框架涵下穿營業線頂進施工技術探索與實踐

李永恒

（中交一公局集團有限公司，北京 100024）

1 引言

在鐵路工程中，運營線路的改擴建升級施工非常關鍵，對營業線施工提出了更高的要求。而在保障營業線行車安全基礎上完成相應路基、結構物的施工要求，營業線中框架涵頂進技術工藝的應用顯得十分重要。在營業線的實際施工中，受到工期緊、施工環境特殊等因素的限制，施工難度較大。因此，在框架涵下穿營業線的頂進施工中，一定要認識到上述問題，并結合鐵路工程項目的施工特點，分析框架涵下穿營業線頂進施工技術，逐漸提高各項施工工序的整體質量，為行業的穩步發展提供參考。本文以G316國道公跨鐵框架橋工程為例，分析框架涵下穿營業線頂進施工技術與工藝要點。

2 工程概述

既有316國道在橫崗站南側K1464+611.4里程處采用1-20 m框架橋上跨既有京九鐵路，夾角42.2°。由于杭長鐵路需要在橫崗站引入京九線，既有316公跨鐵框架橋孔徑無法滿足新增的橫崗聯絡線，需拆除重建，改移該段國道，最終確定為采用新建G316國道框架中橋（見圖1）下穿既有京九鐵路的方案。目前，既有G316國道公跨鐵框架橋已拆除完畢。

框架橋設計采用3孔分離式箱型結構，孔徑為1-5 m+2-12 m+1-5 m。主孔邊墻厚1.1 m，中墻厚1.0 m，頂板厚1.1 m，底板厚1.3 m；邊孔邊墻厚0.5 m，頂板厚0.9 m，底板厚0.7 m。主孔結構凈高為7.5 m，邊孔結構凈高為8.3 m。框架斜跨58.66 m，頂進部分斜長30.66 m。現澆部分斜長10.47 m，U形槽斜長14.9 m。

圖1 框架中橋平面布置圖

3 框架涵下穿營業線頂進施工管理中存在的問題

3.1 施工管理中存在的問題

結合鐵路工程中的框架涵下穿營業線頂進施工項目特點，在實際的施工管理中，受到施工管理制度不足、施工工序沒有協調等因素的限制，出現了施工技術使用及管理工作流于形式的問題，這些現象與施工管理不規范存在關聯。如在實際的框架涵下穿營業線頂進施工中，施工單位在項目開始之前沒有與設備管理單位進行溝通，導致施工技術參考資料不足，施工人員不能按照標準規范進行，從而出現了施工方案執行不嚴格的問題，無法提高施工管理的安全性，同時也對框架涵下穿營業線頂進施工造成影響[1]。

3.2 施工人員綜合素養的問題

為了提高框架涵下穿營業線頂進施工的整體質量，施工人員要充分發揮自身職能，結合工程項目的特點，制訂各項施工管理方案，以便有效提高鐵路工程項目施工質量。但框架涵下穿營業線頂進施工中的部分人員，并沒有經過崗前培訓，在實際的施工中也只是憑借自身經驗進行施工，由于施工人員專業能力不足，會降低框架涵下穿營業線頂進施工的整體質量。而且，部分施工項目中，存在著施工監管不足以及一人身兼數職等問題，這些現象增加施工人員的工作難度，無法保證框架涵下穿營業線頂進施工各項工序的穩步進行。

3.3 施工現場監控管理的問題

在框架涵下穿營業線頂進施工中，現場監控管理不足的問題包括：（1）項目安全監督人員并沒有經過系統安全培訓，實際工作中并不能履行自身的監督職能，從而導致框架涵下穿營業線頂進施工現場監督管理工作流于形式；（2）框架涵下穿營業線頂進施工現場中，防護標志、范圍規劃不明確，部分場地出現了防護備品不齊全的問題，降低了施工管理的整體效果；（3）在框架涵下穿營業線頂進施工中，受到施工材料質量不足的影響，導致一些施工工序出現了質量審核不及時的問題。這種情況下無法發揮框架涵下穿營業線頂進施工的管理優勢，導致各項施工管理工作流于形式。

4 框架涵下穿營業線頂進施工技術

4.1 線路架空加固施工

在線路架空加固施工前，需要與設備管理單位簽署相關安全規定協議，能夠及時明確各自的分工內容與安全職責，在各自加固范圍內的設備需要做好及時的遷移防護工作。除此以外，設備管理單位必須要做好前期調查工作，掌握架空線路、底下電纜以及管線具體狀況，如在其中出現問題需要盡快上報進行規范處理。在施工前需要結合設計圖里程與控制導線網測量放樣，并確定結構物所在位置與開挖深度、范圍大小，以具體施工要求來設立完整的保護樁。注意，在這其中需要提前準備好各類線路加固所用材料，避免出現材料不足而導致施工延誤的現象。另外，還要準備足夠的發電機、抽水機以及其他機具設備，以保證在線路架空加固施工過程中的行車安全。同時，要準備好慢行安全防護設備，防護人員需要做好隨時上崗的準備工作[2]。

4.1.1 挖孔樁施工

本工程以16 m工字鋼梁為施工便梁架空線路，以1.2 m×1.2 m的挖孔樁作為支座，在架空施工過程中確保列車慢行速度降低至45 km/h以內。在挖孔樁開挖方式中以人工開挖為主，提升土方同樣以人工為主，將其運輸至施工范圍以外廢棄土堆場內，當挖孔樁在開挖到設計深度后，對其盡快灌注樁身混凝土，完成挖孔樁施工步驟。

4.1.2 架空施工

線路架空以4根挖孔樁支撐1孔16 m的工字鋼梁開展工作，將16 m工字鋼梁利用軌道車運送到施工區域內，在安裝過程中，應當嚴格根據安裝順序進行安裝。首先，在枕木垛堆碼中要注意調整好縱梁標高參數，利用軌道車來將工字鋼運送至施工現場，并吊裝枕木頂放置牢固后，其中一片縱梁高度需要比出軌底部標高參數大0.2 m，確保橫梁能夠得以進行順利安裝；注意在橫梁安裝中，其位置應當與枕木保持一致。所以要能夠先調整好枕木間距到合適大小之后，在抽換橫梁當中要先從縱梁兩端逐步朝中心排列進行抽換，抽出1根枕木之后再更換橫梁，鋼軌下方要事先墊放絕緣橡膠板，避免導致軌道電路出現紅軌的現象而影響正常行車信號。在橫梁塞入時要確保與主梁連接板對準方位，并固定好扣件，墊置橡膠軌墊。另外還要注意，該處屬于長鋼軌地段，為了能夠提高鋼軌橫向穩定性，必須要在橫梁部位安裝好擋砟板以及搗固道床，在墊高縱梁降落完畢后連接縱橫梁，然后逐一除去道砟安裝斜桿與聯結系統，在組裝過程中要確保聯結板上滿螺栓。此時，注意觀察彈簧墊圈安裝狀況，以避免出現漏裝的現象。

4.2 細化工作坑開挖施工工序

4.2.1 開挖工作坑

結合施工設計圖紙與工程量清單，進行挖掘機開挖工作坑工作，注意在清底工作中需要人工來完成工作，當開挖至300 mm設計基底標高位置中可以停止機械開挖，以人工開挖方式為主繼續開挖工作坑，其目的是為了避免機械開挖對基底周邊帶來破壞影響，在開挖完畢后要核對實際地質狀況，同時借助輕型動力觸探試驗儀器來進行測試，如地基承載力不足的情況下可以換填土的方式進行處理。注意由于頂程比較長，基坑底面最好以頭高尾低的仰坡來進行設計，在基坑換填墊層中以100 mm厚度的碎石墊層為主[3]。

4.2.2 工作坑底板

為了避免在工作坑底板頂進期間出現扎頭，最好將底板設為頭高尾低且坡度為1%的仰坡，可以根據實際狀況延長仰坡長度。在工作坑底板中以C20混凝土底板為主，同時要考慮提升滑板下方抗滑能力，在滑板混凝土灌注前對基底挖槽灌注C20混凝土錨梁。同時還要在底板上方設立導向墩，其目的是為了能夠確保箱體空頂方向的正確性特征，在底版內部還要預埋壓梁環，避免在頂進過程中出現蹦鐵事故。最后要注意，底板最好分為2層，在澆筑完畢后利用1∶3水泥砂漿來進行壓實、抹光，設立潤滑隔離層。

4.2.3 頂進挖土

在開展頂進作業中，需要在列車間隙開展工作，箱體凈跨度為15 m×6.2 m左右，具有較為充足的施工空間，在頂進施工中做好借助機械設備配合人工來進行挖土，然后利用機動三輪車運輸土方。在開挖過程中，每一次開挖深度要控制在0.8 m以內，但要注意，在列車通過期間內必須停止挖土頂進作業，此時防護人員需要盡快通知挖土人員，先停止作業并離開作業區域。在此時需要結合頂進所挖的土質與前后2次頂程高差等參數，做好框架底板前端土體的調整工作，避免箱涵在頂進中出現扎頭。在箱身兩側挖土時要確保控制在箱身邊墻內的3～8 cm進行切土頂進，在此過程中要準備好沙土編織袋，避免路基坍塌事故發生，同時還要避免對行車帶來安全、延誤等影響。在運輸土方時要盡量避免碾壓油管，必要情況下可以將油管放在枕木道路的支垛中，防止路邊過往車輛對油管帶來影響，導致頂進工作出現意外現象。

4.3 明確施工技術要點

4.3.1 頂進方向控制與水平控制

在啟動頂進箱涵入土前的空頂階段，需要借助導向軌來控制方向，即放在導向墩與箱涵間的鋼軌。注意方向控制需要借助左右不均勻開鎬的措施，以調整左右開鎬數量和刃角不對稱吃土的方式提高方向控制質量。另外，在框構涵頂進過程中非常容易出現扎頭現象，且處理難度比較高，對整體工程質量與施工進度均有可能會帶來負面影響。因此，為了避免出現箱體扎頭，可以在箱體快出現扎頭時，令底板前端、側刃腳上方吃土，轉移土阻力作用點，形成抬頭力矩，還要準備好充足的砂石、水泥等物資，在土質比較松軟的情況下填入砂石，以提升地基承載力，如有必要可以借助澆筑速凝混凝土來解決實際問題[4]。

4.3.2 頂進測量控制

在頂進測量控制中需要注意2點：一是能夠在箱體前后中軸線兩端設立觀察標志物，借助水平儀與經緯儀等測量儀器對頂進過程中涵體的位置、水平偏差大小進行測量；二是能夠在每一頂開展測量，測量其標高參數及方向，如果在其中發現問題需要及時進行處理，避免出現偏差影響頂進控制。

4.4 落實安全防護方案

通過對框架涵下穿營業線頂進施工狀況的分析，為了提高各個工藝的施工效果，施工單位需要根據鐵路工程的項目特點，落實安全防護管理方案：第一，及時恢復線路，拆除架空。在鐵路工程的框架涵施工中，應該組建專門的技術小組，小組任務中一定要將各項工作任務明確責任到人，實現施工中在拆除梁的情況下保證車輛的安全出行。在拆除架空的過程中，應該在開始拆除之前準備道砟，相關維護人員在搗實道砟之后抽取橫梁，保證施工線路的及時恢復。對于施工人員而言，在進行技術交底中，一定要明確施工安全防護內容，通過施工方法、施工步驟的確定等，將施工安全管理工作落實到人，避免違章行為的出現。第二，在橫抬梁拆除完成之后，安全防護人員一定要按照施工計劃確定拆除順序，并在道砟修正、車輛檢修的過程中，在最短時間內保證鐵路恢復運行。第三，在線路架空的安全管理中，施工單位培養施工人員的安全意識，通過安全教育方案的落實，引導施工人員掌握安全施工標準，保證各項施工工序的安全進行。需要注意的是，施工人員進場之前一定要佩戴安全帽，有效降低施工現場安全隱患對施工人員造成的影響。而且，在施工現場的安全管理中，應該落實監督管理規范，項目管理者結合以往經驗，細化安全防護管理方案，如基坑位置一定要在旁邊設置安全警示標識，避免施工現場安全隱患的出現[5]。

5 結語

總而言之，在框架涵下穿營業線頂進施工過程中，需要嚴格根據施工規范要求來提高施工質量與施工速度，結合以往施工經驗，及時分析項目施工以及施工管理中存在的問題，通過各項影響因素的分析，構建針對性的處理方案，以提高框架涵下穿營業線頂進施工的整體效果。通常情況下，在框架涵下穿營業線頂進施工技術使用中，需要通過線路架空加固施工方案的落實、工作坑開挖工序的確定、施工技術的明確以及安全防護方案的落實等，保證框架涵下穿營業線頂進施工工序的穩步進行，使工程項目可以在有限的工期內圓滿完成施工任務，以便為后續施工提供經驗參考。