西三路下穿隴海鐵路框架橋頂進施工技術探析

張 選 鋒

(中鐵一局集團陜西華營工程建設監(jiān)理有限公司，陜西 西安 710054)

西三路下穿隴海鐵路框架橋頂進施工技術探析

張 選 鋒

(中鐵一局集團陜西華營工程建設監(jiān)理有限公司，陜西 西安 710054)

結合蔡家坡西三路下穿隴海鐵路立交工程實例，對既有線頂進框架橋施工從工作坑、框架預制、線路加固、框架頂進等關鍵環(huán)節(jié)進行了論述，總結出了框架頂進施工工藝關鍵卡控點。

工作坑，框架預制，D型便梁，線路架空，頂進

1 工程概況

蔡家坡經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西三路是一條連接南北向交通的重要道路，擔負著老城區(qū)與新城區(qū)的交通紐帶。但由于隴海鐵路自東向西穿越整個區(qū)域，地理上把蔡家坡分為南北蔡家坡；建設西三路下穿隴海鐵路立交，是蔡家坡經(jīng)開區(qū)交通運輸和城市發(fā)展的迫切需要。

框架下穿區(qū)域地下水位較高，在場區(qū)內(nèi)20 m深度范圍內(nèi)存在的②層粉土～粉質(zhì)黏土具有震動液化性；地下水埋藏較淺，屬潛水類型，水位年變化幅度2 m～3 m。

新建西三路道路于隴海上行線K1202+911.5處下穿，新建立交處鐵路位于曲線半徑為1 000 m的曲線上，該處鐵路為電氣化鐵路，雙線無縫線路，允許行車速度為160 km/h，鐵路縱坡為0.3‰的上坡，位于路堤段，路堤高0.3 m～0.7 m；隴海線有2股道，陜汽專用線有Ⅰ股道，60 kg/m鋼軌，線間距4.75 m和5.51 m,有砟軌道、砕石道床，斜交角度70°。采用1-16.7 m框架橋。框架橋主體采用C45鋼筋混凝土，其結構尺寸為：邊墻正交寬度1.2 m,頂板厚1.1 m，底板厚1.2 m,正交凈寬度15.7 m，凈高度不小于4.5 m。

下穿鐵路框架采取現(xiàn)場預制，由于立交框架軸線與隴海鐵路線斜交角度70°，因此采用(16 m+24 m+16 m)便梁一次架空線路頂進框架；線路一次架空56 m；該工程施工步驟見圖1。

2 工作坑、框架預制

2.1工作坑

1)施工順序：止水帷幕施作完畢→井點降水→基坑逐節(jié)放坡開挖→基底平整→基坑排水。

2)由于處于蔡家坡車站下行咽喉區(qū)，工程施工區(qū)域內(nèi)線纜較多；故在基坑開挖前，要探明地下信號電纜、通信光電纜位置進行割接改移、防護；對桿式變電站、低壓電線桿、接觸網(wǎng)采取過渡措施；且同時與上述鐵路設備管理單位簽訂相關協(xié)議，并辦理施工許可手續(xù)，得到鐵路產(chǎn)權單位許可后方可進行施工。

3)頂進工作坑采用機械開挖土方，人工修整，機械開挖前必須先人工探挖，確認無任何電(線)纜后方可開挖。

4)工作坑機械開挖至基底頂面標高60 cm時，采用人工開挖修整；工作坑邊坡防護采用盛土編織袋碼砌筑。

5)工作坑底部兩側(cè)設60 cm×30 cm,h=30 cm排水邊溝，以2%坡度排向其北側(cè)兩邊集水坑；基坑底部北側(cè)左右兩邊各設置一個280 cm×300 cm,h=210 cm的集水坑，用潛水泵抽取地面水及地下水，防止基坑浸泡水中。

2.2后背施工

頂進后背采用φ120 cm防護樁、3.0 m厚M10漿砌片石后背墻。

2.3滑板施作

1)施工順序：基坑清理→夯填碎石層→鋼筋混凝土滑板→潤滑隔離層施工。

2)人工清理基坑到底后夯填10 cm厚碎石墊層，防止滑板不均勻下沉。

3)再施作滑板之下的縱向、橫向C35鋼筋混凝土地錨梁，以此來增加滑板的抗滑能力；滑板施作完畢后施作導向墩，用以控制框架頂進的中線偏離。采取在滑板面設5‰的上坡，防頂進扎頭，來控制框架的頂進高程。

4)滑板潤滑隔離層由下向上鋪設順序為：鋪石蠟(摻25%機油)一層、M10水泥砂漿抹面2 cm、滑石粉一層、塑料薄膜一層、鋪石蠟(摻25%機油)面層。

2.4框架預制

1)在底板的前端設上仰的“船頭坡”，坡長為1 m，坡率為5%，以此來防止頂進時出現(xiàn)“栽頭”。

2)鋼筋先綁扎底板及邊墻豎向鋼筋，澆筑完底板混凝土再綁扎邊墻其他鋼筋，待模板安裝好后再綁扎頂板鋼筋；混凝土澆筑時專人看管鋼筋并及時對鋼筋復位矯正。

3)框架混凝土澆筑施工分兩階段進行，先澆筑底板，再澆筑邊墻及頂板混凝土。

4)混凝土澆筑完畢，進行草袋覆蓋澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14 d。

5)施工縫處理：框架邊墻與底板混凝土施工縫處應鑿毛并用水沖凈；二次混凝土前先澆一層同強度等級的水泥砂漿。

6)防水層施工：框架混凝土強度達到設計強度后進行防水層施工，防水層頂板采用二氈三油甲種防水層，側(cè)板涂熱瀝青二度。

3 線路的加固

蔡家坡西三路下穿立交頂進框架箱涵工程線路加固包括：線路架空、無縫線路應力放散與鎖緊。

3.1線路架空

西三路線路架空平面圖見圖2。

1)線路加固施工順序：測量放線→設置防護人員→挖孔樁成孔→挖孔樁灌注→無縫線路應力放散→內(nèi)側(cè)縱梁就位→橫梁就位→外側(cè)縱梁就位→固定鋼軌→線路調(diào)整。

2)挖孔樁施工。支墩挖孔樁同時展開施工。開挖前在孔周圍施作臨時性擋碴墻；邊開挖邊護壁，確保施工安全。因系富水地區(qū)，地下水位埋深較淺，孔內(nèi)排水、通風及設備用電安全要尤為重視；在澆筑支墩混凝土時要進行成孔檢查，確保孔樁的平穩(wěn)受力。

3.2架空線路

線路架空采用D型便梁，每股道架空施工分三次(每次120 min)封鎖施工，第一次封鎖用汽車吊將施工便梁所有材料吊至路肩上，同時調(diào)整軌枕距離；第二次封鎖將施工便梁的各縱、橫梁人工搬運至組裝位置，第三次封鎖安裝D型便梁，恢復線路。

1)線路架空前先要調(diào)整軌枕距，按“隔六抽一”的原則調(diào)整好軌枕間距。然后扒除此段部分道碴并穿入橫梁，用定位角鋼定位橫梁，同時墊好3 mm厚絕緣橡膠墊，擰緊鋼軌扣件。清理橫梁兩端頭及以外的道碴，就位縱梁并安裝連接板及牛腿；臨時松開鋼軌扣件，待縱、橫梁連接完畢后再固定鋼軌扣件。

2)安裝D型便梁斜桿等聯(lián)結系統(tǒng)等，完成后恢復線路。

3.3無縫線路的加固

線路為無縫線路，委托區(qū)段所屬工務段進行無縫線路的應力釋放、加固及鎖定。

4 框架箱涵頂進

4.1頂進設備

1)按目前設計的框架長26 m計算，框架最大頂力約為5 305.3 t，單個頂程31.03 m;根據(jù)頂推力來配置千斤頂及油泵等設備，千斤頂與框架前進的軸線呈對稱分布;頂推方向與框架前進的方向一致，框架與前進方向斜交，則在千斤頂頂推點設置三角形楔塊，后背墻安裝千斤頂?shù)奈恢靡脖仨毰c千斤頂垂直；根據(jù)最大頂力以及工作坑有效尺寸等計算得出：頂進設備采用YDG400A-500油頂，共布千斤頂19臺，千斤頂一次均勻、對稱、布設。

2)頂鐵、頂柱、橫梁按頂程配置安裝。

4.2頂進前準備工作

1)頂進前采用人工開挖橫槽探測管線，并按設備管理單位要求的措施進行保護，確保鐵路行車安全。

2)頂進前需滿足的條件：框架混凝土強度達到100%、已安裝并調(diào)試好頂進設備、架空加固完成、試頂成功。

4.3框架頂進

4.3.1頂進取土施工

挖土作業(yè)采用人工配合小型挖掘機開挖，小型三輪車運輸出土，人工修整基底，挖土應根據(jù)土層性質(zhì)適當放坡，以保證作業(yè)人員的安全，嚴禁挖“神仙土”。

頂進挖土施工遵循以下規(guī)定：

1)開挖進尺、開挖面坡度根據(jù)土質(zhì)情況、線路加固情況和千斤頂?shù)捻敵檀_定；每次開挖進尺50 cm左右，掌子面不得有反坡。

2)列車通過時，停止開挖；人員應撤離到安全位置；一旦挖土或頂進過程中發(fā)生塌方，影響行車安全時，迅速組織搶修加固，并按《鐵路技術管理規(guī)程》的要求對線路作有效防護。

3)開挖作業(yè)人員要與觀測人員密切配合，隨時根據(jù)框架頂進方向和水平偏差，采取超欠挖措施進行糾偏。

4.3.2基底檢查處理

1)基底清理、整平后進行地基承載力試驗；如地基承載力不滿足設計要求須采取加強措施；

2)因施工區(qū)域地下水豐富須作好基底抽排水，避免帶水頂進作業(yè)；

3)基底開挖的標高控制：原則上同框架底板保持一致；頂進過程高程控制亦可通過基底標高超欠挖來控制。

4.3.3框架頂進

1)頂進作業(yè)前須檢查液壓系統(tǒng)、頂柱安裝和后背變化情況等；挖運土方與頂進作業(yè)循環(huán)交替進行，每完成一個頂程須切換油路，并將頂進千斤頂活塞拉回復原，補放小頂鐵，更換長頂鐵，安裝橫梁。

2)中線、水平測量：在頂進施工中，框架中線、水平的測量控制至關重要；頂進與測量緊密配合，隨時掌握框架頂進的中線、水平狀態(tài)。

3)接長頂柱：框架頂進一定距離后應接長頂柱，傳力柱加壓鋼軌砂袋等加固防止起拱，傳力柱接長至3 m～5 m時，視情況加設工字鋼橫梁，平均分配頂力。頂柱要與頂力軸線同軸，與橫梁垂直。

4.4拆除加固設備、恢復鐵路線

拆除D型便梁利用天窗時間進行，首先在便梁范圍內(nèi)填上道砟，拆除橫梁下斜桿及連接系，換上軌枕，上緊扣件，搗固道床，移動牛腿和連接板、擋砟板，移出一片縱梁，抽取橫梁，移出另一片縱梁，放軌枕；拆除完畢后，經(jīng)鐵路局設備管理單位現(xiàn)場確認達到列車放行條件方可開通線路。

5 總結

5.1線路加固方面

線路加固是該工程安全控制的關鍵，通過該工程的順利實施總結關鍵措施：

1)D型便梁架設安裝后詳細檢查零部件是否安裝齊全、正確，螺栓是否松動，線路水平方向是否符合《鐵路線路設備大修規(guī)則》之相關驗收標準(軌距誤差+6 mm,-2 mm，水平誤差不超過4 mm，方向用10 m弦量，誤差不超過4 mm)。

2)架空后線路必須加強日常檢查；每一次列車通過后都必須進行全面檢查線路及加固設施。

5.2頂進施工技術措施

框架箱涵頂進是重點、難點，通過該工程的順利實施總結關鍵措施：1)開挖頂進作業(yè)要做到隨挖隨頂；整個作業(yè)過程要對鐵路線路進行監(jiān)控量測，及時處理線路安全隱患保障線路狀態(tài)良好。2)糾偏措施：水平糾偏：一是在滑板上設置5‰上坡；二是在框架底板設置“船頭坡”，用以防止框架“栽頭”。以基底土層的超欠挖來實現(xiàn)框架水平糾偏。可通過調(diào)整控制千斤頂油壓和兩側(cè)土體的超、欠挖來實現(xiàn)對中線的糾偏。

6 結語

該框架橋線路架空后在行車速度45 km/h條件下,D型便梁整體結構穩(wěn)定可靠,縱梁實際撓度在列車通過時在10 mm以內(nèi)；頂進過程按預期完成，實現(xiàn)了建設單位預定建設目標。實踐證明,科學組織、合理的施工方案和技術措施是工程順利實施的技術保障。

[1] TZ 203—2008,客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南[S].

AnalysisonthejackingconstructiontechnologyofXisanRoadlinedownthroughLonghairailwayframebridge

ZhangXuanfeng

(ShaanxiHuayingEngineeringConstructionSupervisionLimitedCompany,ChinaRailwayFirstBureauGroup,Xi’an710054,China)

Through the interchange engineering of Xisan Road line down through Longhai railway of Caijiapo, this paper discussed the existing lines jacking frame bridge construction from the work pit, frame jacking and fabrication, line reinforcement, frame jacking and other key aspects, summarized the key control points of frame jacking construction technology.

work pit, frame prefabricated, D type beam, overhead line, jacking

U445

A

1009-6825(2017)27-0134-03

2017-07-16

張選鋒(1975- )，男，工程師