鐵路隧道小角度斜交既有線D型梁加固施工技術(shù)研究

王巖松（中鐵十六局集團(tuán)有限公司軌道分公司，北京 101100）

鐵路隧道小角度斜交既有線D型梁加固施工技術(shù)研究

王巖松（中鐵十六局集團(tuán)有限公司軌道分公司，北京 101100）

新建珠三角城際莞惠線暗挖區(qū)間ZXDK1+246～ZXDK1+334范圍下穿既有京九鐵路線，為保證行車安全，同時(shí)不中斷列車行駛的前提下，在“天窗”間隙通過D型梁選型組合對(duì)既有線路進(jìn)行架設(shè)，本文對(duì)整體施工的組織安排進(jìn)行了闡述，分析D型梁架設(shè)的工藝特點(diǎn)及相應(yīng)施工安全質(zhì)量控制的技術(shù)要求。

新老線交叉；D型組合；天窗；應(yīng)力放散

1 引 言

隨著我國大力推進(jìn)城際軌道交通建設(shè)浪潮的興起，新老線相互交叉將是城際軌道交通建設(shè)面臨的又一難題。雖然各種施工技術(shù)在近年來地下軌道交通實(shí)踐施工中得到廣泛的應(yīng)用，但是在城市中心地區(qū)，由于既有線路不允許中斷，地下管線不易遷改等難題，將會(huì)對(duì)城際軌道施工技術(shù)、工藝提出更高的要求。鐵路隧道小角度斜交既有線合理采用對(duì)D型梁選型進(jìn)行組合，對(duì)線路進(jìn)行了防護(hù)，又為新建隧道下穿既有線奠定了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2 工程概況

圖1 D型梁架空加固平面布置示意

中鐵十六局集團(tuán)有限公司承建的莞惠城際軌道交通工程，GZH-14標(biāo)走行線暗挖區(qū)間ZXDK1+246～ZXDK1+334范圍下穿既有京九鐵路線，穿越角度約38°，區(qū)間隧道對(duì)既有鐵路影響范圍長88m。經(jīng)過組合比選，D型梁采用D24型、D20型組合對(duì)既有線進(jìn)行架空處理。線外主跨采用D24型鋼便梁，長24.12m，兩邊副跨采用D20型鋼便梁，長度為20.1m。線間主跨采用D24型鋼便梁，長24.12m，兩邊副跨采用D24型鋼便梁，長度為24.1m。D型鋼便梁臨時(shí)基礎(chǔ)為直徑1200mm的挖孔樁。

京九線鐵路為雙線無縫線路，線間距3.9m，鋼筋混凝土Ⅱ型枕，兩條鐵路線均位于直線上，軌底距隧道拱頂高度為15.5m。

3 D型梁架設(shè)的施工程序

3.1 施工準(zhǔn)備

⑴施工前做好現(xiàn)場(chǎng)既有管線調(diào)查、遷改或保護(hù)措施，與各產(chǎn)權(quán)單位簽訂安全協(xié)議；⑵施工方案申報(bào)，待廣鐵集團(tuán)各部門審核批復(fù)后，與鐵路、車站有關(guān)單位申請(qǐng)封鎖和慢行計(jì)劃；⑶施工機(jī)具及物料到位。該工程對(duì)施工時(shí)間要求極高，因此開工前備齊施工所需物料（機(jī)具、材料、應(yīng)急物資等）；⑷組織人員培訓(xùn)，并取得廣鐵集團(tuán)培訓(xùn)考核通過頒發(fā)的聯(lián)絡(luò)員及防護(hù)員證件后，持證上崗作業(yè)；⑸按慢行計(jì)劃，對(duì)應(yīng)的里程標(biāo)安放限速牌及減速地點(diǎn)標(biāo)?；蛘甙捶怄i計(jì)劃，對(duì)應(yīng)的里程標(biāo)安放停車作業(yè)標(biāo)及響墩等防護(hù)標(biāo)識(shí)牌。

3.2 線間距調(diào)整

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，既有京九鐵路線線間距初始為3.9m，未能滿足D24施工便梁線間距4m時(shí)最低位布置要求，需采用撥道處理。撥道施工在指定的“垂直天窗”點(diǎn)內(nèi)完成。首先拔除枕木頭外側(cè)道碴，進(jìn)行長軌條的切割。然后將枕木間穿入撥道滑軌位置抬道，滑軌與軌道間墊入魚尾板或滑輪，由于撥道量?。▋H10cm）采用起道機(jī)配合撬棍撥移。封鎖合攏后，攏口長鋼軌接頭采用快速夾具連接，同時(shí)人工回填道碴，使道床達(dá)到飽滿、密實(shí)狀態(tài)。同時(shí)線路起、撥道必須保證軌道坡度滿足要求。

3.3 無縫線路應(yīng)力放散

人、機(jī)、物、料及慢行申請(qǐng)到位后，清除埋住鋼軌的道碴。檢查防脹插板、軌距拉桿、地錨拉桿等可能影響軌道伸縮的其它軌道加強(qiáng)設(shè)備。松開一股鋼軌的全部扣件。鋸軌，安設(shè)拉伸器、撞軌車、滾筒捅下與鋼軌粘在一起的膠墊，然后進(jìn)行另一股施工。拉伸器拉緊后開始撞軌，用道釘錘敲震鋼軌，各觀測(cè)點(diǎn)拉伸到位進(jìn)行保壓。撤除滾杠，全面鎖定線路，之后松開拉伸器，鉆孔、倒棱、上接頭夾板，擰緊接頭螺栓。

拉伸放散法：當(dāng)軌溫在鎖定軌溫范圍以下時(shí)采用拉伸放散法。根據(jù)單元軌節(jié)長度和設(shè)計(jì)鎖定軌溫與作業(yè)時(shí)實(shí)測(cè)軌溫差，按公式ΔL=αLΔt（α＝11.8×10-6/℃）計(jì)算出鋼軌拉伸量。先將單元軌節(jié)放散至零應(yīng)力狀態(tài)，然后用拉伸器將鋼軌均勻拉伸至設(shè)計(jì)鎖定軌溫對(duì)應(yīng)的長度，并注意零點(diǎn)歸零及臨時(shí)位移觀測(cè)點(diǎn)的位移量呈線性比例。當(dāng)與理論計(jì)算值相差不大于3mm時(shí)，鋼軌落槽，立即鎖定線路。

3.4 校核便梁支座標(biāo)高

經(jīng)分析便梁支座標(biāo)高由既有線鋼軌標(biāo)高、鋼便梁類型、鋼便梁縱梁架設(shè)梁位（高、中、低、最低位）以及縱橫梁連接選用牛腿型號(hào)四個(gè)因素確定。以D24型施工便梁為例，D24型施工便梁縱梁S11梁高1.3m，鋼橫梁S2，牛腿上S12、下S13、以及S3（當(dāng)D24型施工便梁線間距僅為4m時(shí)，采用最低位布置。此時(shí)應(yīng)將上牛腿S12更換為S3，以滿足“建限-1”要求）。根據(jù)既有線鋼軌實(shí)測(cè)標(biāo)高，鋼便梁縱梁架設(shè)最低位要求，軌底至支座頂（梁底）標(biāo)高情況為：最低位825mm， 因此通過計(jì)算得出樁頂標(biāo)高=鋼軌實(shí)測(cè)標(biāo)高-軌道高度（176mm)-最低位H（825mm）-橡膠墊板（37mm）-支座板（36mm）。根據(jù)結(jié)果對(duì)樁頭標(biāo)高進(jìn)行校核，保證最低位布設(shè)時(shí)縱梁不能侵入限界內(nèi)。

3.5 D型梁就位

1)縱梁就位

由于縱梁既長又重，在既有線上作業(yè)空間又受限制，因此縱梁的就位采用吊機(jī)懸吊人工輔助牽引下降到位。操作如圖2、圖3所示。為方便抽換軌枕且滿足D型梁低位施工要求，架梁前認(rèn)真計(jì)算D型梁樁基礎(chǔ)頂標(biāo)高，加墊鋼板。

2)安裝橫梁及附件

在縱梁基本就位后安裝橫梁。安裝橫梁的位置應(yīng)與軌枕位置一致，所以事先應(yīng)將軌枕間距適當(dāng)調(diào)整，抽換枕應(yīng)按工務(wù)段規(guī)則“六抽一”，由縱梁兩端向中心排列抽換，抽一根橫梁，其中有一根鋼軌下需要墊大塊絕緣橡膠板，防止軌道電路短路，影響信號(hào)和行車。塞入橫梁時(shí)要對(duì)準(zhǔn)主梁聯(lián)結(jié)板并定位，同時(shí)墊好橡膠墊，上好扣件。在施工時(shí)，為增加鋼軌的橫向穩(wěn)定，要在橫梁上安裝擋查板S5，搗固道床。將墊高的一片縱梁降落就位，并聯(lián)結(jié)縱橫梁。然后逐段扒除道碴，安裝斜桿和所有聯(lián)結(jié)系統(tǒng)，組裝過程中，聯(lián)結(jié)板S4及牛腿上Φ23孔均應(yīng)上滿螺栓，彈簧墊圈不得漏裝?？v橫梁連接完畢后，擰緊螺栓，隨時(shí)檢查，上緊松動(dòng)的螺栓，待全部拼裝齊全后，須將全部螺栓進(jìn)行加力，尤其是主要構(gòu)件聯(lián)結(jié)部位的牛腿及聯(lián)結(jié)板上的螺栓，全部上滿并同時(shí)上緊，緊度適中，以免破壞彈簧墊圈應(yīng)有的作用（彈簧墊圈置于螺帽與平墊圈中間）。

3.6 監(jiān)控量測(cè)

為確保既有線行車安全，D型便梁施工完成后，列車同樣限速45km/h行駛。在既有線影響范圍內(nèi)對(duì)其軌道及路基進(jìn)行沉降監(jiān)控量測(cè)，同時(shí)對(duì)D型便梁進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。布點(diǎn)形式：路基每10米布設(shè)一沉降觀測(cè)點(diǎn)；鋼軌每5米布設(shè)一沉降觀測(cè)點(diǎn)；D型梁在兩端部及中間布設(shè)3個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)頻率2次/天，如出現(xiàn)沉降變化量超出平均值/日，監(jiān)測(cè)頻率相應(yīng)加大。同時(shí)與工務(wù)段密切配合，隨時(shí)溝通，對(duì)施工過程中監(jiān)控量測(cè)得到的任何異常情況及時(shí)與工務(wù)部門相關(guān)人員共同分析原因、研究解決。

施工過程中的幾個(gè)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

圖2 監(jiān)測(cè)平面布置圖

表1 既有線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)測(cè)值

3.7 路基跟蹤注漿

如出現(xiàn)上述不利情況，立即采取路基跟蹤注漿措施。施工方法采用袖閥管注漿，先對(duì)既有線局部沉降量過大處進(jìn)行跟蹤注漿加固，注漿平均深度10m。由路基邊坡傾斜向既有線路下部鉆孔，袖閥管與水平面傾角不應(yīng)小于30°，鉆孔布置成圓形圈，保證注漿充分，不留死角，注漿管間距1.5m，漿液擴(kuò)散半徑1m。壓漿的水泥漿液嚴(yán)格按照施工配合比進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制漿液的壓力，防止軌道隆起。

圖3 路基跟蹤注漿

4 D型梁架設(shè)施工技術(shù)中應(yīng)注意問題

4.1 D型梁建限要求

本工程既有京九鐵路線分為上、下兩條線路，線間距僅有3.9m，未能滿足D24施工便梁線間距4m時(shí)最低位布置要求，通過撥道解決線間距不足。同時(shí)還需考慮最低位布設(shè)應(yīng)滿足“建限-1”要求，當(dāng)采用最低位布置時(shí)，此時(shí)應(yīng)將上牛腿S12更換為S3。

4.2 線路養(yǎng)護(hù)

由于線路扣軌作業(yè)施工，線路脹軌現(xiàn)象可能發(fā)生。廣東氣溫普遍偏高，另外施工正值夏季，一旦發(fā)生氣溫升高，鋼軌溫差不斷發(fā)生變化，鋼軌內(nèi)部就會(huì)逐漸積蓄大量的應(yīng)力，而鋼軌內(nèi)部應(yīng)力得不到釋放，平衡力被打破，鋼軌就會(huì)掙脫扣件、軌枕、道床的束縛，發(fā)生脹軌跑道重大病害，危及到行車安全。因此每天需對(duì)線路鋼軌進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié) 語

新建鐵路與既有線交叉時(shí)，通過合理進(jìn)行D型梁選型組合，縱、橫梁就位輔以扣軌方式，對(duì)既有線進(jìn)行架空防護(hù)。確保了既有線路安全運(yùn)營，又不中斷列車正常運(yùn)營。此種應(yīng)用具有重要的意義，同時(shí)也為以后此類施工積累了一定經(jīng)驗(yàn)。

[1]中國鐵路總公司．鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S]．北京：中國鐵道出版社， 2015年08期 45。

[2]沈葉飛,林法力．混凝土橋梁的常見病害與加固技術(shù)[J]山西建筑。

Technical research of type d-reinforcement project on small angel-intersection of railway tunnel and exsiting traffic line

Underground excavation of newly-built New Pearl River Delta’s intercity traffic line of Dongguan and Huizhou passes undemeath existing Jinghui railway．In order to ensure the safety and scheduled-running of the train ,type D combination will be implemented to reconstruct current traffic line in the intervals of transportation ．This passage expounds the arrangement of the whole execution,analyzing the technological characteristics of type D and technical requirement of related safety control．

new and old lines crossing；D-type combination；sunroof；dial processingstress dispersion

TU745．4

B

1003-8965（2017）03-0127-03