對大型框構(gòu)橋下穿鐵路線路加固及頂進施工安全管理的研究

那強

【摘 要】大型框構(gòu)橋下穿鐵路營業(yè)線施工工序復(fù)雜，安全隱患多，對鐵路營業(yè)線施工具有重要影響，筆者結(jié)合多年的施工經(jīng)驗，對如何進行大型框構(gòu)橋下穿鐵路線路加固及頂進施工進行了分析，并總結(jié)了有效措施。

【Abstract】The construction process is complex for large frame bridge under railway， it has many potential risk， this character has important effect on the construction of railway. According to the experience in the construction， paper discusses on the reinforcement and jacking construction in large frame bridge under railway， and summarizes the effective measures.

【關(guān)鍵詞】施工；安全；管理；加固；頂進

【Keywords】construction； safety； management； reinforcement； jacking

【中圖分類號】U445.462 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0149-02

1 引言

大型框構(gòu)橋下穿鐵路營業(yè)線施工工序復(fù)雜，安全隱患多，事故屢屢發(fā)生。為確保此類施工安全，總結(jié)沈陽鐵路局多處此類施工經(jīng)驗，結(jié)合燈塔市忠旺路下穿沈大線351km500m公鐵立交橋工程具體情況， 現(xiàn)就線路加固和頂進過程中應(yīng)注意的事項作簡要論述。此框構(gòu)橋3孔，自重6000t，全長45m，高8.8m，軸長22m，采用縱橫抬梁進行線路加固。

2 做好地勘核定并配合相關(guān)單位做好施工設(shè)計等工作

2.1 準(zhǔn)確地驗證線下地質(zhì)條件是進行線路加固頂進施工的可靠前提

施工單位必須重視設(shè)計給定的地勘資料與實際對照工作，從工作坑開挖時，立即就要復(fù)核地下水和地質(zhì)情況，確認(rèn)降水有效、地質(zhì)條件相符后才開始進行下一步施工。降水井的設(shè)置必須滿足降水的要求，降水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)降至框構(gòu)底板下1.5m。鑒于非巖石地段，較大結(jié)構(gòu)的框構(gòu)橋，在頂進脫離滑板1/2時，普遍出現(xiàn)下沉情況，建議對頂程范圍內(nèi)基底進行注漿加固措施。

2.2 準(zhǔn)確確定工作坑的設(shè)置位置和放坡坡度，是確保線上加固作業(yè)方便的重要條件

在縱橫抬梁施工作業(yè)前，施工單位首先要與相關(guān)設(shè)備管理單位共同踏勘現(xiàn)場，綜合考慮地下光電纜及路基穩(wěn)定情況，研究確定工作坑的開挖方案，一般工作坑前沿頂坡腳與線路留足不小于12m的距離，線路側(cè)工作坑邊坡按1：1.75放坡，這樣做為施工機械架設(shè)縱橫抬梁提供了作業(yè)場地，也保證了工作坑不出現(xiàn)坍塌情況。

2.3 框構(gòu)橋頂進的線下入口、出口設(shè)置路基防護樁，是控制框構(gòu)頂進側(cè)天窗的有效措施

設(shè)計單位要對頂進入口、出口設(shè)置路基防護樁進行設(shè)計，防護樁布置位置與框構(gòu)橋頂進到位位置緊密結(jié)合，形成對路基的有效防護。防護樁布置位置與線路的距離要滿足使用反循環(huán)鉆機鉆挖防護樁的條件，又能在取消線上加固的條件下，進行補齊刃角的施工。防護樁頂做冠梁連接，冠梁頂面標(biāo)高與橫抬梁支點帶頂面標(biāo)高一致。實踐證明，采用該種形式的防護，能夠有效控制框構(gòu)橋頂進過程中的側(cè)天窗[1]。

2.4 合理確定框構(gòu)橋預(yù)制形式，是確保頂進安全的重要環(huán)節(jié)

設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、框構(gòu)橋外部結(jié)構(gòu)尺寸，合理給定框構(gòu)橋預(yù)制滑板的上船坡度和框構(gòu)橋前部底板下的上船坡，框構(gòu)橋前端必須合理設(shè)置“前刃角”。

3 合理確定施工加固方案，做好線上加固工作

3.1 合理確定加固范圍

本次框構(gòu)橋全長45 m，高8.8 m，軸長22 m。設(shè)計單位根據(jù)框構(gòu)橋高度按1：1放坡，考慮斜交角度，線路加固長度給定72 m，橫向最長橫抬梁長度52m，實踐證明加固范圍滿足加固要求。

3.2 合理布置橫抬梁支點帶

本次施工設(shè)計支點帶截面為50cm×50cm。施工單位為更大地發(fā)揮支點帶作用，增大了支點帶截面面積，改為寬80cm，高60cm。支點帶下方進行砂石填平夯實，側(cè)壁采用模板支護，頂面抄平，確保支點帶結(jié)構(gòu)尺寸一致。實踐證明，采用該種結(jié)構(gòu)的支點帶，搭設(shè)橫梁時，不但確保了下部基礎(chǔ)牢固，橫抬梁搭設(shè)平整、便于拼接，能夠起到有效控制前天窗的作用，同時確保了線路的平順狀態(tài)。即便支點帶下土體塌落時仍能起到防護橫梁的作用。建議支點帶在出、入口處縱梁下方各設(shè)置一條，出口側(cè)在縱梁外側(cè)3.5m處再設(shè)置一條。

3.3 合理確定橫抬梁布設(shè)方式和施工方法

本工程線路加固采用50kg/m的3-5-3扣軌梁加I56C工字鋼橫抬梁加固方案。線路下方采用16.5m的I56C工字鋼橫抬梁橫向貫通沈大上下行線，避免了12m工字鋼需要在兩線間進行拼接的過程。橫抬梁間距為0.8m，在框構(gòu)橋投影的加固范圍內(nèi)，橫抬梁采用栓接的方式拼接成55m長的整體。拼接時腹板及上下蓋板用螺栓全部連接，避免相鄰橫抬梁接頭在同一截面上，相鄰兩片梁體的接頭相錯布置，間距2m。橫抬梁的一端放置在框構(gòu)橋頂板上，另一端放置在出口端支點帶和路基頂面上。

3.4 合理架設(shè)縱梁，布置輔助縱梁，做好縱梁支墩施工

縱梁由3片I56C工字鋼組成，使用U型螺栓與橫抬梁連接。每道縱梁全長72m，采用10.5m、12.5m和16.5m規(guī)格的工字鋼，使用螺栓進行腹板拼接組成，三道縱梁的接縫錯接2m布置。入口側(cè)的輔助縱梁架設(shè)在入口端路基防護樁冠梁上，出口側(cè)輔助縱梁架設(shè)在縱梁外4～5m處。輔助縱梁對線上縱橫梁加固整體強度的提高起到了關(guān)鍵作用?？v梁端部設(shè)置2m（長）×1.5m（寬）×2m（高）的C25混凝土支墩。在支墩施工時，將頂面標(biāo)高降低300mm，上墊短枕木，確保日后線路進行大機清篩、機搗時不受影響。

3.5 做好抗移樁的設(shè)置

鋼軌抗移樁由設(shè)計的一根鋼軌增加為兩根，增大了抗移樁的強度。橫抬梁工字鋼與鋼軌抗移樁之間用薄鋼板等塞縫，確保工字鋼與鋼軌抗移樁之間剛性連接。由于鋼軌抗移樁有彈性變形，頂進過程中有回彈現(xiàn)象，建議以后可以設(shè)計成帶基礎(chǔ)的混凝土抗移樁，樁頂采用L形冠梁設(shè)計，即能起到橫向支頂?shù)淖饔?，又能起到增加一道支點帶作用[2]。

3.6 做好防聯(lián)電措施

加固范圍內(nèi)砼枕全部更換為2.9m長I類木枕，確保線路外側(cè)扣3軌與鐵墊板間有足夠絕緣距離。同時將橫抬梁U型螺栓增設(shè)絕緣套管，扣板下增設(shè)橡膠墊，杜絕了聯(lián)電隱患。

4 合理確定頂進方案，做好線路監(jiān)測工作

4.1 確定頂鎬配置形式

框構(gòu)橋自重6000t，備用框構(gòu)橋自重60%以上的頂力，采用4臺泵站帶32臺320t頂鎬進行配置。為防止傳力柱彈崩，使每道傳力柱受力均勻，采用大斷面?zhèn)髁χ扛?m安設(shè)一道鋼分配梁。

4.2 確定挖土范圍

為防止塌方，每次前天窗土方開挖按1：0.5坡度控制，采取隨挖隨頂進的方式施工。為減少側(cè)天窗，側(cè)墻處土方開挖至框構(gòu)橋里側(cè)邊墻或邊墻一半即可。頂進過程中，隨時檢查框構(gòu)頂板兩端的吃土狀態(tài)，該部位與橫抬梁之間不可留有土方，防止框構(gòu)頂進過程中線路被該處土方推擠變形。

4.3 做好頂進過程中臨時支墩設(shè)置及調(diào)整工作

頂進過程中，框構(gòu)橋面上橫抬梁底面與橋面之間用枕木頭、木板、接頭夾板搭建臨時支墩，并在接頭夾板表面涂抹黃甘油，減少摩擦阻力。隨頂進過程及時調(diào)整橋面與橫抬梁之間支墩的位置，防止支墩的木板、接頭夾板等刮碰U型螺栓，造成線路變形。

4.4 橋上橋下密切配合，指派專人做好動態(tài)觀測，確保線路穩(wěn)定

框構(gòu)橋的頂進必須在列車間隔時間進行。頂進過程中，安排專人觀察線路的方向及長平，發(fā)現(xiàn)變化立即停止作業(yè)，并及時恢復(fù)線路；安排技術(shù)人員對框構(gòu)橋高低、方向變化進行動態(tài)觀測，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整。橋上橋下作業(yè)人員采用對講機呼喚應(yīng)答，相互之間保持密切聯(lián)系。

5 結(jié)語

公路下穿鐵路營業(yè)線公鐵立交橋施工，只有通過設(shè)計、施工、監(jiān)理、設(shè)備管理單位共同努力，嚴(yán)格執(zhí)行鐵路的相關(guān)管理辦法及制度，才能確保下穿鐵路立交橋施工的絕對安全。

【參考文獻】

【1】石慶喜.市政框構(gòu)橋下穿多股鐵路線頂進施工技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2015（04）：154-155.

【2】徐珂.高速公路下穿既有運營鐵路施工關(guān)鍵技術(shù)及安全控制研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2013.