對(duì)大型框構(gòu)橋下穿鐵路線路加固及頂進(jìn)施工安全管理的研究

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目和地方城市交通道路建設(shè)迅速增加，公路下穿鐵路營(yíng)業(yè)線公鐵立交橋施工導(dǎo)致鐵路行車安全事故案例時(shí)有發(fā)生。通過(guò)本人經(jīng)歷過(guò)的多處此類施工，根據(jù)施工中的經(jīng)驗(yàn)，筆者在此文中如何使其處于安全可控進(jìn)行淺議。

關(guān)鍵詞：施工;安全;管理;加固;頂進(jìn)

大型框構(gòu)橋下穿鐵路營(yíng)業(yè)線施工工序復(fù)雜，特別是線路加固和頂進(jìn)過(guò)程中，對(duì)鐵路行車干擾較大，安全隱患多，近些年造成鐵路安全事故屢屢發(fā)生。為確保此類施工安全，總結(jié)我局多處大型框構(gòu)下穿鐵路營(yíng)業(yè)線立交橋施工的情況，結(jié)合燈塔市忠旺路下穿沈大線351km500m公鐵立交橋工程具體情況，現(xiàn)就線路加固和頂進(jìn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)作簡(jiǎn)要論述。此框構(gòu)橋3孔，自重6000t，全長(zhǎng)45 m，高8.8 m，軸長(zhǎng)22 m，采用縱橫抬梁進(jìn)行線路加固。

一、做好地勘核定和配合相關(guān)單位做好施工設(shè)計(jì)等工作

1.準(zhǔn)確的驗(yàn)證線下地質(zhì)條件是進(jìn)行線路加固頂進(jìn)施工的可靠前提。施工單位必須重視設(shè)計(jì)給定的地勘資料與實(shí)際對(duì)照工作，防止由于地下水位高，降水措施不到位，地基承載力低，框構(gòu)底部沒(méi)有采取注漿加固措施，導(dǎo)致頂進(jìn)出現(xiàn)框構(gòu)橋扎頭現(xiàn)象發(fā)生。從工作坑開(kāi)挖時(shí)，立即就要復(fù)核地下水和地質(zhì)情況，確認(rèn)降水有效、地質(zhì)條件相符后才開(kāi)始進(jìn)行下一步施工。地勘資料必須準(zhǔn)確，要在線路兩側(cè)最近的范圍設(shè)置鉆探點(diǎn)，降水井的設(shè)置必須滿足降水的要求，降水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)降至框構(gòu)底板下1.5米。鑒于非巖石地段，較大結(jié)構(gòu)的框構(gòu)橋，在頂進(jìn)脫離滑板1/2時(shí)，普遍出現(xiàn)下沉情況，建議對(duì)頂程范圍內(nèi)基底進(jìn)行注漿加固措施。

2.框構(gòu)橋頂進(jìn)的線下入口、出口設(shè)置路基防護(hù)樁，是控制框構(gòu)頂進(jìn)側(cè)天窗的有效措施。設(shè)計(jì)單位要對(duì)頂進(jìn)入口、出口設(shè)置路基防護(hù)樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，防護(hù)樁布置位置與框構(gòu)橋頂進(jìn)到位位置緊密結(jié)合，形成對(duì)路基的有效防護(hù)。防護(hù)樁布置位置與線路的距離要滿足使用反循環(huán)鉆機(jī)鉆挖防護(hù)樁的條件，又能在取消線上加固的條件下，進(jìn)行補(bǔ)齊刃角的施工。防護(hù)樁頂做冠梁連接，冠梁頂面標(biāo)高與橫抬梁支點(diǎn)帶頂面標(biāo)高一致。實(shí)踐證明，采用該種形式的防護(hù)，能夠有效控制框構(gòu)橋頂進(jìn)過(guò)程中的側(cè)天窗。

3.合理確定框構(gòu)橋預(yù)制形式，是確保頂進(jìn)安全的重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、框構(gòu)橋外部結(jié)構(gòu)尺寸，合理給定框構(gòu)橋預(yù)制滑板的上船坡度和框構(gòu)橋前部底板下的上船坡，框構(gòu)橋前端必須合理設(shè)置“前刃角”。當(dāng)框構(gòu)橋軸線與鐵路線路不是正交時(shí)，框構(gòu)橋前端應(yīng)平行鐵路設(shè)計(jì)。這次燈塔市忠旺路立交橋軸線與鐵路線路斜交84°，由于設(shè)計(jì)未考慮橋體前端平行線路，造成框構(gòu)橋前端北側(cè)距鐵路線路比南側(cè)長(zhǎng)出4.5米，頂進(jìn)時(shí)框構(gòu)橋前端不同時(shí)進(jìn)出線路，使線路下部支撐結(jié)構(gòu)縱向和橫向均存在軟硬不均的問(wèn)題，嚴(yán)重影響線上加固的穩(wěn)定性。

二、合理確定施工加固方案，做好線上加固工作

1.合理確定加固范圍。本次框構(gòu)橋全長(zhǎng)45 m，高8.8 m，軸長(zhǎng)22 m。設(shè)計(jì)單位根據(jù)框構(gòu)橋高度按1：1放坡，考慮斜交角度，線路加固長(zhǎng)度給定72 m，橫向最長(zhǎng)橫抬梁長(zhǎng)度52m，實(shí)踐證明加固范圍滿足加固要求。

2.合理布置橫抬梁支點(diǎn)帶。本次施工設(shè)計(jì)文件給定框構(gòu)橋入口、出口端分別設(shè)置1道和2道橫抬梁混凝土條形支點(diǎn)帶，支點(diǎn)帶截面為50cm×50cm。施工單位為更大地發(fā)揮支點(diǎn)帶作用，增大了支點(diǎn)帶截面面積，改為寬80cm，高60cm。支點(diǎn)帶下方進(jìn)行砂石填平夯實(shí)，側(cè)壁采用模板支護(hù)，頂面抄平，確保支點(diǎn)帶結(jié)構(gòu)尺寸一致。實(shí)踐證明，采用該種結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)帶，搭設(shè)橫梁時(shí)，不但確保了下部基礎(chǔ)牢固，橫抬梁搭設(shè)平整、便于拼接，能夠起到有效控制前天窗的作用，同時(shí)確保了線路的平順狀態(tài)。即便支點(diǎn)帶下土體塌落時(shí)仍能起到防護(hù)橫梁的作用。建議支點(diǎn)帶在出、入口處縱梁下方各設(shè)置一條，出口側(cè)在縱梁外側(cè)3.5m處再設(shè)置一條。

3.合理確定橫抬梁布設(shè)方式和施工方法。本工程線路加固采用50kg/m的3-5-3扣軌梁加I56C工字鋼橫抬梁加固方案。線路下方采用16.5m的I56C工字鋼橫抬梁橫向貫通沈大上下行線，避免了12m工字鋼需要在兩線間進(jìn)行拼接的過(guò)程。橫抬梁間距為0.8m，在框構(gòu)橋投影的加固范圍內(nèi)，橫抬梁采用栓接的方式拼接成55m長(zhǎng)的整體。拼接時(shí)腹板及上下蓋板用螺栓全部聯(lián)接，避免相鄰橫抬梁接頭在同一截面上，相鄰兩片梁體的接頭相錯(cuò)布置，間距2m。橫抬梁的一端放置在框構(gòu)橋頂板上，另一端放置在出口端支點(diǎn)帶和路基頂面上。

4.合理架設(shè)縱梁，布置輔助縱梁，做好縱梁支墩施工。橫梁上部在線路外側(cè)及兩線間各安設(shè)一道縱梁，每道縱梁由3片I56C工字鋼組成，使用U型螺栓與橫抬梁聯(lián)接。每道縱梁全長(zhǎng)72m，采用10.5m、12.5m、16.5m規(guī)格的工字鋼，使用螺栓進(jìn)行腹板拼接組成，三道縱梁的接縫錯(cuò)接2m布置。入口側(cè)的輔助縱梁架設(shè)在入口端路基防護(hù)樁冠梁上，出口側(cè)輔助縱梁架設(shè)在縱梁外方4-5m處。輔助縱梁對(duì)線上縱橫梁加固整體強(qiáng)度的提高起到了關(guān)鍵作用。縱梁端部設(shè)置2m（長(zhǎng)）×1.5m（寬）×2m（高）的C25混凝土支墩。在支墩施工時(shí)，將頂面標(biāo)高降低300mm，上墊短枕木，確保日后線路進(jìn)行大機(jī)清篩、機(jī)搗時(shí)不受影響。

5.做好抗移樁的設(shè)置。鋼軌抗移樁由設(shè)計(jì)的一根鋼軌增加為兩根，增大了抗移樁的強(qiáng)度。橫抬梁工字鋼與鋼軌抗移樁之間用薄鋼板等塞縫，確保工字鋼與鋼軌抗移樁之間剛性聯(lián)接。由于鋼軌抗移樁有彈性變形，頂進(jìn)過(guò)程中有回彈現(xiàn)象，建議以后可以設(shè)計(jì)成帶基礎(chǔ)的混凝土抗移樁，樁頂采用L形冠梁設(shè)計(jì)，即能起到橫向支頂?shù)淖饔茫帜芷鸬皆黾右坏乐c(diǎn)帶作用。同時(shí)在橋面?zhèn)溆檬掷J，在線路因頂進(jìn)橫移時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

三、合理確定頂進(jìn)方案，做好線路監(jiān)測(cè)工作

1.確定頂鎬配置形式。框構(gòu)橋自重6000t，備用框構(gòu)橋自重60%以上的頂力，采用4臺(tái)泵站帶32臺(tái)320t頂鎬進(jìn)行配置。為防止傳力柱彈崩，使每道傳力柱受力均勻，采用大斷面?zhèn)髁χ扛袅装苍O(shè)一道鋼分配梁，并在傳力柱上部覆蓋1米厚的土方。

2.確定挖土范圍。為防止塌方，每次前天窗土方開(kāi)挖按1：0.5坡度控制，采取隨挖隨頂進(jìn)的方式施工。為減少側(cè)天窗，側(cè)墻處土方開(kāi)挖至框構(gòu)橋里側(cè)邊墻或邊墻一半即可。頂進(jìn)過(guò)程中，隨時(shí)檢查框構(gòu)頂板兩端的吃土狀態(tài)，該部位與橫抬梁之間不可留有土方，防止框構(gòu)頂進(jìn)過(guò)程中線路被該處土方推擠變形。為防止框構(gòu)橋出現(xiàn)“扎頭”現(xiàn)象，在挖土?xí)r保留框構(gòu)橋底板厚度一半土層，保證底板吃土頂進(jìn)。

3.橋上橋下密切配合，指派專人做好動(dòng)態(tài)觀測(cè)，確保線路穩(wěn)定。框構(gòu)橋的頂進(jìn)必須在列車間隔時(shí)間進(jìn)行。頂進(jìn)過(guò)程中，安排專人觀察線路的方向及長(zhǎng)平，發(fā)現(xiàn)變化立即停止作業(yè)，并及時(shí)恢復(fù)線路;安排技術(shù)人員對(duì)框構(gòu)橋高低、方向變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整。橋上橋下作業(yè)人員采用對(duì)講機(jī)呼喚應(yīng)答，相互之間保持密切聯(lián)系。也可以借鑒沈陽(yáng)工務(wù)段線橋公司做法，在橋上、橋下安設(shè)電鈴，做到指令統(tǒng)一。

結(jié)語(yǔ)

公路下穿鐵路營(yíng)業(yè)線公鐵立交橋施工，必須堅(jiān)持安全第一的理念不動(dòng)搖，一切立足于確保鐵路行車安全，在安全上不計(jì)成本，確保投入。施工人員必須經(jīng)過(guò)技術(shù)、安全業(yè)務(wù)知識(shí)培訓(xùn)，鐵路各相關(guān)設(shè)備管理單位要派勝任人員施工全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控監(jiān)管。總之，只有通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、設(shè)備管理單位共同努力，嚴(yán)格執(zhí)行鐵路的相關(guān)管理辦法及制度，才能確保下穿鐵路立交橋施工的絕對(duì)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃劍.關(guān)于下穿鐵路立交橋工程設(shè)計(jì)與施工順序.城市建設(shè)理論研究，2015（10）

[2] 馬元清.上海真華路下穿鐵路立交橋工程設(shè)計(jì)與施工[J].山西建筑，2007（20）.

作者簡(jiǎn)介：

張廣維 1973年生 男 遼寧省沈陽(yáng)人 工程師。

（作者單位：中國(guó)鐵路沈陽(yáng)局集團(tuán)有限公司）