仿盾構(gòu)施工鐵路頂進(jìn)橋施工技術(shù)探討

王友芽

摘 要：文章主要介紹昌栗高速公路下穿鐵路框架橋，為不影響既有鐵路線行車，采取仿盾構(gòu)施工鐵路頂進(jìn)橋施工技術(shù)：鐵路線外預(yù)制框架橋、D型便梁架空線路、注漿加固處理、多孔框架連續(xù)頂進(jìn)就位的施工方法。既避免了中斷行車，又能夠?qū)崿F(xiàn)公鐵立體交叉運(yùn)行的目的，解決了鐵路提速和公路交通發(fā)展之間的矛盾，減少對運(yùn)營的干擾時間，縮短了工期；取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可為其他類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：下穿電氣化鐵路；仿盾構(gòu)；多孔框架連續(xù)頂進(jìn)施工；安全防護(hù)；經(jīng)濟(jì)效益

1 工程概況

本工程為南昌至上栗高速公路下穿西環(huán)鐵路框架橋工程，該線路為雙線電氣化鐵路，工程所在位置鐵路為直線段，線間距5m，路堤路段填土高度5～6m。昌栗高速公路等級為高速公路，設(shè)計車速100km/h，車道寬度11.25m?？蚣軜蛟O(shè)計用途為立交，凈高不小于5.45m。

主線框架為2-12.5m獨(dú)立鋼筋砼框架橋，每孔框架全寬14.4m，單節(jié)長17m，橋身與既有西環(huán)鐵路斜交，交角為88.6°，斜交正做；D匝道框架為1-15m鋼筋砼框架橋，框架全寬17.6m，單節(jié)長17m，橋身與既有西環(huán)鐵路斜交，交角為88.6°，斜交正做；A匝道框架為1-12m鋼筋砼框架橋，框架全寬14.2m，單節(jié)長（17/sin69°）m，A匝道框架中心線與鐵路夾角為69°，斜交斜做?，F(xiàn)澆部分為預(yù)留新建鐵路南昌鐵路樞紐南昌大型養(yǎng)路機(jī)械運(yùn)用主檢修基地工程建設(shè)條件而設(shè)。

2 施工方案

在基坑內(nèi)滑板上面預(yù)制框架，利用油壓千斤頂頂動框架向前挺進(jìn)，頂進(jìn)過程中，利用支承樁、工字鋼縱橫梁和D24便梁對線路進(jìn)行逐孔架空加固，逐孔頂進(jìn)、機(jī)械開挖、類似仿盾構(gòu)施工方法。在頂進(jìn)完成第一個框架后恢復(fù)線路拆除架空便梁，將便梁移動至下一孔便梁上方進(jìn)行架空加固，鑿除影響框架頂進(jìn)的加固支墩樁；頂推到達(dá)設(shè)計的位置，然后在框架前后兩端連接引道。施工工藝流程如下：

施工準(zhǔn)備→線路加固支承樁施工（同步進(jìn)行工作坑及滑板施工）→框架框架預(yù)制及養(yǎng)護(hù)→主線左幅框架線路加固→主線左幅框架框架頂進(jìn)→澆筑C30砼墊梁并養(yǎng)護(hù)（同步進(jìn)行主線左幅框架頂和臺背砂性土及道碴回填）→將便梁前移進(jìn)行主線右幅和D匝道線路加固→鑿除2、3#支承樁→主線右幅及D匝道框架頂進(jìn)施工→箱頂、臺背回填滲水土→框架橋過渡段注漿固化→補(bǔ)充道碴后拆除框架線路加固橫梁→拆除縱梁→框架框架現(xiàn)澆部分施工→框架框架附屬工程→竣工驗(yàn)收。

2.1 工作坑開挖及基礎(chǔ)處理

因現(xiàn)場地形，決定把頂進(jìn)工作坑設(shè)置既有線左側(cè)，因考慮到盡可能地減少頂程，在確保既有線行車安全的前提下，工作坑盡量靠近既有線坡腳。

基坑開挖前，對地下管線、通訊信號電纜及既有設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，確認(rèn)無任何電（光）纜后方可采用機(jī)械開挖。

施工順序：工作坑放樣→人工探挖→土方開挖→工作坑邊坡防護(hù)→基底平整→基坑排水。

工作坑機(jī)械開挖至基坑頂設(shè)計標(biāo)高0.3m以上時，采用人工開挖修整。工作坑邊坡防護(hù)采用網(wǎng)噴C20砼防護(hù)。

基坑四周設(shè)60×60cm排水溝，四角設(shè)置60×100cm h=80cm的集水井，用潛水泵抽取地面水，并在基坑內(nèi)按間距5m設(shè)置Φ35cm降水井，井深10米及時抽取地下水，防止基坑浸泡水中。

2.2 頂進(jìn)后背施工及滑板制作

頂進(jìn)后背除采用D1.5m的鋼筋砼鉆孔樁及鋼筋混凝土后背梁，后背鉆孔樁制作完畢后，在鉆孔樁前端澆筑高為2.5m寬1.5m的C30鋼筋混凝土后背分配梁，后背梁與滑板同步施工，并用鋼筋連成整體，后背梁錨入滑板下1.5m?；逑旅?m設(shè)地錨梁一道，與滑板一同澆灌，并予配筋，增加滑板的抗滑能力。為保證框架橋頂進(jìn)過程標(biāo)高控制精度滑板砼要求振搗密實(shí)，表面平整度在2m長度范圍內(nèi)凹凸差不超過3mm?；逅闹軐捰诳蚣芎硗庋?m左右，滑板頂面設(shè)5‰的上坡，防頂進(jìn)扎頭，來控制框架的頂進(jìn)高程。為確保在頂進(jìn)過程中減小框架底板與滑板間的摩阻力，在滑板面層布設(shè)潤滑隔離層，潤滑隔離層由潤滑層和塑料薄膜組成。

2.3 線路的加固

本工程線路加固包括頂進(jìn)部分的線路架空加固和無縫線路應(yīng)力放散與鎖緊加固。支墩挖孔樁施工必須在限速45km/h的行車條件下進(jìn)行施工。挖孔樁施工前，綜合鐵路部門技術(shù)要求結(jié)合便梁架空線路時附跨的設(shè)置原則，采用兩片長12m的I56工字鋼縱梁加橫梁進(jìn)行扣軌架空線路，線路架空加固施工要在封鎖鐵路線的情況下進(jìn)行。挖孔樁開挖按常規(guī)施工方法進(jìn)行施工，嚴(yán)禁爆破作業(yè)。護(hù)壁采用模注鋼筋砼進(jìn)行施工，人工挑抬至孔樁內(nèi)，及時跟進(jìn)護(hù)壁，樁身砼澆注在封閉點(diǎn)內(nèi)采用泵車澆注。施工時注意確保既有線和井內(nèi)施工安全，列車來臨前作來人員提前下道，動車提前10分鐘下道，井口設(shè)砼鎖口和井蓋。出碴采用人工提出井內(nèi)裝袋入于兩線間或運(yùn)至線路以外。開挖過程中注意井內(nèi)排水，井內(nèi)排水采用抽水機(jī)抽至線路以外排放，抽水過程中要注意線路線型的變化，加強(qiáng)線路的養(yǎng)護(hù)。

根據(jù)工程由三個連續(xù)框架和一個獨(dú)立框架組成的實(shí)際情況，為減少便梁倒用、吊裝、拆裝次數(shù)，縮短工期，降低施工對鐵路運(yùn)營影響，采用兩孔便梁分兩批進(jìn)行四個框架的架空加固。首先利用D24便梁和工字鋼縱梁架空位于中間位置的主線左幅框架和A匝道獨(dú)立框架，兩框架加固完成后進(jìn)行挖土頂進(jìn)作業(yè)，頂進(jìn)完成后回填臺背恢復(fù)道碴及線路后拆除架空便梁和工字鋼，兩孔便梁往左分別縱移到D匝道框架上方和主線右幅框架上方，進(jìn)行架空頂進(jìn)作業(yè)。

2.4 注漿處理

根據(jù)設(shè)計要求，為增強(qiáng)框架橋基底承載力，確?？蚣軜蝽斶M(jìn)過程中安全進(jìn)行，在框架頂進(jìn)前對框架橋范圍從地下水位標(biāo)高開始到框架底1米范圍內(nèi)基底進(jìn)行注漿加固；注漿管直徑采用42mm，注漿壓力控制在0.1-0.3MPa，壓漿順序先注周邊，再注中間，注漿孔沿線路方向間距為1.5m梅花型布置。對既有線注漿工作應(yīng)安排在列車不通過時間段進(jìn)行，注漿過程中不得拆除加固便梁。

2.5 框架頂進(jìn)施工

千斤頂布設(shè)于后背分配梁與傳力柱之間；頂進(jìn)時采用油泵集中供油，確保頂進(jìn)時所有千斤頂能同步進(jìn)行，頂進(jìn)作業(yè)時每次頂進(jìn)前檢查液壓系統(tǒng)、頂柱安裝和后背變化情況。

挖運(yùn)土方與頂進(jìn)作業(yè)循環(huán)交替進(jìn)行，每前進(jìn)一頂程即切換油路，并將頂進(jìn)千斤頂活塞拉回復(fù)原，補(bǔ)放小頂鐵，更換長頂鐵或砼頂塊。

在框架的頂進(jìn)施工中，中線和水平的測量非常重要，用于指導(dǎo)框架的頂進(jìn)，每次頂進(jìn)完畢后，馬上測出中線和水平的偏差。邊頂邊觀測、邊糾偏，隨時掌握框架頂進(jìn)的進(jìn)行狀態(tài)。

第一個框架頂進(jìn)就位后，要及時檢查框架中線和水平偏差情況，以指導(dǎo)后續(xù)頂進(jìn)時框架的調(diào)整量，在第二和第三個框架頂進(jìn)過程中控制好頂進(jìn)方向，特別在后頂進(jìn)的框架前端未進(jìn)入已就位的第一個框架尾端前應(yīng)調(diào)整框架頂進(jìn)方向，適當(dāng)放大框架間的縫隙，在兩涵搭接長度50cm以上時，調(diào)整頂進(jìn)方向，使框架間的縫隙達(dá)到設(shè)計要求，避免因頂進(jìn)方向控制不準(zhǔn)而出現(xiàn)兩個框架頂死的情況，影響框架的正常就位。

水平糾偏措施：一是在滑板上設(shè)置5‰上坡。二是在框架底板設(shè)置“船頭坡”，用以防止框架“栽頭”。三是通過對基底土層的超欠挖來實(shí)施對框架水平偏差的糾正。通過基底土層進(jìn)行插打松木樁、墊鋼板及換填砂夾礫石或砼等加固措施，可對框架的水平偏差予以糾正。

中線糾偏措施：可通過調(diào)整頂鎬的布置和兩側(cè)土體的超、欠挖來實(shí)施中線偏差的糾正。如框架已向一側(cè)偏移，則在這一側(cè)多設(shè)置幾臺頂鎬，加大該側(cè)頂力，可實(shí)施糾偏。

高壓力頂推易產(chǎn)生較大破壞力，頂推時有條件遠(yuǎn)離液壓裝置及傳力柱的人員必須撤離，以防意外事故。

2.6 便梁拆除，恢復(fù)鐵路線

在框架頂進(jìn)到位后，對箱頂、臺背回填滲水土，對框架橋過渡段注漿固化。申請封鎖拆除扣軌。在拆除扣軌施工前，應(yīng)備足回填用砂及道碴?？蚣軆蓚?cè)及頂面先填筑河砂并沖水密實(shí)，封鎖后抽除橫梁及縱梁回填道碴，道碴回填后必須按工務(wù)要求搗固密實(shí)。架空線路和拆除架空設(shè)備時，安排干部到崗盯控。

在第二個封鎖點(diǎn)內(nèi)采取架設(shè)橫移軌道，安裝橫移頂背鋼板和千斤頂，手搖橫移的方法將線路外側(cè)的縱梁移至路肩搭設(shè)的平臺上，在確?；亓骶€與吊車鋼絲繩間的安全距離后再利用2臺100噸的汽車吊吊離線路，具體施工工藝同縱梁安裝時的吊裝和橫移（為縱梁橫移安裝的逆過程）。待道床基本下沉穩(wěn)定后解除慢行恢復(fù)常速行車，線路恢復(fù)常速行車后再解除無縫線路的鎖定設(shè)施。

2.7 框架現(xiàn)澆施工、出入口及附屬施工

線路恢復(fù)后，在框架及兩側(cè)路肩上設(shè)置隔離柵，禁止施工人員進(jìn)入線路內(nèi)，框架現(xiàn)澆、出入口及附屬工程施工并嚴(yán)格按照臨近既有線施工組織實(shí)施。

3 安全防護(hù)

既有線施工安全無小事，一旦出事就是較大事故，因此要建立健全安全質(zhì)量保證體系，建立健全各項(xiàng)安全制度和安全防護(hù)措施，加強(qiáng)施工崗前安全培訓(xùn)，做好技術(shù)和管理剛性交底要求；建立應(yīng)急組織，做好應(yīng)急預(yù)案；并加強(qiáng)施工中的安全檢查工作；施工現(xiàn)場實(shí)行封閉管理，限制鐵路列車通過施工區(qū)域（頂進(jìn)）的速度；加強(qiáng)施工過程中的安全監(jiān)測，及時反饋指導(dǎo)施工。現(xiàn)場施工設(shè)專人統(tǒng)一指揮、調(diào)度和專人值守、專人防護(hù)；并嚴(yán)格按施工方案施工，各種防護(hù)措施要按施工方案做到位，要確保營業(yè)線施工安全。

4 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，客專與高鐵建設(shè)方興未艾；確保安全質(zhì)量，加快工期，文明施工已是我們的施工理念。鐵路運(yùn)營線下增建大跨度橋涵，采用D型便梁加固及架空線路、仿盾構(gòu)機(jī)械挖掘頂進(jìn)施工，既避免了中斷行車，行車慢行速度可由30km/h提高到45km/h，縮短了慢行時間，可優(yōu)化運(yùn)行圖；又能夠?qū)崿F(xiàn)公鐵立體交叉運(yùn)行的目的，解決了鐵路提速和公路交通發(fā)展之間的矛盾。無論從施工人數(shù)的降低、施工進(jìn)度的提高、環(huán)境的保護(hù)，還是施工質(zhì)量的改善，施工成本的降低都有顯著的提高，因此類似仿盾構(gòu)施工較好的解決了對線路影響跨度大和行車限制速度低的問題，能帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。本工程自2015年4月開工，于2015年11月竣工。該工程整個施工均在合理時間內(nèi)順利完成，達(dá)到了預(yù)期的效果。可為其他類似工程提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]TB10303-2009.鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程[S].

[2]鐵路總公司頒布的現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計規(guī)范、施工規(guī)范、質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)與驗(yàn)收辦法及其他有關(guān)文件[S].