客運專線孔簡支箱梁過隧道架設(shè)施工技術(shù)

茍效忠 黃祥恩

(路橋華東工程有限公司，上海 201203)

上海至昆明客運專線湖南段CKTJ-2標，位于湖南韶山，線路沿線以剝蝕丘陵為主。線路起于鐵甲灣特大橋昆臺尾DK55+068.75處，止于新吉平隧道進口 DK93+878處，標段全長38.818 km。橋梁24 682.64 m/23 座，占正線長度的 63.58%;隧道4 894延米/3座，占正線長度的12.61%，橋隧比例達76.2%。線路橋隧相連，具有明顯的山區(qū)鐵路特征。針對滬昆客運專線長昆湖南段CKTJ-2標橋隧相連的特點，本文借鑒京滬、武廣等已建成客運專線的施工經(jīng)驗，在不切箱梁翼緣板和不預(yù)留隧道仰拱填充混凝土的前提下，論證整孔簡支箱梁通過短隧道的技術(shù)。

1 預(yù)制箱梁過隧方案的施工技術(shù)

1)箱梁結(jié)構(gòu)與運輸設(shè)備。無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁高度為307.8 cm，寬度為 1 200 cm，長度為32.6 m，梁重826.9 t，標準尺寸(通橋(2008)2322A-Ⅱ)。距翼緣板端部11.5 cm橋面以上接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓高度為60.2 cm。

韶山制梁場已購置TLC900C3型運梁車，運梁車主要參數(shù)如下:車寬6 600 mm，全長44 808 mm，車高2 275 mm±350 mm。

2)隧道襯砌方案。杏子灣、唐家沖隧道建筑限界采用高速鐵路建筑限界，隧道內(nèi)線間距為5 m，隧道采用CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，軌道結(jié)構(gòu)高度為515 mm。隧道結(jié)構(gòu)尺寸:軌面以上凈空橫斷面面積100 m2，填充面以上294.5 cm處為上拱圓心高度，也是隧道最寬處，寬度為1 330 cm。

3)運梁過隧道方案。根據(jù)以往施工實踐，梁體左右兩側(cè)距隧道襯砌的安全距離不小于20 cm。適當降低運梁工況下的翼緣板高度，采取運梁車低位運行，降低運梁工況高度。依據(jù)隧道、箱梁設(shè)計尺寸和運梁車低位高度，計算梁翼緣板、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離。計算式如下:

其中，D1為梁翼緣板至隧道襯砌面的距離;R為隧道襯砌上拱圓的半徑;h車為TLC900C3型運梁車高降低至向下調(diào)節(jié)量100 mm時運梁車的高度;h梁為箱梁的高度;d圓心為隧道填充面(道床底面)至襯砌上拱圓心的距離;d梁寬為箱梁的寬度。

其中，D2為接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離;h網(wǎng)為橋面以上接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓的高度;d網(wǎng)寬為兩側(cè)接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣的距離。

計算得知，理論上梁翼緣板、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離分別為290 mm，165 mm。因接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離165 mm＜200 mm的最小安全距離，運梁過隧道理論上存在一定的安全風險。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，實際運梁工況與理論推算有些許偏差。與設(shè)計相比，隧道襯砌內(nèi)輪廓半徑加大了50 mm，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓向兩側(cè)各移了15 mm;運梁車載梁后高度受壓降低約40 mm，考慮這些影響因素，重新計算接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離。計算式修正如下:

計算得知，實際上接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣至隧道襯砌面的距離223 mm，運梁過隧道工況見圖1。

圖1 運梁過隧道工況

箱梁翼緣板、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣兩側(cè)間隙各為35.6 cm，22.3 cm，在不切箱梁翼緣板和不預(yù)留隧道仰拱充填混凝土的情況下，運梁車裝載箱梁可安全通過。

2 箱梁過隧道技術(shù)與安全管理措施

2.1 隧道施工技術(shù)

1)施工測量控制。對通過運梁車的隧道，測量工作在現(xiàn)行規(guī)范要求的基礎(chǔ)上增加監(jiān)測頻次、提高測量精度，尤其要加強隧道的內(nèi)輪廓凈空控制、線路平縱定位控制及運梁車行走面高程控制，各部分結(jié)構(gòu)成型后精度控制在5 mm以內(nèi)。2)隧道口縱向順坡。杏子灣隧道進口與竹山灣特大橋橋隧對接，唐家沖隧道進口與羅家大屋特大橋昆明臺臺尾相連。運梁過隧道前，需在橋(臺)面上澆筑C30混凝土縱向順坡或降低仰拱填充面，順坡長度不小于10 m，順坡時加設(shè)豎曲線平緩過渡，在橋(臺)面上澆筑順坡混凝土前先鋪層隔離材料(土工布、塑料布等)，避免之后鑿除混凝土時損傷橋(臺)面。3)仰拱填充施工質(zhì)量控制。箱梁過隧道時，運梁車、箱梁結(jié)構(gòu)自重直接作用于仰拱填充面，荷載遠大于運營荷載。在施工過程中必須加強對仰拱初期支護、仰拱及仰拱填充的質(zhì)量控制，保證仰拱填充層承載力、平整度滿足要求，確保運梁車安全通過。

2.2 運梁走行安全保證

1)中線控制。箱梁裝車時，控制梁體中線與運梁車中線偏差。運梁車過隧道時的運行軌跡盡可能與隧道中心重合，預(yù)先用漆(或白灰)標出隧道中線及車輪邊緣線。2)隧道內(nèi)照明。隧道內(nèi)照明系統(tǒng)須設(shè)置在隧道兩側(cè)，照明必須充足，當隧道內(nèi)光線昏暗時，不得進行運梁過隧道作業(yè)。運梁車在隧道內(nèi)行走時，若遇到突然停電，須立即停車，待供電恢復(fù)后再行走。3)走行過程監(jiān)控。箱梁過隧道時對箱梁的狀態(tài)進行實時監(jiān)控，由專人負責監(jiān)護。箱梁頂安排4名～6名監(jiān)護人員(或高科技感應(yīng)報警器)，隨時與司機及外界保持聯(lián)系，及時傳達和掌握箱梁翼緣板外緣、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣凈空的動態(tài)數(shù)據(jù)，當梁端、梁跨跨中或接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓外緣的凈空小于5 cm時，應(yīng)立即停車進行調(diào)整。4)嚴格控制運梁車在隧道內(nèi)的行車速度。最大車速不大于0.4 m/s，第一次過隧道時車速控制在0.2 m/s。

3 結(jié)語

經(jīng)過理論計算和現(xiàn)場實踐，采取降低運梁車運行高度等方法，突破了傳統(tǒng)箱梁割翼過隧的施工工藝，優(yōu)化施工方法，實現(xiàn)12 m寬整孔簡支箱梁，在不切箱梁翼緣板和不預(yù)留隧道仰拱填充混凝土的前提下順利通過隧道，更好的實現(xiàn)廠區(qū)預(yù)制箱梁，保證橋梁施工質(zhì)量，提高工程效率。

[1]鐵建設(shè)[2007]47號，新建時速300～350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定(上、下)[S].

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[3]劉亞濱，劉國利.整孔箱梁架橋機穿越隧道及隧道口架梁技術(shù)方案[J].鐵道標準設(shè)計，2004(12):37-42.

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