西三路下穿隴海鐵路框架橋頂進(jìn)施工技術(shù)探析

張 選 鋒

(中鐵一局集團(tuán)陜西華營(yíng)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，陜西 西安 710054)

西三路下穿隴海鐵路框架橋頂進(jìn)施工技術(shù)探析

張 選 鋒

(中鐵一局集團(tuán)陜西華營(yíng)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，陜西 西安 710054)

結(jié)合蔡家坡西三路下穿隴海鐵路立交工程實(shí)例，對(duì)既有線頂進(jìn)框架橋施工從工作坑、框架預(yù)制、線路加固、框架頂進(jìn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了論述，總結(jié)出了框架頂進(jìn)施工工藝關(guān)鍵卡控點(diǎn)。

工作坑，框架預(yù)制，D型便梁，線路架空，頂進(jìn)

1 工程概況

蔡家坡經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)西三路是一條連接南北向交通的重要道路，擔(dān)負(fù)著老城區(qū)與新城區(qū)的交通紐帶。但由于隴海鐵路自東向西穿越整個(gè)區(qū)域，地理上把蔡家坡分為南北蔡家坡；建設(shè)西三路下穿隴海鐵路立交，是蔡家坡經(jīng)開區(qū)交通運(yùn)輸和城市發(fā)展的迫切需要。

框架下穿區(qū)域地下水位較高，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)20 m深度范圍內(nèi)存在的②層粉土～粉質(zhì)黏土具有震動(dòng)液化性；地下水埋藏較淺，屬潛水類型，水位年變化幅度2 m～3 m。

新建西三路道路于隴海上行線K1202+911.5處下穿，新建立交處鐵路位于曲線半徑為1 000 m的曲線上，該處鐵路為電氣化鐵路，雙線無(wú)縫線路，允許行車速度為160 km/h，鐵路縱坡為0.3‰的上坡，位于路堤段，路堤高0.3 m～0.7 m；隴海線有2股道，陜汽專用線有Ⅰ股道，60 kg/m鋼軌，線間距4.75 m和5.51 m,有砟軌道、砕石道床，斜交角度70°。采用1-16.7 m框架橋?？蚣軜蛑黧w采用C45鋼筋混凝土，其結(jié)構(gòu)尺寸為：邊墻正交寬度1.2 m,頂板厚1.1 m，底板厚1.2 m,正交凈寬度15.7 m，凈高度不小于4.5 m。

下穿鐵路框架采取現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，由于立交框架軸線與隴海鐵路線斜交角度70°，因此采用(16 m+24 m+16 m)便梁一次架空線路頂進(jìn)框架；線路一次架空56 m；該工程施工步驟見(jiàn)圖1。

2 工作坑、框架預(yù)制

2.1工作坑

1)施工順序：止水帷幕施作完畢→井點(diǎn)降水→基坑逐節(jié)放坡開挖→基底平整→基坑排水。

2)由于處于蔡家坡車站下行咽喉區(qū)，工程施工區(qū)域內(nèi)線纜較多；故在基坑開挖前，要探明地下信號(hào)電纜、通信光電纜位置進(jìn)行割接改移、防護(hù)；對(duì)桿式變電站、低壓電線桿、接觸網(wǎng)采取過(guò)渡措施；且同時(shí)與上述鐵路設(shè)備管理單位簽訂相關(guān)協(xié)議，并辦理施工許可手續(xù)，得到鐵路產(chǎn)權(quán)單位許可后方可進(jìn)行施工。

3)頂進(jìn)工作坑采用機(jī)械開挖土方，人工修整，機(jī)械開挖前必須先人工探挖，確認(rèn)無(wú)任何電(線)纜后方可開挖。

4)工作坑機(jī)械開挖至基底頂面標(biāo)高60 cm時(shí)，采用人工開挖修整；工作坑邊坡防護(hù)采用盛土編織袋碼砌筑。

5)工作坑底部?jī)蓚?cè)設(shè)60 cm×30 cm,h=30 cm排水邊溝，以2%坡度排向其北側(cè)兩邊集水坑；基坑底部北側(cè)左右兩邊各設(shè)置一個(gè)280 cm×300 cm,h=210 cm的集水坑，用潛水泵抽取地面水及地下水，防止基坑浸泡水中。

2.2后背施工

頂進(jìn)后背采用φ120 cm防護(hù)樁、3.0 m厚M10漿砌片石后背墻。

2.3滑板施作

1)施工順序：基坑清理→夯填碎石層→鋼筋混凝土滑板→潤(rùn)滑隔離層施工。

2)人工清理基坑到底后夯填10 cm厚碎石墊層，防止滑板不均勻下沉。

3)再施作滑板之下的縱向、橫向C35鋼筋混凝土地錨梁，以此來(lái)增加滑板的抗滑能力；滑板施作完畢后施作導(dǎo)向墩，用以控制框架頂進(jìn)的中線偏離。采取在滑板面設(shè)5‰的上坡，防頂進(jìn)扎頭，來(lái)控制框架的頂進(jìn)高程。

4)滑板潤(rùn)滑隔離層由下向上鋪設(shè)順序?yàn)椋轰伿?摻25%機(jī)油)一層、M10水泥砂漿抹面2 cm、滑石粉一層、塑料薄膜一層、鋪石蠟(摻25%機(jī)油)面層。

2.4框架預(yù)制

1)在底板的前端設(shè)上仰的“船頭坡”，坡長(zhǎng)為1 m，坡率為5%，以此來(lái)防止頂進(jìn)時(shí)出現(xiàn)“栽頭”。

2)鋼筋先綁扎底板及邊墻豎向鋼筋，澆筑完底板混凝土再綁扎邊墻其他鋼筋，待模板安裝好后再綁扎頂板鋼筋；混凝土澆筑時(shí)專人看管鋼筋并及時(shí)對(duì)鋼筋復(fù)位矯正。

3)框架混凝土澆筑施工分兩階段進(jìn)行，先澆筑底板，再澆筑邊墻及頂板混凝土。

4)混凝土澆筑完畢，進(jìn)行草袋覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。

5)施工縫處理：框架邊墻與底板混凝土施工縫處應(yīng)鑿毛并用水沖凈；二次混凝土前先澆一層同強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿。

6)防水層施工：框架混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行防水層施工，防水層頂板采用二氈三油甲種防水層，側(cè)板涂熱瀝青二度。

3 線路的加固

蔡家坡西三路下穿立交頂進(jìn)框架箱涵工程線路加固包括：線路架空、無(wú)縫線路應(yīng)力放散與鎖緊。

3.1線路架空

西三路線路架空平面圖見(jiàn)圖2。

1)線路加固施工順序：測(cè)量放線→設(shè)置防護(hù)人員→挖孔樁成孔→挖孔樁灌注→無(wú)縫線路應(yīng)力放散→內(nèi)側(cè)縱梁就位→橫梁就位→外側(cè)縱梁就位→固定鋼軌→線路調(diào)整。

2)挖孔樁施工。支墩挖孔樁同時(shí)展開施工。開挖前在孔周圍施作臨時(shí)性擋碴墻；邊開挖邊護(hù)壁，確保施工安全。因系富水地區(qū)，地下水位埋深較淺，孔內(nèi)排水、通風(fēng)及設(shè)備用電安全要尤為重視；在澆筑支墩混凝土?xí)r要進(jìn)行成孔檢查，確保孔樁的平穩(wěn)受力。

3.2架空線路

線路架空采用D型便梁，每股道架空施工分三次(每次120 min)封鎖施工，第一次封鎖用汽車吊將施工便梁所有材料吊至路肩上，同時(shí)調(diào)整軌枕距離；第二次封鎖將施工便梁的各縱、橫梁人工搬運(yùn)至組裝位置，第三次封鎖安裝D型便梁，恢復(fù)線路。

1)線路架空前先要調(diào)整軌枕距，按“隔六抽一”的原則調(diào)整好軌枕間距。然后扒除此段部分道碴并穿入橫梁，用定位角鋼定位橫梁，同時(shí)墊好3 mm厚絕緣橡膠墊，擰緊鋼軌扣件。清理橫梁兩端頭及以外的道碴，就位縱梁并安裝連接板及牛腿；臨時(shí)松開鋼軌扣件，待縱、橫梁連接完畢后再固定鋼軌扣件。

2)安裝D型便梁斜桿等聯(lián)結(jié)系統(tǒng)等，完成后恢復(fù)線路。

3.3無(wú)縫線路的加固

線路為無(wú)縫線路，委托區(qū)段所屬工務(wù)段進(jìn)行無(wú)縫線路的應(yīng)力釋放、加固及鎖定。

4 框架箱涵頂進(jìn)

4.1頂進(jìn)設(shè)備

1)按目前設(shè)計(jì)的框架長(zhǎng)26 m計(jì)算，框架最大頂力約為5 305.3 t，單個(gè)頂程31.03 m;根據(jù)頂推力來(lái)配置千斤頂及油泵等設(shè)備，千斤頂與框架前進(jìn)的軸線呈對(duì)稱分布;頂推方向與框架前進(jìn)的方向一致，框架與前進(jìn)方向斜交，則在千斤頂頂推點(diǎn)設(shè)置三角形楔塊，后背墻安裝千斤頂?shù)奈恢靡脖仨毰c千斤頂垂直；根據(jù)最大頂力以及工作坑有效尺寸等計(jì)算得出：頂進(jìn)設(shè)備采用YDG400A-500油頂，共布千斤頂19臺(tái)，千斤頂一次均勻、對(duì)稱、布設(shè)。

2)頂鐵、頂柱、橫梁按頂程配置安裝。

4.2頂進(jìn)前準(zhǔn)備工作

1)頂進(jìn)前采用人工開挖橫槽探測(cè)管線，并按設(shè)備管理單位要求的措施進(jìn)行保護(hù)，確保鐵路行車安全。

2)頂進(jìn)前需滿足的條件：框架混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%、已安裝并調(diào)試好頂進(jìn)設(shè)備、架空加固完成、試頂成功。

4.3框架頂進(jìn)

4.3.1頂進(jìn)取土施工

挖土作業(yè)采用人工配合小型挖掘機(jī)開挖，小型三輪車運(yùn)輸出土，人工修整基底，挖土應(yīng)根據(jù)土層性質(zhì)適當(dāng)放坡，以保證作業(yè)人員的安全，嚴(yán)禁挖“神仙土”。

頂進(jìn)挖土施工遵循以下規(guī)定：

1)開挖進(jìn)尺、開挖面坡度根據(jù)土質(zhì)情況、線路加固情況和千斤頂?shù)捻敵檀_定；每次開挖進(jìn)尺50 cm左右，掌子面不得有反坡。

2)列車通過(guò)時(shí)，停止開挖；人員應(yīng)撤離到安全位置；一旦挖土或頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)生塌方，影響行車安全時(shí)，迅速組織搶修加固，并按《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的要求對(duì)線路作有效防護(hù)。

3)開挖作業(yè)人員要與觀測(cè)人員密切配合，隨時(shí)根據(jù)框架頂進(jìn)方向和水平偏差，采取超欠挖措施進(jìn)行糾偏。

4.3.2基底檢查處理

1)基底清理、整平后進(jìn)行地基承載力試驗(yàn)；如地基承載力不滿足設(shè)計(jì)要求須采取加強(qiáng)措施；

2)因施工區(qū)域地下水豐富須作好基底抽排水，避免帶水頂進(jìn)作業(yè)；

3)基底開挖的標(biāo)高控制：原則上同框架底板保持一致；頂進(jìn)過(guò)程高程控制亦可通過(guò)基底標(biāo)高超欠挖來(lái)控制。

4.3.3框架頂進(jìn)

1)頂進(jìn)作業(yè)前須檢查液壓系統(tǒng)、頂柱安裝和后背變化情況等；挖運(yùn)土方與頂進(jìn)作業(yè)循環(huán)交替進(jìn)行，每完成一個(gè)頂程須切換油路，并將頂進(jìn)千斤頂活塞拉回復(fù)原，補(bǔ)放小頂鐵，更換長(zhǎng)頂鐵，安裝橫梁。

2)中線、水平測(cè)量：在頂進(jìn)施工中，框架中線、水平的測(cè)量控制至關(guān)重要；頂進(jìn)與測(cè)量緊密配合，隨時(shí)掌握框架頂進(jìn)的中線、水平狀態(tài)。

3)接長(zhǎng)頂柱：框架頂進(jìn)一定距離后應(yīng)接長(zhǎng)頂柱，傳力柱加壓鋼軌砂袋等加固防止起拱，傳力柱接長(zhǎng)至3 m～5 m時(shí)，視情況加設(shè)工字鋼橫梁，平均分配頂力。頂柱要與頂力軸線同軸，與橫梁垂直。

4.4拆除加固設(shè)備、恢復(fù)鐵路線

拆除D型便梁利用天窗時(shí)間進(jìn)行，首先在便梁范圍內(nèi)填上道砟，拆除橫梁下斜桿及連接系，換上軌枕，上緊扣件，搗固道床，移動(dòng)牛腿和連接板、擋砟板，移出一片縱梁，抽取橫梁，移出另一片縱梁，放軌枕；拆除完畢后，經(jīng)鐵路局設(shè)備管理單位現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)達(dá)到列車放行條件方可開通線路。

5 總結(jié)

5.1線路加固方面

線路加固是該工程安全控制的關(guān)鍵，通過(guò)該工程的順利實(shí)施總結(jié)關(guān)鍵措施：

1)D型便梁架設(shè)安裝后詳細(xì)檢查零部件是否安裝齊全、正確，螺栓是否松動(dòng)，線路水平方向是否符合《鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則》之相關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)(軌距誤差+6 mm,-2 mm，水平誤差不超過(guò)4 mm，方向用10 m弦量，誤差不超過(guò)4 mm)。

2)架空后線路必須加強(qiáng)日常檢查；每一次列車通過(guò)后都必須進(jìn)行全面檢查線路及加固設(shè)施。

5.2頂進(jìn)施工技術(shù)措施

框架箱涵頂進(jìn)是重點(diǎn)、難點(diǎn)，通過(guò)該工程的順利實(shí)施總結(jié)關(guān)鍵措施：1)開挖頂進(jìn)作業(yè)要做到隨挖隨頂；整個(gè)作業(yè)過(guò)程要對(duì)鐵路線路進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)處理線路安全隱患保障線路狀態(tài)良好。2)糾偏措施：水平糾偏：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”。以基底土層的超欠挖來(lái)實(shí)現(xiàn)框架水平糾偏。可通過(guò)調(diào)整控制千斤頂油壓和兩側(cè)土體的超、欠挖來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)中線的糾偏。

6 結(jié)語(yǔ)

該框架橋線路架空后在行車速度45 km/h條件下,D型便梁整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠,縱梁實(shí)際撓度在列車通過(guò)時(shí)在10 mm以內(nèi)；頂進(jìn)過(guò)程按預(yù)期完成，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)單位預(yù)定建設(shè)目標(biāo)。實(shí)踐證明,科學(xué)組織、合理的施工方案和技術(shù)措施是工程順利實(shí)施的技術(shù)保障。

[1] TZ 203—2008,客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].

AnalysisonthejackingconstructiontechnologyofXisanRoadlinedownthroughLonghairailwayframebridge

ZhangXuanfeng

(ShaanxiHuayingEngineeringConstructionSupervisionLimitedCompany,ChinaRailwayFirstBureauGroup,Xi’an710054,China)

Through the interchange engineering of Xisan Road line down through Longhai railway of Caijiapo, this paper discussed the existing lines jacking frame bridge construction from the work pit, frame jacking and fabrication, line reinforcement, frame jacking and other key aspects, summarized the key control points of frame jacking construction technology.

work pit, frame prefabricated, D type beam, overhead line, jacking

U445

A

1009-6825(2017)27-0134-03

2017-07-16

張選鋒(1975- )，男，工程師