大跨度框構(gòu)橋頂進(jìn)施工技術(shù)

田鋼

摘要： 結(jié)合石太客運(yùn)專線府東街框構(gòu)中橋頂施工的工程實(shí)例，介紹了大跨度框構(gòu)橋頂進(jìn)的施工技術(shù)，從基礎(chǔ)注漿加固、橋位降水、挖孔樁防護(hù)路基、線路加固方案、防線路橫移措施、后靠背及頂稿布置、頂進(jìn)及挖運(yùn)土、頂進(jìn)水平、方向控制及防栽（抬頭）措施、拆除線路加固、恢復(fù)線路等方面分別進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

Abstract： Taking the bridge top construction of Shijiazhuang-Taiyuan Passenger Dedicated Line Fudongjie frame as example， this paper introduces the jacking construction technology of large-span frame bridge from the foundation grouting， precipitation， digging pile subgrade protection， line reinforcement， anti-sliding measures after the line， the back and the top draft arrangement， jacking and digging the earth， jacking level， the direction control and prevention measures， planting （up） the demolition line reinforcement， restoration of the line in detail.

關(guān)鍵詞： 大跨度；框構(gòu)橋；頂進(jìn)；線路加固；施工技術(shù)

Key words： large span；frame bridge；jacking；line reinforcement；construction technology

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）09-0122-02

0 引言

太原市府東街6-12-12-6m框構(gòu)橋位于太原市主城區(qū)，由于拆遷原因，石太客專開通后施工，框構(gòu)具備頂進(jìn)條件時(shí)正為主汛期，又為客專頂進(jìn)，同時(shí)還有兩處路基內(nèi)拆除建筑物等諸多困難因素。針對(duì)本框構(gòu)施工難度大、技術(shù)復(fù)雜的特點(diǎn)，反復(fù)研究?jī)?yōu)化施工方案，制定了多項(xiàng)有效措施，采用了多項(xiàng)新技術(shù)，頂進(jìn)施工安全順利完成。本文對(duì)施工中主要技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，為今后施工提供借鑒。

1 工程簡(jiǎn)介

府東街框構(gòu)中橋下穿石太左線、石太客專右線、石太客專左線、石太右線四股正線，框構(gòu)孔徑為9+12+12+9m，中心里程K229+496.5，頂程41m，主體為C35耐久性鋼筋砼，框構(gòu)橋全長(zhǎng)46.5m，寬26.6m，凈高6.0m，底板厚1.0m，邊墻及中墻、頂板厚均為0.9m。頂進(jìn)前端安裝鋼刃角長(zhǎng)1.5m。

2 施工方案

2.1 基礎(chǔ)注漿加固

為提高地基承載力，根據(jù)設(shè)計(jì)采用水泥、水玻璃雙液壓力注漿法對(duì)框構(gòu)橋基礎(chǔ)進(jìn)行加固。

①平面注漿范圍為框構(gòu)橋就位的平面及四周各1m寬范圍。豎向注漿范圍：框構(gòu)橋底板以上2.0m，底板以下16.0m。

②注漿方案：先進(jìn)行降水井降水，待降水水位降至滑板下2m時(shí)進(jìn)行注漿施工。施工程序?yàn)椋航邓?鉆孔-插管-注漿。

③漿液用量不小于加固范圍體積的35%。

④采用在兩側(cè)布置斜孔的方案。注漿孔孔徑60mm，按等腰三角形布置，排距、孔距均為1m，注漿采用隔孔跳注，待第一批注漿12小時(shí)后，再進(jìn)行下一批孔的注漿。

⑤注漿前在路肩設(shè)置路基沉降觀測(cè)樁，并每隔1天進(jìn)行測(cè)量、記錄。

⑥本注漿在路基面6m以下施工，不影響軌道及路基安全，不需限速。

2.2 橋位降水

本橋地下水位較高，自然水位與滑板基本平，頂進(jìn)前提前在線路兩側(cè)打井降水，共打降水井16眼，其中線路東側(cè)8眼、西側(cè)8眼，井深20m。保證挖孔樁施工時(shí)孔內(nèi)無水。

2.3 挖孔樁防護(hù)路基

若頂進(jìn)時(shí)路基邊坡失穩(wěn)，可能會(huì)對(duì)過往車輛和行人的安全造成威脅，因此在正式施工前應(yīng)先對(duì)路基采用挖孔樁進(jìn)行加固防護(hù)，本次加固設(shè)挖孔樁28根，其中，框構(gòu)橋四個(gè)角路肩各設(shè)置3根樁共12根，四股道的線間距間、框構(gòu)橋外側(cè)各設(shè)置2根樁共12根，客專與石太上下行股道間各設(shè)置2根樁共4根。

挖孔樁直徑1.25m，樁距1.75m。其中對(duì)應(yīng)框構(gòu)橋中孔位置的4根樁深度至底板頂，其余樁長(zhǎng)均為15m。

樁身采用C25鋼筋混凝土，截面主筋為通長(zhǎng)直徑20mm的螺蚊鋼，每樁數(shù)量23根，箍筋直徑為8mm圓鋼每隔0.2m設(shè)置一道。

挖孔樁澆筑完畢后在樁頂澆筑一根橫梁將挖孔樁連成一個(gè)整體，以提高挖孔樁的整體穩(wěn)定性。橫梁采用？準(zhǔn)20mm螺蚊鋼分上、下兩層均勻布置，箍筋采用？準(zhǔn)8盤條，每1m布置三道，挖孔樁頂部留出50cm長(zhǎng)鋼筋與橫梁主筋焊接在一起。

2.4 線路加固方案

2.4.1 方枕及抽換木枕

①首先按照設(shè)定在既有軌道上標(biāo)明枕木、工字鋼和穿入木枕的具體位置，并在這些標(biāo)明的相應(yīng)位置放入客專砼枕，把石太線橋枕全部換為3.4m木枕，如此能夠確保橫抬梁在穿入時(shí)方向和位置的正確性。

②既有石太上下行線為砼橋枕，不滿足穿入木枕和工字鋼的寬度要求，在慢行點(diǎn)內(nèi)全部抽換為3.4m木枕，按“隔三抽一”的要求進(jìn)行，換枕后石太上下為木枕線路，此段增加絕緣軌距桿，5m一根，軌距桿與橫梁位置必須錯(cuò)開，以防軌距桿與橫梁連電。

2.4.2 穿入線路加固長(zhǎng)木枕

將3.4m長(zhǎng)木枕按標(biāo)定位置穿入客專線砼枕盒內(nèi)，客專兩股線共穿長(zhǎng)木枕130根。穿入的木枕上鐵墊板，釘齊道釘，每穿好一根及時(shí)回填道碴同時(shí)搗固密實(shí)。

2.4.3 設(shè)置3-5-3扣軌

采用P50鋼軌扣軌，布置成3-5-3形式，即兩股鋼軌外側(cè)采用3扣軌，軌道中心采用5扣軌；每束扣軌長(zhǎng)75m，扣軌伸出框構(gòu)兩側(cè)各14.0m，每束扣軌設(shè)置完畢后及時(shí)用“U”型卡與木枕連接牢固。

2.4.4 穿設(shè)橫梁工字鋼

橫梁采用I45（B型）工字鋼，垂直于線路方向布置，間距0.6m-1.2m-0.6m-1.2m，橋范圍內(nèi)全部加固，框構(gòu)橋兩側(cè)各穿8道工字鋼。工字鋼接頭采用兩塊12mm厚鋼板按夾板狀布置，￠22mm高強(qiáng)螺栓連接，橫向I45（B型）工字鋼每個(gè)接頭不少于8個(gè)螺栓。

2.4.5 架設(shè)縱梁工字鋼

為增加剛度和穩(wěn)定性，在客左與改右線間、客右與石太左線間及兩側(cè)路肩共設(shè)5束60m長(zhǎng)縱梁，每束由三組I56（B型）工字鋼組成，每組由5根12m長(zhǎng)工字鋼組成。采用交錯(cuò)形式布置每束縱梁中接頭，各接頭之間的連接采用￠22mm高強(qiáng)螺栓，要求各個(gè)接頭至少有12個(gè)螺栓，用“U”型卡連接縱梁與橫梁，縱梁兩端及中間間隔采用枕木垛支撐。

2.5 防線路橫移措施

①在線路東側(cè)設(shè)置防止橫移擋墻，可用于支擋橫向工字鋼，具有防止線路橫移的作用。擋墻為L(zhǎng)型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部寬1m、厚1.0m，上部寬0.5m、高度滿足工字鋼支頂，基礎(chǔ)為Φ1.0m鋼筋混凝土挖孔樁共10根，樁距5m，樁深5m，L型擋墻靠線路側(cè)距離石太上行線路中心7.3m?？驑?gòu)就位后挑檐前段距離前背梁1.3m。此外，為便于橫向工字鋼穿入，應(yīng)先進(jìn)行橫向工字鋼穿操作，該步驟操作完畢后再進(jìn)行澆鑄筑頂帽砼。

②在框構(gòu)頂部預(yù)埋錨固鋼筋，頂進(jìn)中用倒鏈進(jìn)行后拉。

③在橫梁與框構(gòu)橋頂板間放置小滑車，如此能夠減小框構(gòu)橋與橫梁的摩擦力。

2.6 后靠背及頂鎬布置

后靠背采用工字鋼鋼軌樁及鋼筋混凝土，滑板鋼筋伸入后背梁，與后背梁鋼筋連接，西側(cè)原地面低，后背原狀土松軟，影響本橋的頂進(jìn)施工，需要對(duì)后背梁進(jìn)行加固處理。待C25砼后背澆筑完后，在后背西側(cè)打入一排鋼軌樁，鋼軌樁打入滑板面以下5m，然后在鋼軌樁后砌筑斷面為正梯形M7.5漿砌片石，砌筑片石長(zhǎng)46.5m，底寬3.0m，頂寬2.5m，高2.5m，片石從滑板頂面下0.7m開始砌筑。片石后采用三七灰土分層夯填。后背梁高2.0m，埋入滑板下0.7m。

頂鎬配置：根據(jù)計(jì)算所得最大頂力值，框構(gòu)最大頂力為8589.03t，采用BJD500t千斤頂，因頂鎬有效頂力：500t×0.7=350t，需布置頂鎬24臺(tái)，從中間對(duì)稱布置。同時(shí)為了確保頂進(jìn)的順利施工，配備6臺(tái)500噸頂鎬備用，共計(jì)30臺(tái)頂鎬，液壓泵設(shè)置2臺(tái)、備用1臺(tái)共3臺(tái)。

油泵：油泵是提供頂管主要推力的設(shè)備，為保證工程順利進(jìn)行每個(gè)工作坑處配備2臺(tái)30kW高壓油泵，油泵固定在工作坑底板的預(yù)埋件上。

頂鐵配置方法：采用全圓鑄鋼頂鐵，安裝頂鐵應(yīng)無歪斜、扭曲現(xiàn)象，安裝必須順直。每次退鎬加放頂鐵時(shí)，應(yīng)安放最大的頂鐵，保持頂鐵數(shù)目最小。頂進(jìn)中，頂鐵上面和側(cè)面不能站人，隨時(shí)觀察有無扭曲現(xiàn)象，防止頂鐵崩離。

2.7 頂進(jìn)及挖運(yùn)土

①采用挖掘機(jī)開挖，人工配合刷坡清底，裝載機(jī)裝車、汽車外運(yùn)作業(yè)。每次開挖頂進(jìn)長(zhǎng)度不超過1.0m，開挖面坡度不陡于1：0.5，開挖面邊坡應(yīng)平順整齊，同時(shí)為了確保最終的施工質(zhì)量符合要求，對(duì)于設(shè)備無法觸及的地方應(yīng)安排人工進(jìn)行挖掘操作，必須確保框構(gòu)頂進(jìn)方向正確，只有這樣才能保證最終的施工質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

②要求現(xiàn)場(chǎng)工作人員聽從統(tǒng)一指揮，堅(jiān)決杜絕盲目作業(yè)，禁止在列車經(jīng)過時(shí)進(jìn)行作業(yè)，必須確保安全。

2.8 頂進(jìn)水平、方向控制

①水平、方向控制：框構(gòu)橋預(yù)制時(shí)滑板已按5%預(yù)留上坡。既有線路標(biāo)高控制：頂進(jìn)前，測(cè)量、復(fù)核既有線路標(biāo)高，線路加固時(shí)加墊調(diào)整局部，確保既有線路正常運(yùn)行。中心線及水平控制點(diǎn)設(shè)置：在框構(gòu)頂面中心線上框構(gòu)的前后端各設(shè)置兩個(gè)方向觀測(cè)點(diǎn)，在框構(gòu)的四個(gè)角位各設(shè)置一個(gè)水平觀測(cè)點(diǎn)；每操作一步都應(yīng)及時(shí)測(cè)量相應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)，確定框構(gòu)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)生意外情況，應(yīng)及時(shí)采取有效修正措施，同時(shí)繪制框構(gòu)方向和水平變化關(guān)系圖。

②框構(gòu)糾偏措施：若發(fā)現(xiàn)存在框構(gòu)偏移問題，應(yīng)采用邊墻不同挖土進(jìn)行糾偏，要求具體情況具體分析，有的放矢的采取有效糾偏措施。除此之外，常用的糾偏措施還有調(diào)整左右側(cè)頂鎬數(shù)量，或左右側(cè)頂鎬不同步啟動(dòng)等方式，必要的情況下也可以采取減小頂程，增加調(diào)整次數(shù)的方式進(jìn)行。

2.9 拆除線路加固、恢復(fù)線路

當(dāng)框構(gòu)橋頂進(jìn)就位時(shí)應(yīng)將線路加固及時(shí)拆除，保證線路暢通，為列車提速提供便利，具體操作步驟如下：拆除縱向工字鋼→拆除橫向工字鋼、回填道碴→拆除扣軌→抽出長(zhǎng)木枕→石太線抽換為橋枕→安裝護(hù)軌→整修線路。

3 結(jié)語

實(shí)踐證明，大跨度框構(gòu)橋頂進(jìn)過程中，線間和框構(gòu)兩側(cè)的挖孔樁防止路基塌方起到舉足輕重的作用，同時(shí)挖孔樁也起到了支撐縱梁的作用，限速45km/h，橫梁采用I45工字鋼，頂鎬配置合理，才能滿足施工安全要求。

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