淺談營業(yè)線框架橋頂進(jìn)施工

摘要：本文結(jié)合寧啟復(fù)線電化工程K150+242.29改建2-12m立交橋工程的施工實(shí)例，講述了如何在保證既有路基安全、線路穩(wěn)固、行車安全的前提下進(jìn)行電氣化鐵路既有線頂進(jìn)橋施工，以供相關(guān)工程施工參考。

關(guān)鍵詞：鐵路 框構(gòu)橋 頂進(jìn) 加固

0 引言

鐵路建設(shè)快速發(fā)展，行車密度不斷加大，鐵路新建改建項(xiàng)目繁多，涉及到營業(yè)線改造施工時(shí)如何才能保證行車安全，保證施工工期、質(zhì)量是我們施工單位所要面對(duì)的考驗(yàn)，特別是涉及到鐵路營業(yè)線施工的橋涵改建項(xiàng)目，本文結(jié)合工程實(shí)例加以說明。

1 工程概況

站東路K150+242.29改建立交橋工程，是對(duì)既有2-4m框架涵進(jìn)行擴(kuò)孔。該框架位于直線上，與既有鐵路線正交。既有鐵路線線間距6.5m。施工項(xiàng)目主要有：下穿鐵路的2-12m框架橋，2-2m套涵。2-12m框架橋?yàn)榉蛛x式框架橋，單個(gè)箱身設(shè)計(jì)凈高6.1m、外寬13.8m，箱身長24.5m（其中包括南側(cè)U槽3m），箱身采用C40鋼筋混凝土，箱身混凝土數(shù)量為1592.5m3，基底持力層為第三層粉質(zhì)粘土層。2-2米套涵為管線過軌保護(hù)，套涵長32m，分別對(duì)稱設(shè)置于改建立交橋兩側(cè)，套涵采用C35鋼筋混凝土，套涵混凝土數(shù)量為160m3，基底持力層為第二層粉質(zhì)粘土層。根據(jù)圖紙箱身設(shè)計(jì)最大基底應(yīng)力為124.4KPa，而持力層粉質(zhì)粘土σ0=150KPa，地基不需處理。改建立交橋及套涵采用頂進(jìn)法施工、每次挖1米頂1米，工作坑設(shè)在既有鐵路線北側(cè)，線路采用D24、D16便梁防護(hù)，便梁支墩采用人工挖孔樁支墩，基坑采用鋼板樁結(jié)合放坡開挖進(jìn)行防護(hù)。

2 具體施工方法

2.1 施工流程方案評(píng)審→簽訂安全協(xié)議→現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查確認(rèn)→道路封閉→工作坑施工→滑板及后背墻→箱體預(yù)制→線路加固→施工南京側(cè)D24便梁支墩挖孔樁→南京側(cè)箱身上D24便梁架設(shè)→南京側(cè)既有涵洞鑿除及拉槽施工→南京側(cè)箱身頂進(jìn)→臺(tái)背回填→南通側(cè)D24便梁支墩挖孔樁施工→D24便梁縱移至南通側(cè)→南京側(cè)D16便梁架設(shè)、南通側(cè)拉槽施工→南通側(cè)箱身頂進(jìn)、南京側(cè)套涵頂進(jìn)→臺(tái)背回填→頂進(jìn)南通側(cè)套涵、南京側(cè)D16便梁拆除→南通側(cè)D24便梁拆除→線路恢復(fù)。

2.2 施工工藝

2.2.1 施工準(zhǔn)備。施工前跟當(dāng)?shù)亟煌ü芾聿块T及農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)對(duì)接，做好道路封閉引導(dǎo)工作。施工時(shí)兩側(cè)道路全封閉，將施工場(chǎng)地和地方道路分開，車輛及行人從站前路和站北路繞行。

2.2.2 基坑防護(hù)。頂進(jìn)工作坑設(shè)在既有鐵路線北側(cè)，基坑采用放坡和鋼板樁相結(jié)合的防護(hù)形式，其中箱身預(yù)制位置和套涵預(yù)制位置間采用9m的30b槽鋼樁防護(hù)，后背梁采用12m拉森Ⅳ型鋼板樁防護(hù)，側(cè)面1:1放坡開挖，既有線側(cè)1:1.5放坡。見頂進(jìn)工作坑平面圖：

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頂進(jìn)工作坑平面圖

2.2.3 工作坑開挖。該工點(diǎn)地層以粘性土為主，基坑采用明溝排水。開挖時(shí)有意識(shí)向基坑四周形成排水坡，邊開挖邊排水?；铀闹茉O(shè)排水溝四個(gè)角設(shè)集水井，排水溝深30cm、寬30cm，集水坑深1m。基坑開挖采用挖機(jī)分層開挖，坑底預(yù)留30cm人工開挖，經(jīng)常抽水保持工作坑干燥無水。

2.2.4 碎石墊層、滑板制作、后背梁、預(yù)制箱身。基坑開挖到位后，及時(shí)按圖施做碎石墊層、滑板、后背梁?；宀捎肅25混凝土，內(nèi)置Φ12鋼筋網(wǎng)片一層，網(wǎng)片鋼筋應(yīng)伸入后背梁中，以形成整體受力。在滑板下每隔2m設(shè)置一道防滑槽，滑板砼要求振搗密實(shí)，表面平整度在2米長度范圍內(nèi)凹凸差不超過3mm。待砼初凝后，再在其上涂刷石蠟機(jī)油潤滑層，要求表面光潔平滑，在潤滑層上及時(shí)沾鋪塑料薄膜，以防止框構(gòu)滑板與滑板粘連，減少啟動(dòng)阻力。

在工作基坑底板潤滑隔離層上預(yù)制鋼筋混凝土箱身。首先做好測(cè)量定位工作，使箱身中線、工作坑滑板中心線和頂進(jìn)橋位的中心線三者均在一直線上。箱身預(yù)制的施工順序是：在工作坑滑板上安好箱身底板?！壴装邃摻睢嘀装寤炷痢B(yǎng)護(hù)→安內(nèi)?！壴鷤?cè)墻及頂板鋼筋→安外?！嘀?cè)墻及頂板混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆模→作箱身防護(hù)層及潤滑設(shè)施。

2.2.5 挖孔樁支墩施工。依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高在孔口制作井圈，進(jìn)行人工挖孔時(shí)，視地質(zhì)情況采用人工或風(fēng)鎬進(jìn)行開挖，人工裝土，使用卷筒及吊桶做提升設(shè)備，井上設(shè)專人指揮，將吊桶直接提升到井口，人工抬出運(yùn)走。

考慮到施工安全，護(hù)壁采用15cmC15混凝土。模板采用3mm鋼板制作定型模板，混凝土現(xiàn)場(chǎng)拌制。在模板支立時(shí)注意檢查成孔的孔徑和垂直度，待護(hù)壁混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)拆除模板，繼續(xù)開始向下掘進(jìn)。樁孔挖掘及支撐護(hù)壁兩道工序必須連續(xù)作業(yè)，中途不得停頓，以防坍孔。

挖孔樁在慢行點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，設(shè)置專職防護(hù)員?；疖嚨絹頃r(shí)人員提前10分鐘升井，放倒提升架確保穩(wěn)定且不侵限?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備水泵加強(qiáng)抽水，保證施工人員及運(yùn)營線路的安全。

2.2.6 施工步驟

第一步，南京側(cè)挖孔樁支墩及D24便梁架設(shè)

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第二步，南京側(cè)既有函洞鑿出及拉槽施工

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平面圖

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第三步，南京側(cè)箱身頂進(jìn)、箱身回填

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平面圖

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第四步，南通側(cè)D24便梁支墩及便梁架設(shè)（縱移）

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第五步，南京側(cè)D16便梁架設(shè)、南通側(cè)既有涵洞鑿出及拉槽施工

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平面圖

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第六步，南京側(cè)套涵頂進(jìn)、南通側(cè)箱身頂進(jìn)及回填

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第七步，南通側(cè)套涵頂進(jìn)、回填，南京側(cè)便梁拆除

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第八步，南通側(cè)D24便梁拆除、線路恢復(fù)

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2.2.7 頂進(jìn)施工工藝

2.2.7.1 機(jī)具設(shè)備及安裝。①液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)由動(dòng)力機(jī)構(gòu)（高壓油泵）、操縱機(jī)構(gòu)（控制閥、調(diào)節(jié)閥電氣集中控制臺(tái)）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（千斤頂亦稱頂鎬）、輔助裝置（油箱油管、液壓元件、壓力表等）組成。②傳力設(shè)備。頂進(jìn)橋涵的傳力設(shè)備有：頂鐵、頂柱、分配橫梁和頂柱橫梁等。③設(shè)備安裝、調(diào)試和試頂。a安裝、調(diào)試。配備需要的千斤頂臺(tái)數(shù)，調(diào)試工作的目的是全面檢查液壓元件是否可靠，千斤頂功能有無異常，管路有否泄漏，調(diào)整溢流閥的作用壓力，并且逐步加大油壓力推動(dòng)箱身，測(cè)定起動(dòng)推力，檢查后背的變化情況等。b試頂。試頂工作一般以箱身動(dòng)為止，因此在試頂時(shí)要加強(qiáng)箱身中線，水平和縱向位移的觀察同時(shí)還要注意觀察后背和底板的變化。試頂工作是操縱所有千斤頂一起頂出，頂塊接觸到后背后，油壓力逐漸升高。當(dāng)克服箱身的起動(dòng)阻力，箱身被頂動(dòng)，壓力迅速下降，此時(shí)在壓力表上讀到的最高壓力值，經(jīng)換算后就是該箱身的起動(dòng)推力，由于考慮到管道內(nèi)的壓力損失和克服千斤頂?shù)膬?nèi)在摩擦阻力，實(shí)際推力是根據(jù)壓力表讀數(shù)的0.97左右，故試頂進(jìn)應(yīng)做到：

在各有關(guān)部位及觀測(cè)點(diǎn)設(shè)專人負(fù)責(zé)，隨時(shí)注意變化情況。

開泵后每當(dāng)油壓升高5-10Mpa時(shí)須停泵觀察，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)處理。

千斤頂活塞開始伸出，頂柱（頂鐵）壓緊后應(yīng)立即停頂，經(jīng)檢查各部位情況，無異?，F(xiàn)象可再開泵，同時(shí)用高壓水泵向箱身預(yù)埋的液壓管道進(jìn)行壓水，直至箱身起動(dòng)即停止并記錄數(shù)據(jù)。

試頂完后還要進(jìn)行一次全面的檢查，如各部情況均屬良好便可進(jìn)行正式的頂進(jìn)作業(yè)。

2.2.7.2 頂進(jìn)施工。①組織檢查：頂進(jìn)作業(yè)開始前，全面檢查頂進(jìn)前必須做好的準(zhǔn)備工作，其項(xiàng)目有：線路加固情況，后背及頂進(jìn)設(shè)備情況；現(xiàn)場(chǎng)照明、液壓系統(tǒng)安裝及試驗(yàn)情況；觀測(cè)記錄人員的組織和儀器裝置；施工人員與鐵路行車單位聯(lián)系情況。②頂進(jìn)：頂進(jìn)即是開動(dòng)高壓油泵，使千斤頂受液壓力而產(chǎn)生頂力，推動(dòng)箱身前進(jìn)，每鎬的頂程，通常的情況下為190-800mm，每次頂進(jìn)行程最大控制在500mm。箱身前進(jìn)后使千斤頂?shù)幕钊貜?fù)原位，在空擋處填放頂鐵，以待下次開鎬，如此循環(huán)往復(fù)，直至箱身就位。

頂進(jìn)過程中應(yīng)注意下列事項(xiàng)：a箱身在工作坑滑板上空頂進(jìn)，特別注意箱身的水平中線，箱身一經(jīng)吃土，組織加快挖土出土速度，實(shí)行三班倒連續(xù)作業(yè)，保持箱身不斷頂進(jìn)。b每班交接前，對(duì)千斤頂、油泵液壓系統(tǒng)、頂鐵、頂柱、后背和平臺(tái)等設(shè)備，要經(jīng)過檢查保持設(shè)備狀態(tài)良好，掌握箱身當(dāng)時(shí)的方向及高程狀況后，才能開始操作繼續(xù)頂進(jìn)，在頂進(jìn)過程中，要始終做好記錄，隨班交接，有利于箱身頂進(jìn)。c頂進(jìn)時(shí)，頂柱和后背上不準(zhǔn)站人，以防止頂柱弓起崩出或后背意外傷人。d頂進(jìn)箱身應(yīng)在列車運(yùn)行間隙進(jìn)行，嚴(yán)禁在列車通過線路時(shí)頂進(jìn)。為了保證安全，在便梁支墩上設(shè)置觀測(cè)樁及時(shí)測(cè)量便梁支墩的位移，以確保線路行車安全。e線路上部設(shè)線路工檢查施工便梁及線路情況，并作好記錄；當(dāng)頂進(jìn)時(shí)發(fā)現(xiàn)線路橫向變形，應(yīng)及時(shí)糾正，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。f橋涵頂進(jìn)最終容許誤差：中線誤差不得大于20厘米。高程誤差不得大于頂程的1%，但偏高不得超過15厘米，偏低不得超過20厘米。

③測(cè)量工作：準(zhǔn)確掌握箱身的頂進(jìn)方向和高程，在頂進(jìn)的后方設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，及時(shí)觀測(cè)，其方法如下：a觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，應(yīng)離后背一定距離，以免后背變形而影響觀測(cè)儀器的穩(wěn)定。觀測(cè)站設(shè)全站儀及水準(zhǔn)儀各1臺(tái)，設(shè)兩個(gè)縱向觀測(cè)站，在箱身的頂板四角上，各用環(huán)氧樹脂粘貼水平及垂直方向尺各一根，用于頂進(jìn)中的高程測(cè)量和方向偏差的觀測(cè)。b掌握頂進(jìn)中的后背變形情況，在后背一側(cè)設(shè)置一橫向觀測(cè)站，設(shè)經(jīng)緯儀一臺(tái)，在后背梁兩端設(shè)立標(biāo)尺，用于后背變形的觀測(cè)。c在頂進(jìn)過程中，箱身每前進(jìn)一頂程，即對(duì)箱身的軸線和高程進(jìn)行觀測(cè)，并詳細(xì)做好記錄，如發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)校正。為避免洞內(nèi)施工對(duì)觀測(cè)工作的干擾，在布置標(biāo)尺的位置時(shí)，應(yīng)使其位置能保證通視，否則應(yīng)調(diào)整觀測(cè)站的位置。

箱身頂進(jìn)就位后，按圖紙采用級(jí)配碎石回填，盡快拆除便梁，恢復(fù)線路。線路開通后限45km/h 24小時(shí)，60 km/h 24小時(shí)，80km/h 24小時(shí)，以后恢復(fù)常速。

3 做好營業(yè)線施工安全防護(hù)措施

施工前，項(xiàng)目分部必須組織施工安全交底和技術(shù)交底，向配合施工單位、架子隊(duì)、有關(guān)人員交待清楚施工方案、安全措施和應(yīng)急處置的有關(guān)事項(xiàng)。駐站聯(lián)絡(luò)員和工地防護(hù)員必須經(jīng)過營業(yè)線施工安全培訓(xùn)，考試合格后持證上崗。

4 結(jié)語

通過以上工程實(shí)例，使讀者對(duì)營業(yè)線框構(gòu)橋、涵頂進(jìn)施工的基本作業(yè)方法能有所了解，讓大家意識(shí)到，在營業(yè)線頂進(jìn)橋項(xiàng)目中只有精心組織、規(guī)范施工，才能在保證安全行車的前提下保質(zhì)、保量如期地完成施工任務(wù)。