下穿高速鐵路框架橋頂進施工線路加固技術探索

劉燕

摘要：在進行永前路下穿高速鐵路—柳南客運專線框架頂進鐵路線路加固時，通過采用D型施工便梁、設置預應力砼橫抬梁作為便梁支撐等線路加固的技術創新，在滿足了高速鐵路安全穩定運行要求的同時，也盡量減少了營業線上施工的工序，加快了施工進度、降低了施工成本，減少了對高速鐵路正常運營的影響，確保施工安全順利進行。上述線路加固的技術創新值得推廣應用。

Abstract： In the reinforcement of frame jacking line of Yongqian Road underpassing high speed railway， the technical innovation of the line reinforcement by using the D-type construction beam and the prestressed concrete transverse beam as the beam support is adopted. While meeting the requirements for safe and stable operation of high-speed railways， it also minimizes the construction process on the business line， speeds up the construction schedule， reduces the construction cost， reduces the impact on the normal operation of the high-speed railway， and ensures the safe and smooth construction. The technical innovation of the above line reinforcement is worthy of popularization and application.

關鍵詞：高速鐵路;框架頂進;線路加固;技術創新

Key words： high-speed railway;frame jacking;line reinforcement;technological innovation

中圖分類號：U445 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）10-0118-03

0 ?引言

下穿鐵路的框架橋進行頂進施工前，需加固線路，以確保鐵路行車安全;普速鐵路基本是采用在線路兩側及線路中間設置孔樁支墩，然后設置工字鋼作橫梁、縱梁進行線路加固。但以上加固方案具有施工時間長、需要申請的“天窗”時間及次數多、線路加固沉降及變形量大等缺點。對于客運專線及高鐵而言，受動車運行的影響，通常僅能夜間封鎖要點施工，導致工期更長;同時客運專線等高速鐵路對線路加固的沉降及變形要求非常嚴格，行車安全風險更大，故傳統的線路加固方案已不能滿足施工要求，需對線路加固方案進行全面提升及創新，方能適應高速鐵路線路加固的施工要求。

1 ?工程簡介

柳州市永前路為城市主干路，于K1+602.59處與柳南客專正線90°正交，相交段鐵路位于直線上。永前路下穿柳南客專鐵路處設置兩座分離并排1-12.5m框架橋，即兩個單孔12.5m框架并置，凈間距為2.0m，長32.46m，框架中心線與永前路道路中心線重合。框架下穿柳南客專正線2股道（線路為P60軌），線間距4.6m，采用有碴軌道。框架頂面距軌面為1.87m。框架在柳南客專右側工作坑內預制，向柳南客專方向頂進。頂進施工期間需對柳南客運專線進行線路加固，保持柳南客專正常通行。

2 ?高鐵線路加固需要解決的技術難題

①考慮到客運專線封要點困難，“天窗”時間短，且僅能在夜間要點施工的特點，要求所采用的線路加固方案要盡量減少封鎖要點的次數及時長。②同時要確保線路加固措施安全穩定，沉降及變形小，確保動車安全行車萬無一失。

3 ?線路加固方案的研究及確定

縱梁選擇：普通鐵路路線路加固的縱梁通常采用工字鋼，但對于高速鐵路而言，其承載能力、變形及安全穩定性較差，不能滿足高速鐵路的要求。參考以往施工經驗并經安全評估，本項目采用D型便梁進行線路加固，D型便梁為鐵路制式應急器材，長期的施工實踐證明，其具有施工簡便、承載能力強、安全穩固及列車運行時變形值小（以往施工實測D24型施工便梁在“中-活荷”作用下跨中撓度在25～33mm之間）等優點，能夠滿足高速鐵路對于線路加固的技術參數要求。

D型便梁支承方式設計：D型便梁的支墩采用孔樁，孔樁嵌入地基承載層內，其良好的承載能力及安全穩定性能夠滿足要求。但如果將孔樁支墩設置于D型便梁的支座下方，則本項目需在線路中間設置5個支墩，及緊鄰線路兩側設置10個支墩。按寧鐵運〔2013〕225號文《南寧鐵路局高速鐵路營業線施工安全管理實施細則（試行）》有關規定，孔樁支墩施工為營業線上施工，均需晚上封鎖要點后方可施工，則孔樁支墩施工持續工期長，且施工期間動車需慢行，意味著孔樁施工將長時間對動車的正常運營造成影響，安全防護成本高。本項目采取在營業線設備安全限界外側設置孔樁支墩，采用預應力砼橫抬梁作D型便梁的支撐梁，橫抬梁在場外預制后要點頂進到位，盡可能地減少對線路行車干擾。孔樁采取人工挖孔樁施工方式，按寧鐵運〔2013〕225號文《南寧鐵路局高速鐵路營業線施工安全管理實施細則（試行）》在關規定，該孔樁施工為鄰近營業線施工C類，孔樁施工時不需封鎖要點及對營業線進行限速慢行，避免了施工與行車的長時間互相干擾，大幅降低了鐵路行車安全防護成本。

4 ?線路加固總體施工方案

①柳南客運專線架空線路采用D型施工便梁，便梁孔徑按D24m+D24m+D24m+D24m進行布置，共架空線路98m（便梁縱梁長24.5m）。設置橫穿客專兩股道的16m×2m×1.8m（長×寬×高）預應力砼橫抬梁作為D24施工便梁的支撐，采用？準1.5m人工挖孔樁做橫抬梁支墩，將孔樁布設在鐵路設備安全限界外，兩側孔樁中心距為14m，同側孔樁中心距為24.5m，避免了在兩線之間設置橫抬梁的孔樁支墩，從而降低了營業線上施工作業的工程量。

②砼橫抬梁需承受列車、股道及自身重量等產生的巨大荷載，因砼橫抬梁的安裝跨度達14m，跨中彎矩非常大。為適應跨度要求、減小截面積、減輕自重、減小變形量，橫抬梁設計為預應力砼結構，下緣受拉區設置5束預應力筋，預應力筋采用12S15.2高強度、低松馳鋼絞線。本項目委托了鐵四院南寧分院對橫抬梁進行了結構承載驗算及參數優化，確保了施工安全。

③因柳南客運專線雙線為60kg/m鋼軌，框架位于線路直線地段，線間距為4.6m。D24型便梁布置型式采用雙線直線型，線間距a≥4.510m和丁式布置。便梁具體設置如圖1所示。

④在D型施工便梁線路加固兩端采用工字鋼延長輔助加固，用4孔9m的56b工字鋼縱挑橫抬延長加固線路，縱挑梁采用56b工字鋼，每束3根，橫抬梁單根采用56b工字鋼，間距為1m，采用1.2m×0.8m×2m（長×寬×高）砼墩作為縱挑梁的支墩。

⑤正式進行線路加固前計劃要點，線路限速慢行45km/h。申請要點進入防護欄柵內設置臨時硬防護。

線路加固總體布置見圖2。

5 ?線路加固施工步驟、關鍵技術及鐵路行車安全防護措施

5.1 第一步：施工10根？準1.5m的D型便梁支承樁（見圖3）

①計劃要點，列車限速慢行45km/h。

②因原有防護欄柵對支承樁的施工有影響，故需要點進入防護欄柵內，拆除原有防護欄柵，設置臨時硬防護，并在線路兩側設置看守點。

③拆除原有防護欄柵，平整場地，測量放樣。

④在支撐樁樁位進行地質勘探，如發現有溶洞，及時壓漿處理，處理合格后再進行鉆孔樁施工。

⑤旋挖鉆機對位，采用鋼護筒跟進施工，防止出現涌砂而造成路基下沉，施工支撐樁Φ1.5m共10根。

⑥施工開始后，要求現場看守人員中午和夜間對既有線路、基坑等設備按規定進行檢查、觀測，并形成記錄，及時發現設備存在隱患及時上報。

5.2 第二步：預應力鋼筋砼蓋梁頂進施工，共5跨（見圖4）

①首先在線路外預制好鋼筋砼橫抬梁，等待安裝。

②要點計劃線路限速慢行45km/h，進行無縫線路應力放散，將施工范圍內砼枕換成木枕。

③每天報施工計劃要點，接觸網停電，在橫抬梁位置用D型施工便梁主梁作縱梁，56b工字鋼作橫梁的橫挑縱抬線路加固，跨徑6m，采用1.2m×0.8m×3m（長×寬×高）砼墩作為縱挑梁的支撐。

④用人工提前挖開線路上橫抬梁槽口，再用麻袋裝道砟回填，整條橫抬梁槽口挖通后。

⑤計劃要點，接觸網停電，橫抬梁頂進施工。

⑥橫抬梁頂進時，在橫抬梁梁底用鋼板或木板墊底，減少磨阻力，再用200噸汽車吊把橫抬梁吊到對應位置，在橫抬梁的后端設置頂進后背墻。

⑦橫抬梁頂進就位后，拆除工字鋼。

5.3 第三步：架設D24型施工便梁，共8跨

①每天報施工計劃要點，與供電部門聯系接觸網停電施工。采用100噸汽吊吊裝兩線間雙根D24施工便梁縱梁，穿橫梁，再吊裝外側D24施工便梁縱梁，安裝好牛腿、連接板、鋼軌扣件，恢復及養護線路，共施工8跨。②D型施工便梁橫梁設置，采用中位安裝控制標高點。③D型施工便梁架設完后，在D型施工便梁線路加固兩頭采用工字鋼延長輔助加固，用4孔9m的56b工字鋼縱挑橫抬延長加固線路。④每天要點將保護的纜線安放在D24型施工便梁內側的外邊并固定。⑤設立路基沉降觀測標志并及時進行沉降觀測。要求在每個孔樁四角、便梁兩端支墩及孔樁前后20m對應路基位置每隔5m布設沉降觀測點，并在現場做好明顯標記，妥善保護好觀測點，晴天時每天8：00及18：00各測一次，下雨時每2小時各測一次（動車通過前后必須各測一次）。

5.4 第四步：開挖基坑，頂進框架施工

①線路監控：在架空線路后，現場24小時安排專業的防護人員對架空地段線路進行檢查，晴天時檢查頻次為每2小時一次。檢查范圍：既有客左、客右線;線路檢查項目：軌距、水平、軌向、高低、三角坑、正矢及超高，及時發現線路幾何尺寸出現的異常，及早進行處理，每趟車前后目視檢查;強降雨時必須停止施工，且派干部晝夜在現場盯控，防護人員24小時3班倒值班，每趟車前后必須檢查1次。②開挖基坑：按1：0.75坡度放坡開挖基坑，基坑開挖深度達到2m時，在基坑兩側邊坡打入鋼筋錨桿，再掛網噴射C20砼厚10cm防護坡面，基坑開挖至設計標高后，按要求設置兩側排水溝及進行基底處理。③框架預制與頂進：在工作坑內預制框架，將兩節框架頂進到位。④采用混凝土回填框架兩側臺背基坑（距路基面部分需動車過后回填）。⑤每天報施工計劃要點，接觸網停電，采用混凝土回填框架橋頂至路基頂面，再填筑道碴。

5.5 第五步：慢行45km/h，分次要點拆除D24型施工便梁，恢復線路

①每天報施工計劃要點，接觸網停電，拆除D24型施工便梁。②拆除D24型施工便梁順序：拆除單側主梁→拆除另側主梁→拆橫梁→拆除兩線間主梁→換枕。③每天要點養護，恢復線路，取消慢行。

6 ?結束語

永前路下穿柳南客專框架頂進工程，采用了上述新型的線路加固體系，保證了架空線路的剛度、強度及穩定性。施工期間對線路進行了監測，線路水平及方向均滿足高速鐵路運行的要求，確保了施工順利進行;工期提前了38d，線路加固施工造價也較原預算降低了56.3萬元，具有良好的經濟性。該線路加固技術在同類下穿高速鐵路的框架頂進工程施工中，具有較高的推廣應用價值。

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