如何確保JQ160型架橋機(jī)在單線隧道中完成32mT梁架設(shè)

黃明

摘要：隧道中架梁是隧道巖溶處理的一種方式，本文通過(guò)具體工程實(shí)例，介紹了如何滿足JQ160架橋機(jī)在直線及單線隧道內(nèi)采用正常高度進(jìn)行1-32.0mT梁架設(shè)，為類似施工提供了一個(gè)解決思路。

Abstract： The middle frame beam in tunnel is a kind of tunnel karst treatment. This paper introduces how to meet the JQ160 bridging machine to complete 1-32.0mT beam erection in straight line and single line tunnel with normal height based on specific cases， providing a solution to similar projects.

關(guān)鍵詞：隧道;單線;32mT梁架設(shè)

Key words： tunnel;single line;32mT beam erection

中圖分類號(hào)：U455 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）10-0124-03

1 ?工程簡(jiǎn)介

坡那隧道位于廣西百色市靖西縣境內(nèi)，是德靖鐵路重點(diǎn)控制工程，為直線單洞單線隧道。隧道設(shè)計(jì)起訖里程為D1K30+619～DK32+222，全長(zhǎng)1603米。坡那進(jìn)口于D1K30+705～+740段段范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)一大的溶腔，該溶洞走向與隧道大致平行，由線路中線右側(cè)延伸至左邊墻外約3米。向上發(fā)育多個(gè)巖溶管道，向下與水平面約35°發(fā)育一直徑約1.0m的近乎豎直向下管狀溶洞，未能見底。為保證運(yùn)營(yíng)期安全，設(shè)計(jì)采用橋跨方案通過(guò)。列車荷裁由橋梁承擔(dān)，隧道圍巖壓力由隧道結(jié)構(gòu)承擔(dān)，隧道結(jié)構(gòu)采用跨越拱形式。橋梁起訖里程為D1K30+701.5～+741.33，全長(zhǎng)39.83m，孔跨采用1-32m簡(jiǎn)支T梁，要求采用機(jī)械架設(shè)。

2 ?方案分析及對(duì)策

方案確定時(shí)，隧道仰拱已施工至D1K30+688，距離進(jìn)口端臺(tái)尾13.5m。從隧道進(jìn)口至溶洞處理段設(shè)計(jì)坡度為11.7‰的上坡。架橋采用的走行軌為再用P50kg/m軌（高15.2cm）和特制矮軌（含找平砂墊層高8cm）。如何滿足架橋機(jī)的作業(yè)限界是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

2.1 架橋機(jī)各部尺寸及限界

從圖1、圖2我們可以知道，JQ160架橋機(jī)正常架梁時(shí)最高點(diǎn)位于1號(hào)柱（軌面往上7.662m），頂寬最寬處亦位于1號(hào)柱（寬2.2m）。只要滿足1號(hào)柱施工條件的同時(shí)，也可滿足2號(hào)柱施工需要。當(dāng)架橋機(jī)處于下坡架梁時(shí)，需檢算勾頭位置標(biāo)高。

2.2 解決思路及驗(yàn)算

由于仰拱填充頂面至二襯頂最高處高度僅有7.4m，無(wú)法滿足1號(hào)柱7.662m的高度要求，整體方案按架橋機(jī)架梁位置二襯不打，同時(shí)降低填充高度，以滿足架橋機(jī)作業(yè)高度和寬度要求。

2.2.1 確定1號(hào)柱軌面標(biāo)高

確定1號(hào)柱軌面標(biāo)高的方法：首先根據(jù)初支內(nèi)側(cè)滿足1號(hào)柱架梁高度和寬度，并預(yù)留一定安全距離的位置作為標(biāo)準(zhǔn)，反算架梁時(shí)的極限軌面標(biāo)高。然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查進(jìn)行拉坡，只要1號(hào)柱拉坡軌面標(biāo)高低于極限軌面標(biāo)高即可滿足架梁需要，同時(shí)也可使現(xiàn)場(chǎng)施工工程量最小。

從CAD圖上，我們可以量出初支頂面向下0.31m，半寬等于1.3m，滿足1號(hào)柱頂寬2.2m的半寬需要;同時(shí)，在半寬等于1.1m處距初支頂9.2cm，滿足高度需要。

①1號(hào)柱極限標(biāo)高確定。

通過(guò)1號(hào)柱里程我們可以算出，設(shè)計(jì)軌頂標(biāo)高為795.654m，軌頂至二襯高6.71m，二襯厚度0.4m，則我們?cè)O(shè)置的1號(hào)柱架梁時(shí)極限軌頂標(biāo)高應(yīng)為：

H=795.654+6.71+0.4-（0.31+7.662）=794.792m。

②1號(hào)柱施工標(biāo)高確定。

由于架橋機(jī)的輪距為26m，要求坡段長(zhǎng)度不小于30m;走行軌終點(diǎn)為德保臺(tái)胸墻往小里程0.5m。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，距德保臺(tái)胸墻32.601m仰拱實(shí)測(cè)標(biāo)高為794.552m，橋臺(tái)實(shí)測(cè)標(biāo)高為794.582m，則架橋機(jī)所處坡段為：

i=[（794.582+0.8）-（794.552+0.152）]/（32.601-0.5）=-1.296‰

根據(jù)1號(hào)柱里程按該坡度計(jì)算算軌面標(biāo)高為794.666m<794.792，軌面標(biāo)高滿足作業(yè)限界要求。

2.2.2 架橋機(jī)勾頭高度復(fù)核

由于設(shè)計(jì)坡度為11.7‰的上坡，架梁處于1.296‰的下坡，則勾頭部位高度降低：

H=（20.5-3.5）×11.7‰=0.199m<0.262m

高度降低0.199m，低于1號(hào)柱于勾頭的高度差0.262m（7.662-7.4=0.262m），此坡度滿足架梁時(shí)勾頭高度需要。

2.2.3 走行軌過(guò)渡段設(shè)置

隧道內(nèi)機(jī)械架梁受高度限制，走行軌由標(biāo)準(zhǔn)逐漸過(guò)渡至矮軌（如圖3所示），由于軌道施工采用換鋪法，軌頂預(yù)留了14cm換軌起道、搗固量，根據(jù)計(jì)算，當(dāng)坡度采用4‰下坡時(shí)，過(guò)渡段長(zhǎng)29.899m。

標(biāo)準(zhǔn)P50kg/m軌高15.2cm，較矮軌8.0cm（含2cm砂墊層）高7.2cm，仰拱施工時(shí)，直接在矮軌側(cè)設(shè)置高7.2cm臺(tái)階來(lái)消除兩種軌間高差。

2.2.4 二襯預(yù)留段范圍

二襯預(yù)留范圍主要是兩橋臺(tái)間及德保臺(tái)后18m（受架橋機(jī)頂部勾頭影響）范圍。

3 ?施工方案

①按照確定的標(biāo)高和坡度對(duì)仰拱進(jìn)行處理，以滿足過(guò)渡段和矮軌段鋪設(shè)需要。②仰拱完成后，進(jìn)行隧道斷面測(cè)量，確保實(shí)際空間滿足架梁需要。③鋪設(shè)走行軌及矮軌。④隧道內(nèi)JQ160架橋機(jī)架梁。⑤拆除矮軌及過(guò)渡段線路，更換標(biāo)準(zhǔn)軌排后繼續(xù)鋪架。⑥在長(zhǎng)軌卸軌前擇機(jī)將洞口至橋梁段線路拆除，完成隧道仰拱、二襯及側(cè)溝的施工。⑦恢復(fù)線路進(jìn)行后續(xù)施工。

4 ?施工工藝要求

4.1 仰拱施工

仰拱施工，特別是矮軌鋪設(shè)地段，由于坡度較小，砼表面的平整度和坡率控制應(yīng)嚴(yán)格要求。

4.2 矮軌鋪設(shè)

①矮軌軌道上層采用40mm厚，80mm寬，7m長(zhǎng)的鋼板做架橋機(jī)臨時(shí)走行線（頂部工作邊導(dǎo)角處理成弧形）。②軌道下層采用用20mm厚，300mm寬，7m長(zhǎng)的鋼板做墊板。③上部臨時(shí)走行軌和下部鋼板采用電焊連接。④下層鋼板鉆Φ25的螺栓孔，布置間距1.25m，用膨脹螺栓與隧道仰拱混凝土聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，控制軌距，防止軌道橫向位移，下層鋼板底部用2cm河沙墊平。（矮軌布置見圖4）⑤兩矮軌間用拉桿電焊連接，控制軌距和橫向滑動(dòng)。

4.3 過(guò)渡段鋪設(shè)

①砼枕地段采用彈條扣件對(duì)鋼軌進(jìn)行固定。②木枕地段采用鐵墊板及道釘對(duì)鋼軌進(jìn)行固定，鋼軌間設(shè)拉桿保證軌道剛度，拉桿間距1.5m。③方木順坡段需墊平，能安裝軌距桿的使用軌距桿加強(qiáng)線路剛度，無(wú)法安裝軌距桿的，軌底焊接拉桿增加剛度。④過(guò)渡段與矮軌段間采用拉桿電焊連接。（圖5）

4.4 整道

順坡線路及臨時(shí)線路鋪設(shè)完后要檢查線路方向左右水平，特別是29.899m過(guò)渡線路一定要加強(qiáng)整道。整道同時(shí)，需檢查軌距桿是否安好及拉桿是否焊接牢固，確保走行軌及矮軌軌距滿足1435mm的要求。

4.5 架橋機(jī)對(duì)位立零號(hào)柱

①架橋機(jī)對(duì)位時(shí)必須慢行，運(yùn)行速度控制在3～5公里/小時(shí)，同時(shí)加強(qiáng)瞭望。②架橋機(jī)對(duì)位后需穿好鐵鞋，頂支撐油缸，做好架橋機(jī)防溜措施。③升臂至第五個(gè)眼時(shí)穿銷進(jìn)行固定。④拖臂至架設(shè)位置后，穿一號(hào)柱頂部銷子。⑤放零號(hào)柱，搭實(shí)零號(hào)柱基礎(chǔ)，完成立零號(hào)柱。⑥升二號(hào)柱。二號(hào)柱上升過(guò)程中必須派專人觀察頂部與隧道頂部之間的距離，防止擠碰隧道頂部。⑦二號(hào)吊梁小車推至二號(hào)柱后面。⑧一號(hào)吊梁小車回到一、二號(hào)柱中部。

4.6 龍門架換裝

①龍門架換裝在隧道外線路上進(jìn)行。②預(yù)制梁暫不安裝支座，待落梁后在墩臺(tái)上現(xiàn)場(chǎng)安裝。③換裝時(shí)頂梁油缸扁擔(dān)上只能放0.05m厚的薄木板。④二號(hào)車運(yùn)梁上的木板也只能放0.15m厚的木板。⑤橋梁落到二號(hào)車后打好支撐。

4.7 二號(hào)車運(yùn)梁

①二號(hào)車馱梁走行速度控制在3～5公里/小時(shí)。②二號(hào)車馱梁與一號(hào)車連掛前一度停車，并以0.5公里/小時(shí)的速度連掛主機(jī)。③頂梁時(shí)兩油缸起落平穩(wěn)。④一號(hào)拖梁小車墊0.15m厚木板進(jìn)行接梁。一號(hào)拖梁小車受力，二號(hào)車液壓缸扁擔(dān)完全脫離橋梁底部后打好支撐。⑤一號(hào)車后端打好螺旋支撐后開始拖梁。⑥拖梁時(shí)需加強(qiáng)觀察，發(fā)現(xiàn)障礙物及時(shí)清理。當(dāng)橋梁尾部拖拉至二號(hào)車前端時(shí)，用液壓油缸將梁頂起。主機(jī)二號(hào)拖梁小車接梁。

4.8 架橋機(jī)架梁

①吊梁：捆綁后，應(yīng)先將卷?yè)P(yáng)機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)二次至三次，然后將梁吊起少許。同時(shí)，檢查鋼絲繩有無(wú)跳槽;護(hù)梁鐵瓦有無(wú)松動(dòng)和脫落;卷?yè)P(yáng)機(jī)吊梁制動(dòng)是否可靠或是否有其他異常;吊梁卷筒上鋼絲繩是否跳槽，排列是否整齊。梁走行時(shí)派專人在橋墩臺(tái)注意監(jiān)視梁體接近零號(hào)柱狀況。各方要密切配合，嚴(yán)禁梁體撞擊零號(hào)柱，必要時(shí)在墩臺(tái)上監(jiān)視橫移小車位移情況，使前后兩臺(tái)橫移小車左右移動(dòng)的速度基本一致，不能相差太多。同時(shí)，派專人監(jiān)視車體液壓支腿的受力情況，當(dāng)基礎(chǔ)有下沉情況發(fā)生時(shí)應(yīng)及時(shí)停止作業(yè)處理。

②落梁：鏈條滑車在梁體前、后、兩端采取保護(hù)措施，鏈條滑車應(yīng)掛在牢固處，嚴(yán)禁把零號(hào)柱當(dāng)作鏈條滑車生根處。梁落下就位后，摘掉捆梁鋼絲繩及護(hù)梁鐵瓦時(shí)，操作人員必須通知橋墩上工作人員避讓，同時(shí)注意第二臺(tái)吊梁小車在摘掉捆綁鋼絲繩后，防止其自行滑動(dòng)而傷人。

4.9 橋梁落位、安支座

清除錨栓孔內(nèi)的雜物，在支座曲面壓面上涂上黃油，橋梁落位按技術(shù)要求將支座安放到位，打好支撐，將錨栓安放整齊，錨栓的埋設(shè)深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，螺帽擰緊后錨栓應(yīng)露出三絲。

4.10 退機(jī)、拆除臨時(shí)軌道、補(bǔ)碴、鋪設(shè)正式股道并起撥道

橋梁架完后，為保持后續(xù)鋪架線路暢通，需要對(duì)臨時(shí)矮軌股道進(jìn)行換鋪。

①將臨時(shí)軌道收回架橋機(jī)里。②監(jiān)護(hù)運(yùn)行，將架橋機(jī)退出隧道口，并將臨時(shí)軌道反推拉至平板車上。拉回鋪架基地，并將正式軌節(jié)頂送到鋪架現(xiàn)場(chǎng)。③人工補(bǔ)碴，將隧底用道碴填充過(guò)渡。④鋪設(shè)正式軌節(jié)，整理線路狀態(tài)，并做好上下橋順接。

5 ?結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制，隧道內(nèi)架梁順利完成。證明控制好1號(hào)柱正常架梁時(shí)的高度和限界，JQ160架橋機(jī)在隧道內(nèi)架梁是可行的。且本次通過(guò)在仰拱上設(shè)置臺(tái)階解決標(biāo)準(zhǔn)軌與矮軌的高差過(guò)渡是一種安全的施工方法，也可為后續(xù)類似施工提供借鑒。

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