下穿繁忙干線鐵路立交橋頂進涵的施工方案分析

甄曉赫

摘? ? 要：國道、省道的改移以及市政道路的外延與既有鐵路的交匯越來越多。為了保證安全和達到美觀，很多地方都采用了下穿鐵路的方式實現立體交叉。但是對既有鐵路運行來說，施工期間的安全運營更加重要，這就給道路的設計和施工者提出了更高的要求，在特殊條件下施工者如何才能在保證安全的前提下實現設計意圖。本文結合某國道下穿既有繁忙干線鐵路立交橋頂進涵的施工方案做出簡要分析，希望能對相似工程有一些啟發和幫助，推動我國建設事業不斷發展。

關鍵詞：下穿鐵路;繁忙干線;頂進涵;施工方案

1? 明確工程概況

首先要明確工程的概況、工期長短和整個工程的施工外部條件，結合既有鐵路等級、運行情況、施工影響范圍、既有線幾何尺寸、坡度、路基形式、既有各專業設備情況，擬出初步施工方案。

設計某國道公路中心線與既有繁忙干線鐵路夾角為61°，交叉處鐵路下行線K543+277，公路里程為K14+218.0。大致為東西走向，位于A站和B車站區間，該處鐵路為復線自動閉塞電氣化無縫線路，軌道為60kg/m鋼軌，Ⅲ型鋼筋混凝土軌枕（1670根/km），該處每日開行列車116對，線路允許速度為160km/h，上、下行線間距為4.48m，兩線均位于R—2800m曲線的緩和曲線上（緩直里程為K543+284，h=110，l=270），下行線坡度為-0.3‰，上行線坡度為-0.4‰，鐵路路堤高約6m，路堤南側設有漿砌片石骨架護坡，并設有封閉網。設計施工地點既有鐵路北側為平坦菜地，南側設計新建一座雨水泵房。

本工程結合現場條件安排在鐵路北側進行基坑開挖、后背及滑板制作、框架預制，然后自北向南頂進。

2? 勘定工程條件

工程條件的勘定十分重要，對于項目實施，場地條件至關重要，基于什么情況的場地條件制定相應的實施方案。

2.1? ?場地自然條件勘定

場地的自然條件是某些施工方案細節能否實現的決定要素。施工之前必須勘定清楚的有場地地形、地勢是否開闊平坦、地面高程、土質條件、地下水條件如何、既有設備情況等等都是場地自然條件勘定的主要方面。本工程位置整體地勢平坦、開闊，但地下水位較高，設計勘測得地下水位埋深4.9m。需降水處理后再行施工。架空頂進施工時，部分鐵路設備，如接觸網線桿等需遷改過渡施工等，營業線施工安全風險較高。

2.2? 社會條件勘定

當地的民風、民俗，施工用水、用電容量、交通條件，當地各類材料價格、市場行情等能否支撐施工方案的實施。本工程地下水位較高，取水方便，施工用電可以 解決，交通條件比較便利，市場比較穩定。

3? 頂進施工方案分析

以上情況都是施工進場之前需要考察的幾個方面，在施工過程當中有更多細節地方需要敲定。

總體施工工藝流程：施工準備→施工降水→基坑開挖、滑床制作及施工后背梁→箱涵預制、挖孔樁施工（線路應力放散、接觸網改移過渡）→線路架空→吃土頂進→施工翼墻、擋墻→路基土回填注漿加固→拆除架空系統→施工擋砟墻。

3.1? 施工降水

結合本工程實際條件，本工程采用管井降水的措施，可以達到要求條件。

3.2? 基坑開挖、滑床板制作及后背梁施工

本工序重點考慮基坑開挖是否為深基坑，如涉及深基坑開挖需要編制專項施工方案并滿足相關審批要求。

工作坑開挖的尺寸，除考慮預制框架平面尺寸外，還要考慮后背大小和預留一定的操作空間，一般由工作坑底板尺寸確定，工作坑底板尺寸按下式確定：

長度=框架體底板長度+頂鎬長度+橫梁厚度+后背梁厚度+0.3m。

寬度=框架底板寬度+2×方向支墩寬度+0.2m。

滑床板制作關鍵控制點為滑床板的平整度、坡度及潤滑性。工作坑四周還要留有排水溝和集水井位置，以滿足施工期間排水的需要。后背制作需結合現場條件制定后背方案，本工程考慮結合被動土壓力原理，制作鋼筋混凝土梁作為頂進后背梁，經計算，可以滿足要求。

3.3? 千斤頂頂點設置

千斤頂的設置對整個施工推進的方式非常重要，所以在頂進施工開始之前應先將千斤頂的位置布置好，一般結合均勻對稱的原則將千斤頂布置在荷載較為集中的部位。

3.4? 頂進設備安裝調試

在施工實際過程當中，必須要對相關設備進行頂進設備安裝功能調試。頂進設備由液壓系統和傳力設備兩大部分構成，由控制臺操縱指揮頂進。液壓系統由高壓油泵、閥門、千斤頂、油箱、油管及壓力表等部件組成。通常傳力設備由頂鐵、分配梁構成。箱身砼達到要求強度，頂進設備安裝調試完畢，即可進行試頂進，同時全面檢查設備情況及頂進時箱涵的狀態。

（1）設備安裝調試：全面檢查液壓元件是否可靠，千斤頂功能有無異常，管路是否漏油，調整電接點壓力表和壓力繼電器的保安值，調整溢流閥的作用壓力，逐漸加大油壓力推動箱身，測定推力，檢查后背變化情況等。調整檢查工作結束后，確認液壓系統可靠、電氣操縱靈敏準確方可進行試頂工作

（2）試項：試頂工作以頂動箱體為止，試頂時加強箱體中線，水平、縱向位移的觀察，同時注意觀察后背和底板的變化。試頂時須做到各有關部位及觀察點均設有專人負責，隨時注意變化情況。

3.5? 頂進挖土機運土

“先挖后頂、隨挖隨頂”，做到不間斷施工。在頂進過程中，應隨時觀測既有路基、線路和頂進涵狀態的變化，確保既有線路的軌距、水平及方向正確及框架涵按設計位置頂進。頂進作業宜避開雨期施工。

4? 頂進施工的注意事項

在頂進施工過程中，可能會因為各種因素導致一些偏差，比如自然條件和土質地質條件等。預防這些偏差是在施工過程中一定要注意的措施。

4.1? 滑動支點設置

在頂進施工時，隨著框架橋的不斷前移，橫梁（組）一端逐步深入頂板，此時應在頂板上設置滑板作為橫梁支點，當支點樁影響框架橋繼續前進時，拆除支點樁，將橫梁架設在框架橋上的支撐位置，需設置安全可靠的滑動點?；瑒又c對應框架橋上的滑動線位須在框架橋上鋪設鋼板，支點底部設置四氟板，鋼板上涂刷潤滑油，橫梁在鋼板面上通過形成滑動支點，框架頂進時框架端頭滑動支點隨框架一起推進，在頂進的過程中增加滑動支點，確保線路行車安全。

4.2? 防止偏差的措施

根據施工處基底土質狀態來分析是否可能出現扎頭現象，結合地質報告，并在開挖過程時隨時注意土質變化。如某個斷面前后土質差異很大，涵體就會在斷面處因受力不均而出現扎（抬）頭現象。本工程為砂質土，在框構的底板前端設置“船頭坡”，“船頭坡”一般寬1m，高0.1m～0.2m?！按^坡”可以產生欠挖效果、減少基底原土層擾動，減少頂進“扎頭”現象。在整個頂進施工過程中，需要勤測量，勤分析測量數據，準確掌握涵體狀態，并預測涵體以后的狀態。如通過高程測量發現扎頭現象并有加劇趨勢，首先應增加涵體吃士量;如趨勢比較穩就需繼續觀察;如趨勢變緩說明涵體行進正常。在預制滑板時，頂進方向做成一定坡度的上坡，也是減少頂進“扎頭”的一種措施。

4.3? 防止線路橫移措施

為了防止線路橫移，結合鐵路線路的狀況、既有線的運輸能力、頂進橋涵處地質、地下水情況及結構的尺寸、刃腳構造、覆土厚度、施工季節等情況綜合考慮，目前頂進橋涵施工軌道加固常用方法有三種，即扣軌加縱橫梁加固方案、D便梁和工便梁加固方案，本工程采用工便梁加固，同時申請既有線行車速度降至45Km/h。

5? 結語

隨著國家物流、客運事業的發展，鐵路運輸也日益繁忙，為了在確保鐵路運營安全，最大限度的減少對繁忙干線鐵路運輸的干擾，越來越多的交叉工程采用了下穿的方式。本文通過對某下穿繁忙干線鐵路施工方案的分析總結，希望能夠給相似工程的施工方案的制定分析上提供一些參考和借鑒。

參考文獻：

[1] 李東興.鐵路既有線頂進涵施工關鍵技術的分析[J].建材與裝飾，2019（10）.