大禮路下穿京九鐵路框架橋頂進施工分析

（北京新航城開發建設有限公司，北京 102604）

1 工程概況

大禮路道路及管廊工程是保障北京大興國際機場運營的重點市政配套，是聯通臨空經濟區東西片區、大興國際機場、商務區、綜保區的重要城市主干道，全長約14.9 km，穿越京九鐵路、中堡干渠等重大節點，總投資約55億元。下穿京九鐵路立交工程包含市政交通框架橋、綜合管廊框架橋和雨水方溝框架橋三座頂進立交橋，與京九鐵路下行線的交角為84.4°。下穿京九鐵路立交工程施工平面圖如圖1所示，下穿京九鐵路立交工程框架橋施工圖如圖2所示。

圖1 下穿京九鐵路立交工程施工平面圖

圖2 下穿京九鐵路立交工程框架橋施工圖

2 工程難點及工序分析

2.1 工程難點

（1）鐵路級別高，安全風險大。

下穿京九鐵路屬于雙線電氣化鐵路，為國家Ⅰ級鐵路干線，安全風險較大。

（2）鐵路設備遷改范圍大。

鐵路兩側施工區域地下有各種鐵路信號、通信電纜、地方光纜，京九線是電氣化鐵路，在施工范圍內有329#～332#電氣化鋼筋混凝土接觸網桿均受影響，需要過渡改移。

（3）運輸影響大。

由于三座框架橋同時頂進，線路加固、橋體頂進施工影響范圍大。

（4）頂進難度大。

本工程橋總寬為95.753 m，長度為30.243 m，長細比較大，三座框架橋均采用分體設計，同時頂進就位，并設置50 cm縫隙。

（5）頂進誤差控制要求高。

框架橋頂進過程中，為保證行車安全，確保線路加固體系穩定，應控制頂進誤差，防止應力過大使橋體出現裂縫，保證土體穩定，不發生塌方現象。

2.2 施工工序

施工準備→后背樁、冠梁施工→工作坑開挖→錨梁、滑板施工→框架橋及雨水方溝底板鋼筋、混凝土施工→框架橋及雨水方溝墻身及頂板鋼筋、混凝土施工→養護、拆模、防水及其保護層施工→三樁體系施工→頂進設備安裝及調試→鐵路路基注漿及線路加固→頂進施工→拆除線路加固、刃腳補齊施工→現澆段框架橋及雨水方溝施工→框架橋及雨水方溝附屬工程施工→現場清理、竣工驗收。

3 工程施工保障措施

3.1 路基注漿保障措施

注漿技術是在道路上鉆孔植入注漿管，通過注漿壓力將漿液擠入土體，充填或壓縮周圍土體，提高土體密實度和承載能力。注漿加固技術在道路建設及養護工程中應用廣泛，采用該項技術對運營期道路沉陷等病害進行維修，避免了大填大挖，具有施工工藝簡單、對交通運營干擾小等特點，確保了公路運營的安全、舒適、暢通，維修加固成本較低。

為了防止路基在頂進過程中坍塌，本工程路基注漿范圍為沿鐵路線路方向框架橋范圍、兩邊墻體外緣外側各15 m范圍，進行路基注漿固化處理。沿垂直鐵路方向鐵路中心線兩側各15 m范圍，進行路基注漿固化處理，沿鐵路方向注漿長度為125 m，垂直鐵路方向為34 m。注深須滲透至框架橋底板底以下3 m。路基注漿孔設置按沿線路方向（南北方向）、垂直線路方向（東西方向）間距為2 m，合計750孔，單孔單管為625孔，單孔7管量為125孔，注漿總孔數為1 500孔。結合實際工程量情況，現場安排16組人員，每組3人進行打管作業，打管順序為自下向上，先完成靠近路基坡腳處注漿管安裝再依次向上，兩組人員分別自兩端向中間對向作業，路基注漿時列車運行時速≤120 km/h。

3.2 三樁體系保障措施

三樁體系包括防護樁、抗移樁及支撐樁，框架橋四角鐵路路基設路基防護樁，可保障鐵路路基安全，防止側塌。框架橋刃角側設支撐樁、抗衡移樁，防護樁頂設置鋼筋混凝土冠梁，支撐樁頂設I45b工字鋼冠梁，抗衡移樁頂設置L形鋼筋混凝土冠梁；支撐樁提供線路加固體系硬支撐點，防止鐵路沉降；抗橫移樁主要用于線路加固體系橫梁固定，防止鐵路橫行移動。

本工程三樁體系采用人工挖孔樁法進行樁基施工，共計91根，防護樁直徑1.25 m，樁長20 m（包含1 m冠梁），共計42根，間距1.8 m；抗衡移樁直徑1.25 m，樁長20 m（1 m冠梁，地下14.6 m、地上5.4 m）合計25根，間距4 m，樁頂設置L形橫梁；支撐樁直徑1.25 m，樁長8.5 m，合計24根，間距4 m。

3.3 線路加固體系保障措施

線路加固采用3-5-3扣軌加縱橫梁加固方法，加固范圍為超出框架橋兩側不小于10 m，加固全長125 m。加固地段混凝土枕間加設Ⅰ類長木枕，橫梁間距以0.6、0.6、1.2 m循環穿插于既有軌枕間，平均間距為0.8 m。編號1、2、3、4、5、6為一組，共計26組，156道橫梁，扣軌采用P43軌、3-5-3扣。橫梁采用I40b工字鋼，變形縫范圍內采用I45工字鋼加強，穿橫梁工字鋼時，其下應設穩定的枕木垛支墊，大里程方向設鋼支墩支墊；縱梁采用I45b工字鋼，中線路間、線路兩側、刃角及尾墻處腰梁均為2根一束，置于橫梁上，位于線路兩側各2.1 m處，用U形螺栓與橫梁連接，縱梁工字鋼接頭相互錯開。為減少頂進時的阻力，防止線路產生橫移，每道橫梁下應鋪墊小滑車。

工程加固方法及流程：施工準備（進場運料等）→線路提前檢查整修至經常保養標準→標點→穿枕木→3-5-3吊軌梁→安裝穿入橫梁→安裝工字鋼縱梁→線路保養配合橋體頂進施工→拆除5扣、線間工字鋼縱梁→逐節拆除。

線路加固橫斷面如圖3所示。

圖3 線路加固橫斷面圖（單位：cm）

3.4 監控量測保障措施

為保證頂進誤差，防止應力過大使橋體出現裂縫，本工程監控量測保障體系主要包括框架橋主體監測、軌面監測、接觸網桿監測。

（1）框架橋主體監測主要對頂進方向、標高、沉降觀測等方面進行控制。頂進方向控制在框構左右兩側均設置鋼筋混凝土導向護樁，頂進過程加強中線測量等措施；標高控制可在框構頂面四角設水平觀測點，每頂進一鎬應進行標高觀測記錄，標注頂進曲線圖；沉降觀測在每座框架橋的四角設置觀測點，每天觀測一次并記錄數據，繪制沉降曲線圖。

（2）軌面監測主要監管監測點、位移及觀測頻率等方面。本工程鋼軌上布置測點，間距5 m，每根軌道33個測點，共計132個測點。其控制要求主要為路基邊坡水平位移和垂直位移速率不超過3 mm/d，累計位移不超過30 mm，水平位移精度1.5 mm，垂直位移精度0.3 mm；基坑開挖、線路加固、橋體頂進、線路恢復期間每天觀測一次，重點觀測頂進掘進區域，如有必要可適當增加臨時觀測點。

（3）根據監測內容包括路基接觸網桿的水平位移監測、沉降位移監測、傾斜、橋上接觸網桿的水平位移監測充分反映接觸網桿的實際狀態和變化趨勢。根據設計文件、安全評估文件及規范要求，綜合考慮基坑的安全等級、施工階段、施工區域影響范圍，監測對象的特點等因素，確定監測控制值（警戒值為控制值的0.8）。

接觸網桿監測控制值與預警值如表1所示。

表1 接觸網桿監測控制值與預警值表

管理等級為Ⅲ級、U＜預警值，可正常施工；

管理等級為Ⅱ級、U≥預警值，發出預警并及時報告、繼續加強監測；

管理等級為Ⅰ級、U≥警戒值，發出警報、立即通知施工單位停止施工、及時報送運營單位建設單位，加強監測。

4 結語

大禮路道路及綜合管廊下穿京九鐵路立交工程是國內結構較高、跨度較寬、頂進難度較大的穿鐵立交橋，文章通過對其施工難點及重點分析，施工過程采取分體設計、路基注漿、三樁體系、線路加固、監控量測保障等措施，保證框架橋可順利頂進就位。