淺談鐵路框架涵頂進(jìn)施工

李卓

（成昆鐵路公司，四川成都 610000）

淺談鐵路框架涵頂進(jìn)施工

李卓

（成昆鐵路公司，四川成都 610000）

本文結(jié)合了成昆鐵路成都至峨眉段增建二線擴(kuò)能改造工程，箱涵頂進(jìn)法施工的實(shí)踐，具體從框架涵頂進(jìn)施工的施工準(zhǔn)備、框架涵預(yù)制、D便梁架設(shè)、頂進(jìn)箱涵、D便梁拆除及既有線施工相關(guān)安全控制措施等幾個(gè)方面進(jìn)行了介紹。文中重點(diǎn)闡述了D便梁架設(shè)及箱涵頂進(jìn)的施工工藝，可為類似工程的施工提供一定借鑒。

框架涵 頂進(jìn) D便梁 施工

1 概況

圖1 箱身制作施工流程圖

圖2 D便梁施工工藝流程圖

成昆鐵路為國(guó)家干線鐵路網(wǎng)的重要組成部分，既有成昆線為單線鐵路，由于運(yùn)輸繁忙，成都至峨眉段（以下簡(jiǎn)稱成峨鐵路）增建二線工程施工共計(jì)155個(gè)框架涵需采用頂進(jìn)施工，為確保工期，路局同意采用了3處3km區(qū)段慢行的施工方案。在既有成昆線持續(xù)運(yùn)營(yíng)的前提下進(jìn)行如此眾多數(shù)量的頂進(jìn)涵施工是一項(xiàng)安全風(fēng)險(xiǎn)高、施工困難大的重難點(diǎn)作業(yè)項(xiàng)目。因此細(xì)化好頂進(jìn)涵的施工方案及工藝成為頂進(jìn)涵施工成敗的前提要件。

2 施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

施工前應(yīng)提前編制并報(bào)批框架涵頂進(jìn)施工專項(xiàng)方案；與鐵路局相關(guān)站段簽訂安全、配合協(xié)議；提前申請(qǐng)施工慢行計(jì)劃及天窗點(diǎn)；落實(shí)D便梁的運(yùn)輸方式及時(shí)間，安排頂進(jìn)設(shè)備的標(biāo)定及保養(yǎng)，箱涵預(yù)制的模板準(zhǔn)備等工作。

頂進(jìn)施工應(yīng)提前探明地下管線并采取保護(hù)措施，既有成峨鐵路由于建設(shè)年代較久，管線分布較為復(fù)雜，開挖前應(yīng)提前與鐵路站段進(jìn)行溝通聯(lián)系，開挖探溝探明管線時(shí)既要小心防止破壞管線也要做到探明范圍全面不遺漏。

2.2 預(yù)制框架涵

2.2.1 工作坑開挖及后背墻施工

圖3 D便梁安裝完成圖

圖4 頂進(jìn)施工工藝流程圖

工作坑開挖邊坡根據(jù)地質(zhì)資料進(jìn)行設(shè)置，基坑周圍不得堆放棄土及停留施工機(jī)械，否則有可能危及基坑及作業(yè)人員安全。頂進(jìn)工作坑靠近路基一側(cè)的坡頂距離路基坡腳不得小于1.5m?；讬z查處理完畢后施工混凝土滑板，為防止滑板一并被頂進(jìn)，在滑板內(nèi)可按每3m設(shè)一道300×350mm鋼筋混凝土地錨梁固定滑板?；鍧仓戤吅髴?yīng)施作潤(rùn)滑隔離層，為預(yù)制涵身做準(zhǔn)備。

工作坑開挖完成后，可與滑板施工同步施工后背墻。后背必須經(jīng)過檢算，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。后背墻必須結(jié)合頂力大小進(jìn)行專門設(shè)計(jì)及檢算。后背墻應(yīng)結(jié)合頂力大小及地質(zhì)地形條件確定，可采用箱式沉井、鋼軌樁等方案。

2.2.2 箱身預(yù)制

滑板制作完成后即可進(jìn)行立模預(yù)制頂進(jìn)涵，箱身制作施工流程圖見圖1所示。

立模時(shí)必須準(zhǔn)確測(cè)量定位，使滑板中心線、預(yù)制框架中心線重合。灌注框架混凝土分兩階段施工，先灌注框架底板（包括下梗肋），當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后，再綁扎上部鋼筋，灌注上部鋼筋混凝土。

2.3 D便梁支墩施工及架設(shè)

2.3.1 支墩施工

D便梁支墩開挖施工前，提前與工務(wù)段聯(lián)系，委托工務(wù)段進(jìn)行應(yīng)力放散，應(yīng)力放散后方可進(jìn)行支墩挖孔作業(yè)。

支墩經(jīng)檢算確定，圓形或方形墩均可。本項(xiàng)目一般采用圓形支墩，直徑1.5m。在既有線兩側(cè)對(duì)應(yīng)于D型便梁的位置進(jìn)行布置。挖孔樁施工前要精確測(cè)定樁位，平整場(chǎng)地，做好防護(hù)設(shè)施。先在天窗點(diǎn)內(nèi)完成挖孔樁鎖口的施工，鎖口采用C20鋼筋混凝土。樁身開挖應(yīng)對(duì)角2個(gè)樁同時(shí)開挖，采取邊挖邊護(hù)的方法，每節(jié)開挖深度視地質(zhì)情況確定，一般控制在1米以內(nèi)。

2.3.2 D便梁架設(shè)

當(dāng)支墩砼達(dá)到強(qiáng)度后，可進(jìn)行D便梁施工。采用軌道車進(jìn)行D便梁運(yùn)輸和吊裝，條件允許的便梁采用人工天窗點(diǎn)內(nèi)過軌或汽車吊吊裝。D便梁結(jié)構(gòu)類型及施工工藝流程圖如圖2所示。D便梁安裝完成圖如圖3所示。

首先在天窗點(diǎn)內(nèi)采用軌道車將D便梁運(yùn)輸至施工工點(diǎn)架設(shè)位置附近，然后利用軌道車上的龍門吊進(jìn)行卸車，將D便梁卸至架設(shè)位置上。接下來先調(diào)整軌枕間距，將多余的軌枕抽出。扒開道碴，穿插橫梁，并將橫梁搗固好。將縱梁調(diào)整就位，然后將橫梁與縱梁聯(lián)結(jié)，裝上牛腿及聯(lián)結(jié)板和定位角鋼，螺栓先緊固但不擰到位，待全橋組裝齊全后，上緊全部螺栓。橫梁安裝完畢后，即可安裝鋼軌扣件，以保持軌距。

施工過程中每天都要有專人進(jìn)行檢查和養(yǎng)護(hù)，檢查支墊有無下沉、變形、裂紋，橫梁與軌底的絕緣墊、鋼軌扣件有無松動(dòng)、脫落，螺栓有無松動(dòng)、裂紋，D便梁縱梁是否移位等，每過一趟車，線路工都要檢查線路的幾尺寸，若有異常應(yīng)即時(shí)處理或報(bào)告。

2.4 頂進(jìn)箱涵

頂進(jìn)的實(shí)施是整個(gè)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到頂進(jìn)施工的成敗及質(zhì)量，因此開頂前必須做好各項(xiàng)準(zhǔn)備及檢查工作。同時(shí)必須進(jìn)行試頂以檢查頂進(jìn)工作狀況。試頂頂力一般約為頂進(jìn)框架結(jié)構(gòu)自重的0.4～0.8倍，開始起動(dòng)時(shí)不應(yīng)把試頂力一次施加到位，而應(yīng)使頂鎬同步逐漸加壓，并對(duì)設(shè)備及滑板，特別是后背和頂進(jìn)的框架涵身進(jìn)行檢查，如一切正常，方可再次加壓。在加壓過程中，如油壓突然下降，一是表明框架已脫離滑板開始移動(dòng)，這時(shí)則可繼續(xù)頂進(jìn)；二是后背或框架出現(xiàn)變形，這時(shí)應(yīng)停止頂進(jìn)，分析變形原因，采取加固措施。

頂進(jìn)施工頂進(jìn)作業(yè)施工工藝流程見下圖4所示。

頂進(jìn)即開動(dòng)高壓油泵，使千斤頂受液壓產(chǎn)生頂力，推動(dòng)框架涵前進(jìn)，每次頂程，一般為190～800mm?？蚣芮斑M(jìn)后，千斤頂活塞回復(fù)原位，在空處添放頂鐵，進(jìn)行下次頂進(jìn)，如此循環(huán)往復(fù)，直至框架箱涵就位。箱涵涵頂進(jìn)最終控制標(biāo)準(zhǔn)：中線誤差小于20cm；高程誤差不大于頂程的1%，偏高最大不超過15cm，偏低最大不超過20cm。在此范圍內(nèi)則為合格。

在頂進(jìn)過程中，挖土嚴(yán)禁出現(xiàn)反坡或超挖，一般應(yīng)形成框架吃土前進(jìn)，保證地基不受撓動(dòng)，不影響地基承載力。

為保證列車運(yùn)行安全，在列車通過前10分鐘時(shí)由駐站聯(lián)絡(luò)員通知現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員并停止頂進(jìn)施工。堅(jiān)持有行車時(shí)不頂、線路和加固狀態(tài)不好不頂。當(dāng)有列車通過或機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障不能頂進(jìn)時(shí)應(yīng)暫停挖土，并隨時(shí)對(duì)線路和框架的中線和水平進(jìn)行測(cè)量，以免線路變形危及行車安全和框架就位不準(zhǔn)。

框架頂進(jìn)時(shí)，方向和高程容易出現(xiàn)偏差。因此在頂進(jìn)過程中要采取措施嚴(yán)格加以控制，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)糾正，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求，常用控制偏差的方法有：

（1）控制挖土，多挖土的一側(cè)阻力小，另一側(cè)可適當(dāng)少挖土而增加阻力，即可糾偏。

（2）及時(shí)調(diào)整頂鎬的工作臺(tái)數(shù)及位置，使兩側(cè)頂力不等而達(dá)到糾偏目的，但實(shí)施時(shí)要逐漸糾正，不可急于求成。

（3）采用兩套不同的液壓系統(tǒng)，在頂鎬對(duì)稱布置的情況下，用不等壓方式形成糾偏力矩來進(jìn)行糾偏。

（4）滑板預(yù)留坡度和加大底刃角阻力，可防止框架“扎頭”。在底刃角前方適當(dāng)向下超挖1～2cm，可糾正框架“抬頭”。

（5）控制頂鎬的著力點(diǎn)，使頂鎬的合力低于或高于摩阻力的合力，對(duì)防止框架“扎頭”和“抬頭”也能起到一定的作用。

2.5 拆除D便梁及恢復(fù)線路

框架涵頂進(jìn)部位就位后，應(yīng)盡快拆除D便梁恢復(fù)線路，解除慢行。在拆除D便梁前，備足道碴和上碴人員及機(jī)具。首先涵背回填滲水土等物料。成峨鐵路為保證線路恢復(fù)的質(zhì)量，迅速提速，對(duì)涵身兩側(cè)的過渡段回填材料采用低標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行回填，以盡快穩(wěn)定線路。然后按照解開縱橫梁聯(lián)結(jié)（逐一松開、及時(shí)養(yǎng)護(hù)）、移開縱梁、抽出鋼橫梁，插入軌枕、調(diào)整軌枕間距、線路搗固的順序進(jìn)行作業(yè)。采用軌道車運(yùn)走D便梁運(yùn)至指定地點(diǎn)存放。

D便梁拆除后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行線路搗固，并及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)逐步提速，提速達(dá)60km/h后委托工務(wù)段養(yǎng)護(hù)，采用階梯提速逐步恢復(fù)常速。

3 安全控制措施

既有線下進(jìn)行框架涵頂進(jìn)施工，保證運(yùn)營(yíng)鐵路的安全為重中之重，在安全的前提下才能開展施工作業(yè)，成峨鐵路施工針對(duì)鐵路干線運(yùn)營(yíng)繁忙安全壓力大的特點(diǎn)，主要采取了以下措施進(jìn)行安全把控：

（1）防止施工機(jī)械設(shè)備侵入限界的安全措施。施工項(xiàng)目部安排專人防護(hù)，大型施工機(jī)械執(zhí)行“一人一機(jī)”防護(hù)，做到“車過機(jī)?！?。施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)安全標(biāo)志。防護(hù)員經(jīng)常檢查限界標(biāo)志設(shè)置情況，封鎖結(jié)束施工負(fù)責(zé)人應(yīng)對(duì)工地材料、機(jī)具和設(shè)備等是否侵限進(jìn)行檢查。

（2）框架頂進(jìn)施工安全措施。應(yīng)急材料及設(shè)備配置到位，按規(guī)定設(shè)置防護(hù)，開通線路前施工單位和工務(wù)段共同檢查簽認(rèn)確認(rèn)達(dá)到放行列車條件，及時(shí)檢查D便梁及線路，及時(shí)處理線路超限處所，土方開挖后及時(shí)頂進(jìn)。

現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)必須設(shè)置專人駐站及駐現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)，配齊配足安全防護(hù)人員并培訓(xùn)后上崗。保持與車站聯(lián)系暢通。

（3）高溫防脹軌措施。在頂進(jìn)涵洞兩側(cè)各100米布置稻草并專人灑水降低軌溫，定時(shí)測(cè)量軌溫，預(yù)防脹軌。若發(fā)生脹軌，立即通知車站或運(yùn)行列車，按規(guī)定設(shè)置防護(hù)，及時(shí)通知工務(wù)、車務(wù)、電務(wù)段，按應(yīng)急預(yù)案對(duì)脹軌地段進(jìn)行處理，確保行車安全。

（4）沉降觀測(cè)措施。在涵洞施工位置既有線路肩布置2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，每天進(jìn)行定時(shí)觀測(cè)，若發(fā)現(xiàn)位移或高程發(fā)生變化，增加觀測(cè)頻率，并對(duì)線路進(jìn)行檢測(cè)維護(hù)，如線路下沉較多，采取回填及起道補(bǔ)充道碴，必要時(shí)進(jìn)行壓漿處理。

（5）降水措施。若框架涵處水位較高，需采用降水方案，按設(shè)計(jì)的降水方案降水，抽水時(shí)采取措施嚴(yán)控帶走細(xì)砂，計(jì)量抽水嚴(yán)格控制抽水量。

（6）防洪措施。施工期間遇大暴雨，按防洪應(yīng)急預(yù)案派人駐守及檢查，現(xiàn)場(chǎng)備齊防洪物資，有情況立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

（7）低溫防斷軌措施。發(fā)現(xiàn)斷軌后立即通知車站或運(yùn)行列車，按規(guī)定設(shè)置停車信號(hào)，及時(shí)通知工務(wù)段，在有條件時(shí)原位復(fù)焊，不能立即焊接修復(fù)的，應(yīng)按應(yīng)急預(yù)案封鎖線路進(jìn)行緊急處理，處理后按規(guī)定放行列車。

（8）應(yīng)急預(yù)案。針對(duì)頂進(jìn)施工中可能出現(xiàn)的意外及施工提前分析，制定完善應(yīng)急預(yù)案，備齊應(yīng)急物資，一旦現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生意外或事故，立即按要求啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

4 結(jié)語(yǔ)

成峨鐵路框架涵頂進(jìn)施工堅(jiān)持安全第一，在確保既有線運(yùn)營(yíng)安全的前提下進(jìn)行頂進(jìn)施工。施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行《鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全管理辦法》等有關(guān)規(guī)范規(guī)定要求，制定統(tǒng)一規(guī)范的作業(yè)指導(dǎo)書，嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的專項(xiàng)施工方案進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)了安全、質(zhì)量、工期目標(biāo)。

［1］TB 10415-2003，鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］霍連祥.既有線頂進(jìn)涵線路加固方法淺析［J］.科技咨詢，2011（8）：95-97.

［3］譚恩峰.既有線頂進(jìn)涵施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.山西建筑，2012（11）：198-199.

［4］成昆鐵路成都至峨眉擴(kuò)能改造工程框架涵專項(xiàng)施工方案.