道路下穿既有輕軌線路框架橋頂進法施工技術

林多

摘要：箱型框架結構頂進法施工因對既有線路的行車干擾小、施工質量易于控制、可分孔施工、縮短施工工期等優點，在城市下穿既有線路中被越來越廣泛的采用。本文結合長春市“兩橫兩縱”工程下穿長春市輕軌3號線箱型框架結構頂進法施工，分析了頂進施工中各個工序的控制要點和具體措施，可為今后類似工程的施工提供參考與借鑒。

關鍵詞：框架橋；下穿；頂進法

隨著我國城市化進程的加快，交通呈網絡化、交叉化發展。城市道路、城市軌道交通線路以及鐵路之間的交叉也越來越多，由于受地形條件的控制，大多數立交均采用道路下穿既有線路的方式。而下穿立交為了降低道路面下挖高度和結構物梁高，改善道路的縱坡和排水條件，基本都采用箱型框架橋[1]。而頂進法施工是一種非開挖技術，可以在不影響地面交通的情況下橫向下穿立交構筑物的施工，這種方法是在確保鐵路能夠安全運行的基礎上，將之前在路基旁預制好的鋼筋混凝土的箱型框架，利用高壓油泵將油壓千斤頂帶動起來，并依靠事先準備的后背支撐以此頂入鐵路路基當中，即可建成立交橋。頂進法施工對既有線路的行車干擾、施工質量易于控制、可分孔施工、施工工期短，近年來國內用頂入法施工的大中型立交工程中，越來越多的穿越既有線路工程采用頂入法施工[2]。因此，研究框架橋頂進法施工技術具有重要意義。

一、工程概況

為了進一步改善交通環境，完善長春市的路網結構，促進長春市經濟的發展，長春市政府修建“兩橫兩縱”城市快速路。本工程頂進框構橋位于西部快速第五段內，是長春市“兩橫兩縱”組成部分。框構橋下穿長春市輕軌3號線，框構橋X主線里程：X16+068～103，長度為35米。根據地質勘查報告，地層自上而下依次為近現代人工填土、第四系粉質粘土、白堊系泥巖，巖土性質變化不大。擬建場地地下水，分別屬于第四系上層泄水、孔隙潛水及白堊系基巖裂隙水。

二、框架橋主體結構設計

X線框構橋頂、底板寬38.5m。頂板厚度1.2m，兩邊墻厚度1.2m，中墻厚度1.0 m，底板厚度1.3 m；X主線框構橋采用雙孔形式，總寬度=1.2m（邊墻）+0.8（安全帶）+16（行車道）+0.75 m（安全帶）+1.0 m（中墻）+0.75 m（安全帶）+16（行車道）+0.8（安全帶）+1.2m（邊墻）=38.5 m，總高度9.3 m。框構橋內凈空不低于5.0 m。框構橋采用C45防水鋼筋混凝土結構，框構橋頂板及側墻采用C45無收縮防水鋼筋混凝土結構，防水等級不低于W8，并摻入SY-G抗裂劑。框構橋防水等級按一級設防，框構橋主體結構防水以混凝土自防水為主，內涂水泥基剛性防水層，外設防水卷材，對施工縫、變形縫等部位采用多道防線處理的全封閉密閉防水體系。

三、線路加固方法

在既有線路條件下施工，首先應該確保行車安全，盡量減少對線路運營的干擾，因此，對線路進行加固防護是建設好立交框架橋的關鍵。本工程線路加固采用扣、吊軌梁和工字鋼橫抬梁相結合的方法進行加固。橫梁為Ⅰ55c工字鋼，長40m，每0.8m一根，箱體通過區橫抬梁下穿[30a槽鋼。縱梁采用在線路兩側各一組3Ⅰ55c工字鋼，距線路中心線2m。線路設3-5-3吊軌梁，縱梁主要起到聯結作用，將全部橫抬梁聯結成一個整體，共同受力，活載、橫載通過橫抬梁直接傳遞到路基和框架橋上。在頂進終端設鋼軌樁支撐橫抬梁，限制頂進中線路橫移，并在框架頂進前，各線路間隔2米左右用圓木或方木頂緊。

四、框架橋頂進施工技術

1.工作坑范圍內降排水

為保證工作坑及頂進挖土干燥，在工作坑周圍采用管井降水，工作坑施工期間采用集水井降水的措施。施工期間地下水位降至基底以下不小于1.0m，工作坑內設4臺污水泵，將水排入路基側排水溝，頂進時采用管井降水。

2.后背墻施工

后背施工框架頂進采用樁板式后背，由后背樁板、分配梁板、后背填土三部分組成。后背樁采用Φ1.2m挖孔樁（間距2.0m），采用鋼筋混凝土聯系梁樁將挖孔樁連成整體，樁前設置鋸齒型齒塊，樁板后回填土，

3.頂進控制

采用中繼間頂進，開動高壓油泵，使千斤頂受液壓力而產生頂力，推動箱身前節前進，頂程200㎜；前節停止，后節跟進，往返3次，頂程600mm。箱身前進后使千斤頂的活塞回復原位，在空檔處填放頂鐵，以待下次開鎬，如此循環往復，直至箱身就位。在橋涵頂進過程中，必須用傳力柱將頂力傳給箱身，傳力柱用鋼軌及鋼板焊成。為了使千斤頂作用均勻傳遞到后背墻與箱身上，在后背墻與千斤頂箱身尾底板與傳力柱之間各設置分配橫梁一道。為保持傳力柱的穩定，4～8米設置一道用型鋼制成的傳力柱橫梁，傳力柱橫梁安置在已換成長傳力柱的固定區段內。

4.框架橋頂進線形控制

為了防止頂進過程中“扎頭”與“抬頭”現象的出現，應在框架底板的前端位置預留船頭坡，而在滑板的頂面以及頂刃角處留下1%的仰坡，并且在頂進橋涵過程中還應隨時對底板標高進行測量，以便據此對前端挖土的深度有所調整。另外，在頂進過程中所出現的左右偏差問題，可利用變換左右兩邊不同的頂力及挖土，或千斤頂的位置等措施來加以控制。運用中繼間頂進的方式，在節與節之間準備相應的剪力楔，以便傳遞剪力，并在頂進施工的過程中使得前后節箱體重心運動軌跡能夠盡量重合，以促使剪力楔能夠發揮最佳的使用效果，避免出現節間剪力偏大的現象。

5.頂進過程監控量測

在頂進的同時要加強監控量測，即橋箱的中線標高，既有線路的沉降及位移，鋼便梁支墩頂面的標高，對框構行進過程中的方向和標高進行觀測，發現偏差及時調整，同時要確保施工過程中既有線路的運營安全。

五、結語

本框架橋頂進施工期間，通過采取一系列技術措施，高度重視施工的各個環節，框架安全順利頂進就位，施工過程中未發生任何安全事故，按時將框架頂進就位，圓滿順利地完成工程施工。同時框架中線、水平控制在容許范圍內，確保了立交橋施工期間線路安全及行車速度，此次框架橋頂進施工的成功經驗值得在今后類似工程施工中推廣應用。

參考文獻：

[1]范波. 支點法在大跨度框架橋頂進中的應用[J].鐵道標準設計，2005（10）：96-98.

[2]梁紅燕. 頂進式下穿鐵路框架橋設計[J].鐵道建筑，2009（6）：25-27.