地位于黃土臺塬地貌，地形平坦，地勢開闊，地面高程480～484m，地表物質為第四系晚更新統風積黃土。工點范圍內特殊巖土主要為上更新統黃土，為非自重Ⅰ級濕陷性黃土，自重濕陷性黃土分部深度4.0m。地下水類型屬于第四系松散巖類孔隙潛水，鉆探深度內未見地下水。根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001）、《鐵路工程抗震設計規范》（GB50111-2006 2009年版）的有關規定，結合本段工程地質與水文地質條件及工程設置的實際情況，本工點地震動峰值加速度為0.15g，地震動反應譜特征周期采用0.40s。相當于地震基本烈度7度。

2.2運輸條件及建筑材料

本框架橋緊鄰大荔縣道X311，公路可通往國道108和大荔縣縣城，運輸條件極為便利，運力充足，材料運輸以汽車為主。其所用碎石、砂子地材分別來源于蒲城縣和西安市臨潼區新豐鎮，鋼材、水泥為甲供材料，可方便運抵我標段拌合站、鋼筋加工場及本框架橋施工現場。

3.頂進施工方案分析

3.1千斤頂頂點布置

框架橋底板三角頂塊長29m，按照20臺千斤頂平均布置，間距1.45m。

3.2頂進設備安裝及調試

根據對箱橋產生扭矩的計算，合理科學的布置頂鎬，頂鎬按頂鎬額定頂力的120%配置頂鎬數量，安裝好全部液壓系統，包括頂鎬、油泵、油箱、管路以及配套輔助設備后，進行檢查調試，使其運轉正常，以滿足頂進需要。頂鐵、千斤頂應使其軸線與頂進作業方向一致，且與后背梁垂直，頂進中頂鐵上方不得站人，頂進中隨時觀察設備狀況。頂進控制臺、油泵等其它設備，設在不影響出土及更換頂鐵的安全穩固的地方。頂鐵長度分別為10cm、20cm、50cm、100cm，頂柱長度分別為2m、4m；另外，需備厚20mm、10mm、5mm鋼板等，以備填塞縫隙時使用。

3.3挖土與運土

由于在既有線下進行施工，為了確保既有線行車的安全，工程在頂進時使用挖掘機機械和人工配合進行挖土，使用汽車進行運土。工作面上布置挖土作業20人，裝載機兩臺。具體操作為：根據土質的情況，每次進尺要在50cm 左右，不得超挖，按照千斤頂的頂程大小來進行挖掘工作，使刃腳切入土內，其切入的深度不小于10cm，可以確保開挖土的穩定；挖土的時候要掌握土坡平整，保持和刃腳的坡度一致，不得出現逆坡。

3.4橫抬梁支點體系裝換

頂進到支撐樁位置時，兩束橫抬梁用千斤頂同時頂起，橫抬梁梁底離開支撐樁的樁頂約1cm，確保橫抬梁襯墊能順利安放；在框架橋頂、橫抬梁位置下襯墊GYZF4支座（橡膠滑動支座），滑動面向上。此時橫抬梁一端支承在框架頂上，另一端在框架橋頂板的支點上，繼續前頂。之后，橫抬梁一端支撐在框架橋頂板上，另一端一直保持在支撐樁L型鋼筋混凝土頂梁上。當列車通過時用墊木打緊，頂進時松開。

3.5頂進階段

啟動千斤頂推動框架前進，邊頂邊挖，待頂完一個頂程后，即安施頂鎬下次開頂，如此反復直到框架就位。頂進作業應連續不間斷進行，挖土、出土、更換頂鐵（柱）、頂進循環往復操作。頂進挖土方量大，框構內的凈空、寬度允許使用反鏟式挖掘機挖裝，自卸汽車運棄。每次進尺時不大于50厘米，機械挖裝過程中配以人工修整清理角隅處土方。當前方框架口處挖土完成一個頂程后，即開動高壓油泵，使千斤頂產生頂力，通過傳力設備使框構前進。然后千斤頂復位，在空檔處增加或更換頂鐵以待下次開鎬，如此循環往復至就位。最后在頂進階段，由專職線路工負責檢查墊木的狀況，發現有松動情況時立即打緊。檢驗要求如下所示：

框構頂進后允許偏差和檢驗方法

序號 項目 允許偏差（mm） 檢驗方法

1 中線 100 測量檢查不少于2處

2 高程 +30、-100 測量檢查不少于4處

3.6線路架空設施的拆除

框架橋頂進就位后，立即回填道碴至橫梁底，然后按“隔六抽一”的方法拆除橫梁。每拆除一組橫梁必須對線路進行上碴整道，在拆除橫梁的同時更換Ⅲ型橋枕木，更換一級道砟。其中，拆除架空設施的順序是：回填道碴→拆除D型便梁橫梁、更換Ⅲ型橋枕木一級道砟→拆除D型便梁縱梁→拆除橫抬梁→安裝護輪軌及梭頭→恢復線路→養護維修→完工驗收交接線路。

4.頂進施工時注意事項

4.1“扎頭”偏差防止措施

框架橋底板前端設置5%的船頭坡，長度1.0m。為增強框構前端地基的抗壓力，可對軟弱土層進行換填（如換填碎石夯實厚度150毫米）或填塞砼塊；并及時清理框構內堆土，減少框構前端重量，使框構產生升坡趨勢。

4.2“抬頭”偏差防止措施

在刃腳處適當超挖，即增加低頭力矩，也可將底板底面以下1-2厘米超挖。當框構進行到開始超挖點附近時，框構高程逐漸發生變化，但應注意超挖長度不得超過框構前端長度。

4.3左右偏差的防止措施

在滑板上框構兩側每隔3m設置導向墩，防止頂進過程中框構發生偏差。根據頂部軸線觀測結果及框構主體雙側進尺的情況，發現左右偏差后可采用如下措施進行糾正：通過控制單側挖土改變兩側阻力，使頂進方向的前端兩側出現偏轉力矩，達到糾偏目的；通過改變框構主體兩側進力，即在后部形成偏轉力矩達到糾偏目的。

4.4防止線路橫移措施

預制立交頂板時預埋拉環，立交頂進過程中可通過拉環用導鏈與加固系統聯系在一起。隨著頂進拉緊倒鏈，框架橋外部分設地錨，拉緊線路，控制線路橫向移位。

4.5架空線路落架及線路養護、移交

框架涵頂進施工結束后，立即修建出入口蓋板箱梁及擋土墻施工，并盡快恢復線路，解除慢行。線路恢復工作從填墻身與路基之間的空隙開始，用道碴分層回填、分層夯實。之后利用封鎖時間拆除線路加固構件，逐漸恢復原有軌道，并用道碴將鋼軌提高10cm；同時利用行車將道碴夯實，多次提高壓平，隨即補充道碴并搗固，直到其不再下沉并達到要求高度為止。最后在施工全部完成后，對線路進行移交。其中，嚴格按照以下容許偏差管理值進行檢修。

軌道靜態幾何尺寸容許偏差管理值：

序號 速度S

（Km/h） 軌距

（mm） 水平

（mm） 高低

（mm） 軌向

（mm） 三角坑

（mm）

1 V≥160 +4，-2 5 5 4 4

2 160≥V>120 +6，-4 6 6 6 6

3 120≥V>45 +7，-4 6 6 6 6

4 45≥V +9，-4 10 10 10 9

當監測值超出以上數值，現場立即對線路進行整修。

結束語

近幾年來，隨著國民經濟的快速發展，城市的范圍在不斷地擴張，使得處于城郊的鐵路和城市的道路建設相交匯。為了安全和美觀，在城市道路的建設中下穿鐵路逐漸增多。鐵路具有不能中斷通行的特點，這對設計、施工和監理等單位提出了新的要求。筆者希望通過探討本案例的施工方案，能夠使廣大建設者更加熟悉下穿鐵路頂進涵的施工，為城市建設作出貢獻。

【參考文獻】

[1] 《西安鐵路局營業線施工安全管理實施細則》西鐵辦（2009）16

[2] 《陜西省韋羅高速公路下穿侯西鐵路立交橋工程K220+835 2-13.0m框架橋》施工圖