淺談鐵路框架涵頂進施工

李卓

（成昆鐵路公司，四川成都 610000）

淺談鐵路框架涵頂進施工

李卓

（成昆鐵路公司，四川成都 610000）

本文結合了成昆鐵路成都至峨眉段增建二線擴能改造工程，箱涵頂進法施工的實踐，具體從框架涵頂進施工的施工準備、框架涵預制、D便梁架設、頂進箱涵、D便梁拆除及既有線施工相關安全控制措施等幾個方面進行了介紹。文中重點闡述了D便梁架設及箱涵頂進的施工工藝，可為類似工程的施工提供一定借鑒。

框架涵 頂進 D便梁 施工

1 概況

圖1 箱身制作施工流程圖

圖2 D便梁施工工藝流程圖

成昆鐵路為國家干線鐵路網的重要組成部分，既有成昆線為單線鐵路，由于運輸繁忙，成都至峨眉段（以下簡稱成峨鐵路）增建二線工程施工共計155個框架涵需采用頂進施工，為確保工期，路局同意采用了3處3km區段慢行的施工方案。在既有成昆線持續運營的前提下進行如此眾多數量的頂進涵施工是一項安全風險高、施工困難大的重難點作業項目。因此細化好頂進涵的施工方案及工藝成為頂進涵施工成敗的前提要件。

2 施工工藝

2.1 施工準備

施工前應提前編制并報批框架涵頂進施工專項方案；與鐵路局相關站段簽訂安全、配合協議；提前申請施工慢行計劃及天窗點；落實D便梁的運輸方式及時間，安排頂進設備的標定及保養，箱涵預制的模板準備等工作。

頂進施工應提前探明地下管線并采取保護措施，既有成峨鐵路由于建設年代較久，管線分布較為復雜，開挖前應提前與鐵路站段進行溝通聯系，開挖探溝探明管線時既要小心防止破壞管線也要做到探明范圍全面不遺漏。

2.2 預制框架涵

2.2.1 工作坑開挖及后背墻施工

圖3 D便梁安裝完成圖

圖4 頂進施工工藝流程圖

工作坑開挖邊坡根據地質資料進行設置，基坑周圍不得堆放棄土及停留施工機械，否則有可能危及基坑及作業人員安全。頂進工作坑靠近路基一側的坡頂距離路基坡腳不得小于1.5m。基底檢查處理完畢后施工混凝土滑板，為防止滑板一并被頂進，在滑板內可按每3m設一道300×350mm鋼筋混凝土地錨梁固定滑板。滑板澆筑完畢后應施作潤滑隔離層，為預制涵身做準備。

工作坑開挖完成后，可與滑板施工同步施工后背墻。后背必須經過檢算，具有足夠的強度、剛度和穩定性。后背墻必須結合頂力大小進行專門設計及檢算。后背墻應結合頂力大小及地質地形條件確定，可采用箱式沉井、鋼軌樁等方案。

2.2.2 箱身預制

滑板制作完成后即可進行立模預制頂進涵，箱身制作施工流程圖見圖1所示。

立模時必須準確測量定位，使滑板中心線、預制框架中心線重合。灌注框架混凝土分兩階段施工，先灌注框架底板（包括下梗肋），當混凝土強度達到設計強度的50%后，再綁扎上部鋼筋，灌注上部鋼筋混凝土。

2.3 D便梁支墩施工及架設

2.3.1 支墩施工

D便梁支墩開挖施工前，提前與工務段聯系，委托工務段進行應力放散，應力放散后方可進行支墩挖孔作業。

支墩經檢算確定，圓形或方形墩均可。本項目一般采用圓形支墩，直徑1.5m。在既有線兩側對應于D型便梁的位置進行布置。挖孔樁施工前要精確測定樁位，平整場地，做好防護設施。先在天窗點內完成挖孔樁鎖口的施工，鎖口采用C20鋼筋混凝土。樁身開挖應對角2個樁同時開挖，采取邊挖邊護的方法，每節開挖深度視地質情況確定，一般控制在1米以內。

2.3.2 D便梁架設

當支墩砼達到強度后，可進行D便梁施工。采用軌道車進行D便梁運輸和吊裝，條件允許的便梁采用人工天窗點內過軌或汽車吊吊裝。D便梁結構類型及施工工藝流程圖如圖2所示。D便梁安裝完成圖如圖3所示。

首先在天窗點內采用軌道車將D便梁運輸至施工工點架設位置附近，然后利用軌道車上的龍門吊進行卸車，將D便梁卸至架設位置上。接下來先調整軌枕間距，將多余的軌枕抽出。扒開道碴，穿插橫梁，并將橫梁搗固好。將縱梁調整就位，然后將橫梁與縱梁聯結，裝上牛腿及聯結板和定位角鋼，螺栓先緊固但不擰到位，待全橋組裝齊全后，上緊全部螺栓。橫梁安裝完畢后，即可安裝鋼軌扣件，以保持軌距。

施工過程中每天都要有專人進行檢查和養護，檢查支墊有無下沉、變形、裂紋，橫梁與軌底的絕緣墊、鋼軌扣件有無松動、脫落，螺栓有無松動、裂紋，D便梁縱梁是否移位等，每過一趟車，線路工都要檢查線路的幾尺寸，若有異常應即時處理或報告。

2.4 頂進箱涵

頂進的實施是整個工作的關鍵環節，直接關系到頂進施工的成敗及質量，因此開頂前必須做好各項準備及檢查工作。同時必須進行試頂以檢查頂進工作狀況。試頂頂力一般約為頂進框架結構自重的0.4～0.8倍，開始起動時不應把試頂力一次施加到位，而應使頂鎬同步逐漸加壓，并對設備及滑板，特別是后背和頂進的框架涵身進行檢查，如一切正常，方可再次加壓。在加壓過程中，如油壓突然下降，一是表明框架已脫離滑板開始移動，這時則可繼續頂進；二是后背或框架出現變形，這時應停止頂進，分析變形原因，采取加固措施。

頂進施工頂進作業施工工藝流程見下圖4所示。

頂進即開動高壓油泵，使千斤頂受液壓產生頂力，推動框架涵前進，每次頂程，一般為190～800mm。框架前進后，千斤頂活塞回復原位，在空處添放頂鐵，進行下次頂進，如此循環往復，直至框架箱涵就位。箱涵涵頂進最終控制標準：中線誤差小于20cm；高程誤差不大于頂程的1%，偏高最大不超過15cm，偏低最大不超過20cm。在此范圍內則為合格。

在頂進過程中，挖土嚴禁出現反坡或超挖，一般應形成框架吃土前進，保證地基不受撓動，不影響地基承載力。

為保證列車運行安全，在列車通過前10分鐘時由駐站聯絡員通知現場防護員并停止頂進施工。堅持有行車時不頂、線路和加固狀態不好不頂。當有列車通過或機械設備出現故障不能頂進時應暫停挖土，并隨時對線路和框架的中線和水平進行測量，以免線路變形危及行車安全和框架就位不準。

框架頂進時，方向和高程容易出現偏差。因此在頂進過程中要采取措施嚴格加以控制，發現問題應及時糾正，使其達到設計要求，常用控制偏差的方法有：

（1）控制挖土，多挖土的一側阻力小，另一側可適當少挖土而增加阻力，即可糾偏。

（2）及時調整頂鎬的工作臺數及位置，使兩側頂力不等而達到糾偏目的，但實施時要逐漸糾正，不可急于求成。

（3）采用兩套不同的液壓系統，在頂鎬對稱布置的情況下，用不等壓方式形成糾偏力矩來進行糾偏。

（4）滑板預留坡度和加大底刃角阻力，可防止框架“扎頭”。在底刃角前方適當向下超挖1～2cm，可糾正框架“抬頭”。

（5）控制頂鎬的著力點，使頂鎬的合力低于或高于摩阻力的合力，對防止框架“扎頭”和“抬頭”也能起到一定的作用。

2.5 拆除D便梁及恢復線路

框架涵頂進部位就位后，應盡快拆除D便梁恢復線路，解除慢行。在拆除D便梁前，備足道碴和上碴人員及機具。首先涵背回填滲水土等物料。成峨鐵路為保證線路恢復的質量，迅速提速，對涵身兩側的過渡段回填材料采用低標號混凝土進行回填，以盡快穩定線路。然后按照解開縱橫梁聯結（逐一松開、及時養護）、移開縱梁、抽出鋼橫梁，插入軌枕、調整軌枕間距、線路搗固的順序進行作業。采用軌道車運走D便梁運至指定地點存放。

D便梁拆除后應及時進行線路搗固，并及時進行養護逐步提速，提速達60km/h后委托工務段養護，采用階梯提速逐步恢復常速。

3 安全控制措施

既有線下進行框架涵頂進施工，保證運營鐵路的安全為重中之重，在安全的前提下才能開展施工作業，成峨鐵路施工針對鐵路干線運營繁忙安全壓力大的特點，主要采取了以下措施進行安全把控：

（1）防止施工機械設備侵入限界的安全措施。施工項目部安排專人防護，大型施工機械執行“一人一機”防護，做到“車過機停”。施工現場設安全標志。防護員經常檢查限界標志設置情況，封鎖結束施工負責人應對工地材料、機具和設備等是否侵限進行檢查。

（2）框架頂進施工安全措施。應急材料及設備配置到位，按規定設置防護，開通線路前施工單位和工務段共同檢查簽認確認達到放行列車條件，及時檢查D便梁及線路，及時處理線路超限處所，土方開挖后及時頂進。

現場施工時必須設置專人駐站及駐現場防護，配齊配足安全防護人員并培訓后上崗。保持與車站聯系暢通。

（3）高溫防脹軌措施。在頂進涵洞兩側各100米布置稻草并專人灑水降低軌溫，定時測量軌溫，預防脹軌。若發生脹軌，立即通知車站或運行列車，按規定設置防護，及時通知工務、車務、電務段，按應急預案對脹軌地段進行處理，確保行車安全。

（4）沉降觀測措施。在涵洞施工位置既有線路肩布置2個觀測點，每天進行定時觀測，若發現位移或高程發生變化，增加觀測頻率，并對線路進行檢測維護，如線路下沉較多，采取回填及起道補充道碴，必要時進行壓漿處理。

（5）降水措施。若框架涵處水位較高，需采用降水方案，按設計的降水方案降水，抽水時采取措施嚴控帶走細砂，計量抽水嚴格控制抽水量。

（6）防洪措施。施工期間遇大暴雨，按防洪應急預案派人駐守及檢查，現場備齊防洪物資，有情況立即啟動應急預案。

（7）低溫防斷軌措施。發現斷軌后立即通知車站或運行列車，按規定設置停車信號，及時通知工務段，在有條件時原位復焊，不能立即焊接修復的，應按應急預案封鎖線路進行緊急處理，處理后按規定放行列車。

（8）應急預案。針對頂進施工中可能出現的意外及施工提前分析，制定完善應急預案，備齊應急物資，一旦現場發生意外或事故，立即按要求啟動應急預案。

4 結語

成峨鐵路框架涵頂進施工堅持安全第一，在確保既有線運營安全的前提下進行頂進施工。施工過程中嚴格執行《鐵路營業線施工安全管理辦法》等有關規范規定要求，制定統一規范的作業指導書，嚴格按照批準的專項施工方案進行施工，實現了安全、質量、工期目標。

［1］TB 10415-2003，鐵路橋涵工程施工質量驗收標準［S］.

［2］霍連祥.既有線頂進涵線路加固方法淺析［J］.科技咨詢，2011（8）：95-97.

［3］譚恩峰.既有線頂進涵施工關鍵技術［J］.山西建筑，2012（11）：198-199.

［4］成昆鐵路成都至峨眉擴能改造工程框架涵專項施工方案.