下穿鐵路多股道框架涵頂進線路加固及構筑物防護技術

張偉剛

摘要：在天鎮(zhèn)站頂進框架涵施工時，采取了D型便梁加固線路、路基注漿、基坑鋼管帷幕注漿、站臺墻設加固梁等技術措施，并在施工時科學組織，加強防護措施，確保了鐵路的安全運營及鐵路設施的結構安全。

Abstract： During the construction of the roof culvert at the Tianzhen station， D-type beam-reinforced lines， subgrade grouting， foundation pit steel pipe curtain grouting and reinforcement beams on the platform walls were adopted， the construction was scientifically organized and strengthened， the protective measures were strengthened to ensure the safe operation of the railway and the structural safety of the railway facilities.

關鍵詞：框架涵頂進;下穿鐵路站場;D型便梁加固;鋼管帷幕注漿

Key words： jacking of frame culvert;passing under railway station;reinforcement of D-type beam;grouting of steel pipe curtain

中圖分類號：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）14-0194-03

0? 引言

在頂進框架涵施工前，對站場的股道、站臺等影響施工的因素進行仔細勘察，明確營業(yè)線施工危險源，針對施工危險源明確安全事項，把可能存在的不安全因素和存在的安全隱患進行羅列，根據(jù)羅列的技術難點、安全危險項目制定針對性的專項技術、防護方案。并將專項方案的技術措施落實到工程實際上，控制和減少施工現(xiàn)場的安全風險，確保鐵路營業(yè)線行車安全，最大程度的減少施工對鐵路既有線正常運營的干擾，確保施工期間行車與施工的安全。

1? 工程簡介

京包線天鎮(zhèn)站中心里程K284+545，是京包線上的中間站。車站設有正線2條，到發(fā)線2條;上行側為既有基本站臺;下行側為京包線與大張高鐵共用高站臺。

本項目新建旅客地道全長69m（如圖1所示），設計為大張高鐵站與京包線天鎮(zhèn)站共用，旅客地道凈寬8.4m，凈高3.8m，中心里程為DK84+291.4，對應京包線里程為K284+291.4。新旅客地道在京包線一站臺端設旅客出入口1處，在（共用）高站臺處設旅客出入口2處。旅客地道位于大張高鐵新建線線下部分采取現(xiàn)澆法施工;下穿京包線線下部分采用預制頂進施工，長度為21.99m，中間采用9.4m四通口連接。

2? 預制頂進部分的施工重點、難點

①框架涵頂進部分下穿天鎮(zhèn)站既有4股道，不僅影響的股道多，且位于旅客站內(nèi)。故科學制定線路加固方案，做好安全防護及施工組織，減少施工對行車設備及行車的干擾，確保行車、施工安全，是本項目實施期間需解決的關鍵技術問題。②項目位于天鎮(zhèn)站內(nèi)，涉及鐵路建筑物較多，且施工時需保持車站的正常運營，施工條件復雜、安全隱患多，出現(xiàn)安全或質(zhì)量問題的社會影響大。故在項目實施期間需做好天鎮(zhèn)站既有建（構）筑物及旅客的安全防護。

3? 線路加固總體方案及其它防護加固措施

經(jīng)仔細勘察站場股道、站臺、管線等施工影響因素，根據(jù)技術難點、安全危險項目制定針對性的專項技術和防護方案，經(jīng)本公司專家、鐵路相關部門進行評估及優(yōu)化。最終采用的施工技術、安全防護及施工組織方案如下：

3.1 加固總體方案

框架涵采取架空線路后頂進的施工方法。采用24mD型便梁對加固既有Ⅰ、Ⅱ、3、4道。采用10根挖孔樁作D型便梁支撐，其中Ⅰ道～3道間支撐樁為2根，直徑均2.0m，樁長15m;Ⅰ道～Ⅱ道、Ⅱ道～4道間支撐樁直徑為1.5m，樁長16m，各股道間各2根;3道南側（3道與高站臺間）、4道北側（4道與站臺間）支撐樁直徑為1.5m，樁長12m，共4根。此外還設置了18根直徑1.25m防護樁（配合鋼管帷幕）對基坑進行防護，樁長均為15m。線路加固及防護如圖2所示。

3.2 高站臺墻加固

地道四通口處施工時增設斷面為0.7×2.3m的加固梁加固站臺墻，加固梁兩端支撐在支護樁上。在樁頂設1.75×1.3×1.3m承臺，加固梁鋼筋錨入承臺。設加固梁側的站臺墻豎墻保護層鑿掉，梁底站臺墻表面鑿毛，沿梁側面及底面植入短鋼筋與站臺墻拉結。站臺墻的豎墻每隔300mm鑿一條50mm寬×25mm深的剪力鍵，在新舊砼結合面上涂刷一層高粘結性能的砼結構界面劑。

3.3 路基注漿及回填

3.3.1 路基注漿

確保路基不發(fā)生過量沉降，框架涵下路基（超出框架涵外緣10m）采用小導管注漿加固（如圖3所示）。加固深度為路肩面以下2m起至地道底板。采用水泥水玻璃雙漿液，水泥水玻璃液漿液比為1：1（重量比），注漿壓力：0.5～1MPa。控制注漿量及注漿壓力，以避免注漿壓力使地面隆起。

3.3.2 砼回填

頂進就位后采用C20砼回填框兩側及頂部。回填至原路基面標高，砼頂面設2% “人”字坡橫坡，以利排水。砼頂面縱向確保與兩側既有路基順接順暢。

3.4 鋼管帷幕

為了避免土體坍塌，采用鋼管帷幕注漿防護基坑兩側（如圖4所示）。沿框架涵縱向水平穿插325×14mm鋼管，管幕與防護樁間凈距為50cm，管幕距框架涵2.75m，鋼管間距為45cm，在鋼管遠離基坑側開設笛孔以對管幕外注漿，笛孔位于同一直線上，直徑為8mm，間距45cm。

4? 重點工序施工措施及防護措施

4.1 線路應力放散

天鎮(zhèn)站Ⅰ、Ⅱ、4道是P60軌無縫線路，D型便梁吊裝前對無縫線路應力實施放散，放散里程范圍為K284+133.88m～K285+353.33m（1.22km）。

4.2 站臺墻拆除

3道南側支撐樁及防護樁開挖需拆除相應位置的高站臺水溝。因影響D型便梁安設，高站臺懸臂需拆除寬125cm、長27m。在封鎖點內(nèi)風鎬鑿除，鑿出的鋼筋按搭接長度預留并彎起，其余由切割機切除。

4道北側支撐樁開挖、縱梁架設、橫梁穿入需占用基本站臺，需拆除相應位置總寬3.5m的基本站臺墻及站臺面。封鎖點內(nèi)人工配合挖掘機施工。

4.3 施工場地隔離區(qū)

為確保營業(yè)線安全及施工順利，在線路間設置施工隔離區(qū)。隔離區(qū)采用2cm厚竹膠板配合？準50mm鋼管支架設，在設計位置插打伸入路基面超50cm的豎向鋼管，鋼管沿線路方向間距■2m，采用竹膠板緊貼豎向鋼管外側防護區(qū)外道砟，防止下滑，并于竹膠板底部、頂部各設置一道水平鋼管，同時設置內(nèi)支撐。竹膠板及鋼管支架高度均不得超過軌面標高。材料存放高度不得超過軌面標高30cm，兩側邊坡不陡于1：1。

4.4 線間孔樁施工

采用固定式電動卷揚機作為提升設備，電動卷揚機需安放穩(wěn)固，必要時需將支架澆筑在鎖口砼內(nèi)或與鋼管支架捆綁牢固，以防傾倒。電動卷揚機及支架高度不超過軌面標高30cm，軌面標高以上部分沿線路方向兩側不得侵入距離鋼軌外側81cm范圍內(nèi)。

Ⅰ道、3道間東端孔樁與接觸網(wǎng)硬橫梁支柱基礎最小距離為1.3m，為確保接觸網(wǎng)基礎穩(wěn)定及接觸網(wǎng)支柱安全，孔樁鎖口及護壁厚度按30cm;每次開挖深度控制在0.5m內(nèi)，并及時澆筑護壁砼，護壁砼內(nèi)加入速凝劑，鎖口及護壁內(nèi)環(huán)向、豎向鋼筋采用？準8鋼筋。

在枕木間穿入砼輸送管進行線路間孔樁砼泵入，采用竹膠板或PVC管包裹過軌部分以防連電。

4.5 D型便梁安裝及拆除施工

橫梁在縱梁架設前1～2天進行穿入施工。按“隔六穿一”方式穿于砼枕中間，并調(diào)整間距，將絕緣膠墊墊在鋼枕上面，上好零配件防止鋼軌連電，及時對道床進行搗固。橫梁位置遇有砼枕妨礙穿入時，將砼枕抽出，但應確保每隔一根橫梁有一根砼枕，保證軌距穩(wěn)定。

因3道、Ⅰ道間線間距為6.5m，兩股道間軌枕端頭間距離為3.9m，橫梁長度為3.96m，故Ⅰ道、3道橫梁可由3道～Ⅰ道間由北向南及由南向北穿入。因4道、Ⅱ兩股道間軌枕端頭間距離僅為2.4m，故橫梁無法在線間穿入，則由4道北側拆除的站臺內(nèi)由北向南先穿放Ⅱ道橫梁，然后穿放4道。

縱梁采用1臺260t吊車配重97.5t在封鎖點內(nèi)吊裝就位;線間就位的縱梁先按兩端、中間共3根橫梁與另側縱梁連接，以防止縱梁傾倒，其他橫梁在點內(nèi)或慢行點內(nèi)連接。

縱橫梁連接后，及時上緊扣件，尼龍擋塊要求方正，橫梁要求平整。組裝好便梁后用道尺觀察線路變化情況。每天3人晝夜觀察線路，擰緊松動的螺絲，并給螺絲上油。

框架橋整體施工且養(yǎng)護完成后，拆除斜拉桿即進行道碴的回填搗固，根據(jù)連接構件的順序，依次拆除。縱梁拆除采用2臺260t汽車吊（配重97.5噸）。D型便梁縱梁拆除后，抽出鋼橫梁，回填道砟并搗固。

4.6 鋼管帷幕施工

利用頂進段明挖基坑作為工作坑，采用SE-GMJ-600頂管機，SE-05導向系統(tǒng)，由線路南側單側穿入。頂進時，在楔形鉆頭內(nèi)裝入LED燈，把穿好螺旋鉆桿的鋼管吊裝到頂管機上，在鋼管母扣中安裝傳感器并用鋼絲繩接出，一邊旋轉一邊頂進。單根頂進到位后，先脫開鋼管跟機頭，拉出螺旋鉆桿10cm并卸開，頂管機退到位，吊裝下一根鋼管，如此循環(huán)直至鋼管就位。

鋼管帷幕頂管施工先自下而上進行，利用高站臺南側兩根防護樁加工字鋼架組成鋼管頂進系統(tǒng)，頂管機械固定在工字鋼架上，鋼管按6m為一節(jié)，頂管機長度為3m，合計9m長，工字鋼架長度10.4m，寬5m。為確保各根？準325鋼管方向一致、連接緊密，上、下兩根鋼管間采用角鋼加工的扣槽相互連接。帷幕鋼管完成單根頂進后，再頂進一根？準30鋼花管;完成帷幕鋼管及注漿鋼花管的安設后，將注漿閥門焊接在鋼管端部，隨后對？準30鋼花管注漿，使?jié){液填充？準325鋼管周邊土體，使土體與帷幕鋼管形成共同承載的整體。漿液采用1：0.8超細水泥漿。為避免地面隆起，影響線路運營，注漿壓力不能太大，宜控制在0.3kPa左右。停注控制標準以注漿量為主，壓力為輔。最后再對？準325注入微膨脹細石砼。

4.7 站臺恢復

3道D型便梁拆除后，及時恢復高站臺水溝及站臺面懸臂，水溝恢復由人工在Ⅲ級天窗點內(nèi)施工，采用竹膠板對道碴進行防護，然后再組立站臺墻、水溝模板及澆筑砼。

高站臺面懸臂采用定型鋼托模板，鋼模一端采用膨脹螺栓固定在高站臺剩余部分的懸臂上;鋼模下部采用鋼管支架固定，固定用鋼管采用鋼筋焊連成整體，并錨固在站臺墻內(nèi)，防止支撐鋼管侵限。

基本站臺的站臺墻按50cm/節(jié)預制，天窗點內(nèi)封鎖4道，現(xiàn)場安裝，站臺面隨站臺墻同步鋪設。

4.8 恢復線路

框架涵頂?shù)皆O計位置后，立即按有關安全配合協(xié)議要求恢復線路，配件擰緊固，道床搗固密實，線路標高軌距達到行車要求，在工務段對線路進行檢查驗收后才能開通。便梁拆除封鎖解除后，正線Ⅰ、Ⅱ道第一列列車限速45 km/h不少于12小時，后限速60km/h、80km/h各不少于24小時后恢復常速;提速期間，線路加強檢查及養(yǎng)護。

4.9 既有線監(jiān)測

施工期間加強對既有線進行監(jiān)測，監(jiān)測范圍為框架涵身及其兩端20m范圍。在鋼軌上按10間隔布置監(jiān)測點，在整個施工過程中持續(xù)進行線路監(jiān)測。每次測量形成記錄，提供線路變化趨勢，同時應注意對既有線路基及相鄰構筑物的監(jiān)測。

5? 結束語

本項目經(jīng)采取綜合的加固及防護措施，并在框架涵頂進施工時精心組織施工及加固、防護措施的實施，確保了既有鐵路及車站設施安全、有序運營，為類似下穿車站多股道框架涵頂進施工提供了參考作用。

參考文獻：

[1]李振奎.車站改造旅客地道頂進技術[J].建筑知識，2017（4）.

[2]鄭永強.旬陽車站地道橋頂進涵的有線行車安全技術措施分析[J].科技傳播，2012（9）.

[3]陳波.框架橋頂進施工時既有鐵路架空加固技術分析[J].工程建設與設計，2016（17）.