頂進技術在鐵路框架橋施工中的應用

摘要：框架橋涵頂進技術是鐵路框架橋工程施工的關鍵技術，廣泛運用于增建或新建道路、鐵路中。文章結合京廣上行線耒河大橋改造工程，介紹了頂進技術在鐵路框架橋工程中的施工步驟及關鍵技術，結果表明，頂進施工技術具有較好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：頂進技術；鐵路框架橋；施工流程；橋梁工程；大橋改造工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：U448 文章編號：1009-2374（2017）05-0072-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.035

隨著我國道路和鐵路工程的不斷發展，既有道路和鐵路中時常需要改建或新建一些工程設施，進而對這些工程設施施工提出了新要求，即需要在不影響工程設施下方鐵路或公路正常運行的條件下完成施工。而本文所介紹的頂進框架橋施工具有特殊性，它表現在頂進施工封鎖既有線鐵路后，切斷既有線鋼軌進行頂推，就位后恢復既有線鋼軌，既有鐵路從框架中間穿過，框架頂部橫向為新建的鐵路。

1 工程概況

湘桂線衡陽樞紐配套改造工程京廣上行線耒河大橋改造工程位于衡陽站-耒河線路所（含）-衡北編組站之間。該工程改造前現狀為：京廣上行線、湘桂下聯線、湘桂上聯線；改造完成后變為：京廣上行客車線、京廣上行貨車走行線、湘桂上行客車聯絡線、湘桂上行貨車線、湘桂下行線五條線。根據封鎖施工總體安排，湘桂下行線框架橋的施工及其頂推就位是總體工程最關鍵的一步。

湘桂下行線框架橋與京廣鐵路交叉，其與京廣鐵路交角為37°，全橋由四孔框架橫向并排設置，其中2#框架為頂推框架橋，其余框架為現澆，框架橋頂部為新建的湘桂下行線鐵路，框架內為京廣上行線，湘桂下行線樁號LK5+817.55，京廣上行線樁號K1748+107。

新建框架橋跨徑為（3-8.0+11～6+10斜+8斜）m，先預制10m斜跨框架（斜長為16.97m），待混凝土強度達到100%后進行頂推施工，框架頂程16.50m。框架底板厚1.3m、頂板厚1.1m、邊墻厚1.414m，框架內凈高7.5m，凈寬14.14m，每米混凝土64m3。

2 頂進施工流程及步驟

2.1 施工流程

框架橋涵頂進施工工藝主要流程：施工準備→施工場地清理→開挖工作基坑→框構主體預制→框構頂進→框構就位→拆除后背梁→恢復線路→施工完成。

2.2 施工步驟

2.2.1 基坑開挖。基坑是預制和頂進框構結構的工作場地，其位置選取時需調查施工地區的地貌特征、地層結構、土質顆粒等，根據橋涵軸線長度，選取土石方數量最小、頂進施工長度最小的線路，在其側邊開挖工作基坑。

2.2.2 后背施工。框架箱涵頂進后背采用挖孔樁及鋼筋砼組合后背，設在京廣上行線左側。頂進后背采用2.0*2.0m的挖孔樁及后背梁組合后背。挖孔樁施工工藝如下：施工順序：清理場地→樁位放樣→分節人工開挖→分節護壁澆筑→布置樁身鋼筋→安設導管→灌注砼。

后背挖孔樁制作完畢后，在挖孔樁前端澆筑C20鋼筋混凝土后背梁。其施工與滑板同步進行，并用鋼筋連成整體。

2.2.3 滑板施工。施工順序：基坑清理→夯填碎石層→鋼筋砼滑板→潤滑隔離層施工。

工作坑先人工開挖探溝，確認管線埋設位置并臨時遷移至基坑外保護好，再用機械開挖至坑底標高以上30cm，采用人工清理基坑，在工作坑四周設Φ100的降水井，將坑內積水用水泵抽排向既有水溝。基坑清底后夯填20cm厚的碎石墊層，防止滑板不均勻下沉。鋼筋砼滑板制作按設計要求設置鋼筋，滑板鋼筋須與后背分配梁鋼筋連接；為控制框架頂進的準確就位，在滑板的兩側設置導向墩，用以控制框架頂進的中線偏離。導向墩在框體預制階段暫不施工，以免導向墩影響框架預制，框架預制好后頂進前施工導向墩。采取在滑板面設10%的上坡，防頂進栽頭，來控制框架的頂進高程。滑板潤滑隔離層由下向上鋪設順序為：M10水泥砂漿抹面2cm、鋪石蠟（摻25%機油）一層3cm、滑石粉一層、塑料薄膜一層。

鋪石蠟（摻25%機油），層厚3mm，先將石蠟加熱至160℃左右，再摻入25%左右的廢機油，攪拌均勻后，用扁咀噴壺澆在滑板上，用木板刮平，槽痕用噴燈烤合；滑板面標高按設計標高低2～3cm控制，底層石蠟鋪設完成后立即進行水泥砂漿抹面找平，確保滑板頂面平整；在水泥砂漿抹面上灑滑石粉一層，厚3mm；在其上鋪塑料薄膜一層，搭接方向以頂進方向為準，搭接寬度為0.5m，并采用5cm寬的塑料膠粘帶粘接成整體。

2.2.4 框架的預制施工。框架的預制前應在工作基坑的底板上做好定位測量工作，預制過程中還應注意在滑板和刃角處均進行防潤滑處理。在該工程中，框架砼采用集中攪拌的廠拌砼，框架模板采用工程木模板。框架砼達到設計強度后即可進行框架箱涵的頂進施工，頂進設備選用320t千斤頂及配套設備，傳力桿采用自制頂鐵。

鋼筋的制作及安裝嚴格按設計與施工規范要求進行，要求其位置、數量、幾何尺寸、規格、搭接長度等準確無誤，且綁扎牢固可靠，同時做好保護層支墊。所有鋼筋都在鋼筋加工棚進行下料，場內小搬運至滑板上進行綁扎成型。鋼筋先綁扎底板及邊墻豎向鋼筋，澆筑完底板砼再綁扎邊墻及其他鋼筋，待模板安裝好后再綁扎頂板鋼筋。綁扎完后，在砼灌注前做好鋼筋隱蔽簽證。在砼灌注時派專人看管鋼筋并及時對鋼筋復位修正。

框架箱涵為C35鋼筋砼結構，砼采用集中廠拌砼，用罐車運送至施工現場，再用砼輸送泵在涵洞外接地泵泵送至施工點。砼的拌制必須嚴格按施工配合比配料，嚴格控制好水灰比和坍落度。框架砼澆筑施工分兩階段進行，先澆筑底板，再澆筑邊墻及頂板砼。砼的澆筑按縱向分段豎向分層進行，每層厚度為40cm左右，上一層砼必須在下一層砼初凝前進行，上一層砼的振搗時振動捧插入下一層砼5cm以上。澆筑砼采用插入式振搗器振搗，搗固厚度不超過45cm，移動間距不宜大于振搗作用半徑的1.5倍，振搗時振搗器不得碰撞模板、鋼筋和預埋件，振搗延續時間宜為20～30s，以砼不再沉落，不出現氣泡，表面呈現浮漿為度。

2.2.5 頂進施工。根據現場實際情況，預制頂推框架采用封鎖停運京廣線后，進行框架頂進。以后背梁從京廣線左側往右側頂進。施工流程圖如圖1所示：

框架試頂：框架頂進計算最大頂力為1032t，采用6臺320t千斤頂作為頂進設備，并備用320t千斤頂2臺。油頂以框架中心為軸線對稱布置，頂鎬頂在框架底板轉正塊上。

頂進取土：頂進過程中，頂進取土采用2臺150型挖掘機進行扒掉股道上的道渣開挖取土并切土頂進，即挖即頂，嚴禁超前開挖，人工配合清底，保證框架在頂進過程中底板帶5～15cm土頂進防止栽頭。采用小型挖掘機裝運棄渣土，2臺自卸車外運，棄土地點為指定的棄土場。頂進時必須帶土頂進，框架底板底面距道砟底約1.3m，由于施工為封鎖停運施工，頂進位框架隨挖隨頂進。一次頂程為0.9m。

框架頂進：為確保工期質量，加快施工進度，取土施工采用機械配合人工作業，勞動力確保滿足要求，爭取在最短的時間內保質保量地完成框架頂進。

2.2.6 糾偏措施。在框架的頂進施工中，中線和水平的測量非常重要，用于指導框架的頂進；邊頂邊觀測、邊糾偏，隨時掌握框架頂進的即時狀態。橋涵頂進最終允許誤差：中線：50mm，高程：+150mm，

-100mm。

第一，水平糾偏措施：（1）在框架底板設置“船頭坡”及帶土頂進，用以防止框架“栽頭”；（2）通過對基底土層的超欠挖及調整頂力實現對框架水平偏差的糾正。

第二，中線糾偏措施：（1）可通過調整頂鎬的布置來實施糾偏。如框架已向一側偏移，則在這一側多開頂鎬，加大該側頂力，可實施糾偏；（2）可通過對兩側土體的超、欠挖來實施中線偏差的糾正；（3）在框架兩側設置導向墩，以此控制中線偏位。

本框架在頂進過程中中線控制良好，當頂進約一半頂程時，框架出現栽頭現象，現場采取糾偏措施（挖機配合墊型鋼和鋼板）效果不明顯，根據頂進的推進，框架最終中線和行程均達到允許值，但出現栽頭。這意味著開通線路后京廣線接觸網凈高不夠，無法正常開通

線路。

框架各角點相對設計標高低（未扣除框架頂防水層、保護層厚度）分別為：1號點處404mm；2號點處423mm；3號點處1343mm；4號點處1381mm（見圖4）。必須采取有效措施進行糾偏，才能滿足使用要求。

根據中鐵第四勘察設計院集團有限公司《耒河大橋改造工程京廣上行線糾偏（頂升）設計施工圖》及技術交底會議紀要，確定采取D24便梁架空線路，在框架邊墻設置牛腿、牛腿下設置挖孔樁的頂升方案，通過千斤頂頂升將框架橋頂升至原設計標高，最后線路抬到恢復原有標高及恢復接觸網。

3 結語

文章通過對框架橋橫向頂進的施工法的介紹，驗證了頂進施工法的優越性。實踐表明，頂進施工法施工時間短，施工質量高，對既有線路影響范圍小。本框架頂進的施工具有一定的特殊性，其經驗總結如下：

第一，以往的框架均是縱向頂推施工，本框架橋是由橫向頂推的，且其頂推側墻成45度角（斜框架），后背用頂推轉正快轉正，正由于橫向頂推，致使頂程一半以后，栽頭后采取糾偏措施仍沒有效果，后續采取設計的糾偏方案才完成糾偏；對于以后類似工程，為了確保萬無一失必須在頂程范圍內架空線路采用全程滑板，這對以后的工程施工需引起重視。

第二，框架頂推需要切斷京廣既有鐵路，且就位后框架里面通行京廣上行線，頂部要通行湘桂下行線，對頂推完成后中線和高程要求比起常規的頂推施工要更加嚴格。

作者簡介：梁鉅紅（1982-），男，湖南人，中鐵二十五局集團第一工程有限公司工程師，研究方向：公路、鐵路工程施工與管理。

（責任編輯：蔣建華）