下穿鐵路立交橋頂進(jìn)涵的施工方案分析

李樂(lè)輝

摘 要：本文主要以K35+867.2下穿侯西鐵路立交橋工程為例，對(duì)下穿鐵路立交橋頂進(jìn)涵的施工方案進(jìn)行以下具體分析。

關(guān)鍵詞：下穿鐵路立交橋；頂進(jìn)涵施工；方案

1.工程概況

本框架橋?yàn)榱⒔欢O(shè)，由北向南頂進(jìn)。韋羅高速公路下穿既有侯西鐵路，鐵路里程為K220+835，公路里程樁號(hào)為K35+867.2，橋位部分處于既有侯西鐵路直線段，部分處于緩和曲線段，線路縱坡為11.5‰的下坡道。侯西鐵路為低路塹，路塹深度約1.5m。本框架橋與既有侯西鐵路呈84°交角，結(jié)構(gòu)形式為2-13m箱型涵，正交寬度為1+13+1+13+1=29m，斜寬29.16m；正交長(zhǎng)度10m，斜長(zhǎng)10.06m。路線縱斷面設(shè)計(jì)標(biāo)高與候西鐵路軌底標(biāo)高的縱向高差為11.2m，箱涵凈高8m，為左右整節(jié)頂進(jìn)，頂進(jìn)行程25.9m，最大頂力3259.6t。頂進(jìn)框架橋設(shè)計(jì)采用4孔D型16m施工便梁、挖孔樁基礎(chǔ)對(duì)既有線進(jìn)行加固后架空頂進(jìn)。

2.工程條件概述

2.1場(chǎng)地自然條件

擬建場(chǎng)地位于黃土臺(tái)塬地貌，地形平坦，地勢(shì)開闊，地面高程480～484m，地表物質(zhì)為第四系晚更新統(tǒng)風(fēng)積黃土。工點(diǎn)范圍內(nèi)特殊巖土主要為上更新統(tǒng)黃土，為非自重Ⅰ級(jí)濕陷性黃土，自重濕陷性黃土分部深度4.0m。地下水類型屬于第四系松散巖類孔隙潛水，鉆探深度內(nèi)未見(jiàn)地下水。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）、《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50111-2006 2009年版）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件及工程設(shè)置的實(shí)際情況，本工點(diǎn)地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期采用0.40s。相當(dāng)于地震基本烈度7度。

2.2運(yùn)輸條件及建筑材料

本框架橋緊鄰大荔縣道X311，公路可通往國(guó)道108和大荔縣縣城，運(yùn)輸條件極為便利，運(yùn)力充足，材料運(yùn)輸以汽車為主。其所用碎石、砂子地材分別來(lái)源于蒲城縣和西安市臨潼區(qū)新豐鎮(zhèn)，鋼材、水泥為甲供材料，可方便運(yùn)抵我標(biāo)段拌合站、鋼筋加工場(chǎng)及本框架橋施工現(xiàn)場(chǎng)。

3.頂進(jìn)施工方案分析

3.1千斤頂頂點(diǎn)布置

框架橋底板三角頂塊長(zhǎng)29m，按照20臺(tái)千斤頂平均布置，間距1.45m。

3.2頂進(jìn)設(shè)備安裝及調(diào)試

根據(jù)對(duì)箱橋產(chǎn)生扭矩的計(jì)算，合理科學(xué)的布置頂鎬，頂鎬按頂鎬額定頂力的120%配置頂鎬數(shù)量，安裝好全部液壓系統(tǒng)，包括頂鎬、油泵、油箱、管路以及配套輔助設(shè)備后，進(jìn)行檢查調(diào)試，使其運(yùn)轉(zhuǎn)正常，以滿足頂進(jìn)需要。頂鐵、千斤頂應(yīng)使其軸線與頂進(jìn)作業(yè)方向一致，且與后背梁垂直，頂進(jìn)中頂鐵上方不得站人，頂進(jìn)中隨時(shí)觀察設(shè)備狀況。頂進(jìn)控制臺(tái)、油泵等其它設(shè)備，設(shè)在不影響出土及更換頂鐵的安全穩(wěn)固的地方。頂鐵長(zhǎng)度分別為10cm、20cm、50cm、100cm，頂柱長(zhǎng)度分別為2m、4m；另外，需備厚20mm、10mm、5mm鋼板等，以備填塞縫隙時(shí)使用。

3.3挖土與運(yùn)土

由于在既有線下進(jìn)行施工，為了確保既有線行車的安全，工程在頂進(jìn)時(shí)使用挖掘機(jī)機(jī)械和人工配合進(jìn)行挖土，使用汽車進(jìn)行運(yùn)土。工作面上布置挖土作業(yè)20人，裝載機(jī)兩臺(tái)。具體操作為：根據(jù)土質(zhì)的情況，每次進(jìn)尺要在50cm 左右，不得超挖，按照千斤頂?shù)捻敵檀笮?lái)進(jìn)行挖掘工作，使刃腳切入土內(nèi)，其切入的深度不小于10cm，可以確保開挖土的穩(wěn)定；挖土的時(shí)候要掌握土坡平整，保持和刃腳的坡度一致，不得出現(xiàn)逆坡。

3.4橫抬梁支點(diǎn)體系裝換

頂進(jìn)到支撐樁位置時(shí)，兩束橫抬梁用千斤頂同時(shí)頂起，橫抬梁梁底離開支撐樁的樁頂約1cm，確保橫抬梁襯墊能順利安放；在框架橋頂、橫抬梁位置下襯墊GYZF4支座（橡膠滑動(dòng)支座），滑動(dòng)面向上。此時(shí)橫抬梁一端支承在框架頂上，另一端在框架橋頂板的支點(diǎn)上，繼續(xù)前頂。之后，橫抬梁一端支撐在框架橋頂板上，另一端一直保持在支撐樁L型鋼筋混凝土頂梁上。當(dāng)列車通過(guò)時(shí)用墊木打緊，頂進(jìn)時(shí)松開。

3.5頂進(jìn)階段

啟動(dòng)千斤頂推動(dòng)框架前進(jìn)，邊頂邊挖，待頂完一個(gè)頂程后，即安施頂鎬下次開頂，如此反復(fù)直到框架就位。頂進(jìn)作業(yè)應(yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行，挖土、出土、更換頂鐵（柱）、頂進(jìn)循環(huán)往復(fù)操作。頂進(jìn)挖土方量大，框構(gòu)內(nèi)的凈空、寬度允許使用反鏟式挖掘機(jī)挖裝，自卸汽車運(yùn)棄。每次進(jìn)尺時(shí)不大于50厘米，機(jī)械挖裝過(guò)程中配以人工修整清理角隅處土方。當(dāng)前方框架口處挖土完成一個(gè)頂程后，即開動(dòng)高壓油泵，使千斤頂產(chǎn)生頂力，通過(guò)傳力設(shè)備使框構(gòu)前進(jìn)。然后千斤頂復(fù)位，在空檔處增加或更換頂鐵以待下次開鎬，如此循環(huán)往復(fù)至就位。最后在頂進(jìn)階段，由專職線路工負(fù)責(zé)檢查墊木的狀況，發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)情況時(shí)立即打緊。檢驗(yàn)要求如下所示：

框構(gòu)頂進(jìn)后允許偏差和檢驗(yàn)方法

序號(hào) 項(xiàng)目 允許偏差（mm） 檢驗(yàn)方法

1 中線 100 測(cè)量檢查不少于2處

2 高程 +30、-100 測(cè)量檢查不少于4處

3.6線路架空設(shè)施的拆除

框架橋頂進(jìn)就位后，立即回填道碴至橫梁底，然后按“隔六抽一”的方法拆除橫梁。每拆除一組橫梁必須對(duì)線路進(jìn)行上碴整道，在拆除橫梁的同時(shí)更換Ⅲ型橋枕木，更換一級(jí)道砟。其中，拆除架空設(shè)施的順序是：回填道碴→拆除D型便梁橫梁、更換Ⅲ型橋枕木一級(jí)道砟→拆除D型便梁縱梁→拆除橫抬梁→安裝護(hù)輪軌及梭頭→恢復(fù)線路→養(yǎng)護(hù)維修→完工驗(yàn)收交接線路。

4.頂進(jìn)施工時(shí)注意事項(xiàng)

4.1“扎頭”偏差防止措施

框架橋底板前端設(shè)置5%的船頭坡，長(zhǎng)度1.0m。為增強(qiáng)框構(gòu)前端地基的抗壓力，可對(duì)軟弱土層進(jìn)行換填（如換填碎石夯實(shí)厚度150毫米）或填塞砼塊；并及時(shí)清理框構(gòu)內(nèi)堆土，減少框構(gòu)前端重量，使框構(gòu)產(chǎn)生升坡趨勢(shì)。

4.2“抬頭”偏差防止措施

在刃腳處適當(dāng)超挖，即增加低頭力矩，也可將底板底面以下1-2厘米超挖。當(dāng)框構(gòu)進(jìn)行到開始超挖點(diǎn)附近時(shí)，框構(gòu)高程逐漸發(fā)生變化，但應(yīng)注意超挖長(zhǎng)度不得超過(guò)框構(gòu)前端長(zhǎng)度。

4.3左右偏差的防止措施

在滑板上框構(gòu)兩側(cè)每隔3m設(shè)置導(dǎo)向墩，防止頂進(jìn)過(guò)程中框構(gòu)發(fā)生偏差。根據(jù)頂部軸線觀測(cè)結(jié)果及框構(gòu)主體雙側(cè)進(jìn)尺的情況，發(fā)現(xiàn)左右偏差后可采用如下措施進(jìn)行糾正：通過(guò)控制單側(cè)挖土改變兩側(cè)阻力，使頂進(jìn)方向的前端兩側(cè)出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)力矩，達(dá)到糾偏目的；通過(guò)改變框構(gòu)主體兩側(cè)進(jìn)力，即在后部形成偏轉(zhuǎn)力矩達(dá)到糾偏目的。

4.4防止線路橫移措施

預(yù)制立交頂板時(shí)預(yù)埋拉環(huán)，立交頂進(jìn)過(guò)程中可通過(guò)拉環(huán)用導(dǎo)鏈與加固系統(tǒng)聯(lián)系在一起。隨著頂進(jìn)拉緊倒鏈，框架橋外部分設(shè)地錨，拉緊線路，控制線路橫向移位。

4.5架空線路落架及線路養(yǎng)護(hù)、移交

框架涵頂進(jìn)施工結(jié)束后，立即修建出入口蓋板箱梁及擋土墻施工，并盡快恢復(fù)線路，解除慢行。線路恢復(fù)工作從填墻身與路基之間的空隙開始，用道碴分層回填、分層夯實(shí)。之后利用封鎖時(shí)間拆除線路加固構(gòu)件，逐漸恢復(fù)原有軌道，并用道碴將鋼軌提高10cm；同時(shí)利用行車將道碴夯實(shí)，多次提高壓平，隨即補(bǔ)充道碴并搗固，直到其不再下沉并達(dá)到要求高度為止。最后在施工全部完成后，對(duì)線路進(jìn)行移交。其中，嚴(yán)格按照以下容許偏差管理值進(jìn)行檢修。

軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值：

序號(hào) 速度S

（Km/h） 軌距

（mm） 水平

（mm） 高低

（mm） 軌向

（mm） 三角坑

（mm）

1 V≥160 +4，-2 5 5 4 4

2 160≥V>120 +6，-4 6 6 6 6

3 120≥V>45 +7，-4 6 6 6 6

4 45≥V +9，-4 10 10 10 9

當(dāng)監(jiān)測(cè)值超出以上數(shù)值，現(xiàn)場(chǎng)立即對(duì)線路進(jìn)行整修。

結(jié)束語(yǔ)

近幾年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的范圍在不斷地?cái)U(kuò)張，使得處于城郊的鐵路和城市的道路建設(shè)相交匯。為了安全和美觀，在城市道路的建設(shè)中下穿鐵路逐漸增多。鐵路具有不能中斷通行的特點(diǎn)，這對(duì)設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理等單位提出了新的要求。筆者希望通過(guò)探討本案例的施工方案，能夠使廣大建設(shè)者更加熟悉下穿鐵路頂進(jìn)涵的施工，為城市建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 《西安鐵路局營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》西鐵辦（2009）16

[2] 《陜西省韋羅高速公路下穿侯西鐵路立交橋工程K220+835 2-13.0m框架橋》施工圖