下穿高速鐵路框架橋頂進(jìn)施工線路加固技術(shù)探索

劉燕

摘要：在進(jìn)行永前路下穿高速鐵路—柳南客運(yùn)專(zhuān)線框架頂進(jìn)鐵路線路加固時(shí)，通過(guò)采用D型施工便梁、設(shè)置預(yù)應(yīng)力砼橫抬梁作為便梁支撐等線路加固的技術(shù)創(chuàng)新，在滿足了高速鐵路安全穩(wěn)定運(yùn)行要求的同時(shí)，也盡量減少了營(yíng)業(yè)線上施工的工序，加快了施工進(jìn)度、降低了施工成本，減少了對(duì)高速鐵路正常運(yùn)營(yíng)的影響，確保施工安全順利進(jìn)行。上述線路加固的技術(shù)創(chuàng)新值得推廣應(yīng)用。

Abstract： In the reinforcement of frame jacking line of Yongqian Road underpassing high speed railway， the technical innovation of the line reinforcement by using the D-type construction beam and the prestressed concrete transverse beam as the beam support is adopted. While meeting the requirements for safe and stable operation of high-speed railways， it also minimizes the construction process on the business line， speeds up the construction schedule， reduces the construction cost， reduces the impact on the normal operation of the high-speed railway， and ensures the safe and smooth construction. The technical innovation of the above line reinforcement is worthy of popularization and application.

關(guān)鍵詞：高速鐵路;框架頂進(jìn);線路加固;技術(shù)創(chuàng)新

Key words： high-speed railway;frame jacking;line reinforcement;technological innovation

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）10-0118-03

0 ?引言

下穿鐵路的框架橋進(jìn)行頂進(jìn)施工前，需加固線路，以確保鐵路行車(chē)安全;普速鐵路基本是采用在線路兩側(cè)及線路中間設(shè)置孔樁支墩，然后設(shè)置工字鋼作橫梁、縱梁進(jìn)行線路加固。但以上加固方案具有施工時(shí)間長(zhǎng)、需要申請(qǐng)的“天窗”時(shí)間及次數(shù)多、線路加固沉降及變形量大等缺點(diǎn)。對(duì)于客運(yùn)專(zhuān)線及高鐵而言，受動(dòng)車(chē)運(yùn)行的影響，通常僅能夜間封鎖要點(diǎn)施工，導(dǎo)致工期更長(zhǎng);同時(shí)客運(yùn)專(zhuān)線等高速鐵路對(duì)線路加固的沉降及變形要求非常嚴(yán)格，行車(chē)安全風(fēng)險(xiǎn)更大，故傳統(tǒng)的線路加固方案已不能滿足施工要求，需對(duì)線路加固方案進(jìn)行全面提升及創(chuàng)新，方能適應(yīng)高速鐵路線路加固的施工要求。

1 ?工程簡(jiǎn)介

柳州市永前路為城市主干路，于K1+602.59處與柳南客專(zhuān)正線90°正交，相交段鐵路位于直線上。永前路下穿柳南客專(zhuān)鐵路處設(shè)置兩座分離并排1-12.5m框架橋，即兩個(gè)單孔12.5m框架并置，凈間距為2.0m，長(zhǎng)32.46m，框架中心線與永前路道路中心線重合。框架下穿柳南客專(zhuān)正線2股道（線路為P60軌），線間距4.6m，采用有碴軌道?？蚣茼斆婢嘬壝鏋?.87m?？蚣茉诹峡蛯?zhuān)右側(cè)工作坑內(nèi)預(yù)制，向柳南客專(zhuān)方向頂進(jìn)。頂進(jìn)施工期間需對(duì)柳南客運(yùn)專(zhuān)線進(jìn)行線路加固，保持柳南客專(zhuān)正常通行。

2 ?高鐵線路加固需要解決的技術(shù)難題

①考慮到客運(yùn)專(zhuān)線封要點(diǎn)困難，“天窗”時(shí)間短，且僅能在夜間要點(diǎn)施工的特點(diǎn)，要求所采用的線路加固方案要盡量減少封鎖要點(diǎn)的次數(shù)及時(shí)長(zhǎng)。②同時(shí)要確保線路加固措施安全穩(wěn)定，沉降及變形小，確保動(dòng)車(chē)安全行車(chē)萬(wàn)無(wú)一失。

3 ?線路加固方案的研究及確定

縱梁選擇：普通鐵路路線路加固的縱梁通常采用工字鋼，但對(duì)于高速鐵路而言，其承載能力、變形及安全穩(wěn)定性較差，不能滿足高速鐵路的要求。參考以往施工經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)安全評(píng)估，本項(xiàng)目采用D型便梁進(jìn)行線路加固，D型便梁為鐵路制式應(yīng)急器材，長(zhǎng)期的施工實(shí)踐證明，其具有施工簡(jiǎn)便、承載能力強(qiáng)、安全穩(wěn)固及列車(chē)運(yùn)行時(shí)變形值小（以往施工實(shí)測(cè)D24型施工便梁在“中-活荷”作用下跨中撓度在25～33mm之間）等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足高速鐵路對(duì)于線路加固的技術(shù)參數(shù)要求。

D型便梁支承方式設(shè)計(jì)：D型便梁的支墩采用孔樁，孔樁嵌入地基承載層內(nèi)，其良好的承載能力及安全穩(wěn)定性能夠滿足要求。但如果將孔樁支墩設(shè)置于D型便梁的支座下方，則本項(xiàng)目需在線路中間設(shè)置5個(gè)支墩，及緊鄰線路兩側(cè)設(shè)置10個(gè)支墩。按寧鐵運(yùn)〔2013〕225號(hào)文《南寧鐵路局高速鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則（試行）》有關(guān)規(guī)定，孔樁支墩施工為營(yíng)業(yè)線上施工，均需晚上封鎖要點(diǎn)后方可施工，則孔樁支墩施工持續(xù)工期長(zhǎng)，且施工期間動(dòng)車(chē)需慢行，意味著孔樁施工將長(zhǎng)時(shí)間對(duì)動(dòng)車(chē)的正常運(yùn)營(yíng)造成影響，安全防護(hù)成本高。本項(xiàng)目采取在營(yíng)業(yè)線設(shè)備安全限界外側(cè)設(shè)置孔樁支墩，采用預(yù)應(yīng)力砼橫抬梁作D型便梁的支撐梁，橫抬梁在場(chǎng)外預(yù)制后要點(diǎn)頂進(jìn)到位，盡可能地減少對(duì)線路行車(chē)干擾?？讟恫扇∪斯ね诳讟妒┕し绞?，按寧鐵運(yùn)〔2013〕225號(hào)文《南寧鐵路局高速鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則（試行）》在關(guān)規(guī)定，該孔樁施工為鄰近營(yíng)業(yè)線施工C類(lèi)，孔樁施工時(shí)不需封鎖要點(diǎn)及對(duì)營(yíng)業(yè)線進(jìn)行限速慢行，避免了施工與行車(chē)的長(zhǎng)時(shí)間互相干擾，大幅降低了鐵路行車(chē)安全防護(hù)成本。

4 ?線路加固總體施工方案

①柳南客運(yùn)專(zhuān)線架空線路采用D型施工便梁，便梁孔徑按D24m+D24m+D24m+D24m進(jìn)行布置，共架空線路98m（便梁縱梁長(zhǎng)24.5m）。設(shè)置橫穿客專(zhuān)兩股道的16m×2m×1.8m（長(zhǎng)×寬×高）預(yù)應(yīng)力砼橫抬梁作為D24施工便梁的支撐，采用？準(zhǔn)1.5m人工挖孔樁做橫抬梁支墩，將孔樁布設(shè)在鐵路設(shè)備安全限界外，兩側(cè)孔樁中心距為14m，同側(cè)孔樁中心距為24.5m，避免了在兩線之間設(shè)置橫抬梁的孔樁支墩，從而降低了營(yíng)業(yè)線上施工作業(yè)的工程量。

②砼橫抬梁需承受列車(chē)、股道及自身重量等產(chǎn)生的巨大荷載，因砼橫抬梁的安裝跨度達(dá)14m，跨中彎矩非常大。為適應(yīng)跨度要求、減小截面積、減輕自重、減小變形量，橫抬梁設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，下緣受拉區(qū)設(shè)置5束預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋采用12S15.2高強(qiáng)度、低松馳鋼絞線。本項(xiàng)目委托了鐵四院南寧分院對(duì)橫抬梁進(jìn)行了結(jié)構(gòu)承載驗(yàn)算及參數(shù)優(yōu)化，確保了施工安全。

③因柳南客運(yùn)專(zhuān)線雙線為60kg/m鋼軌，框架位于線路直線地段，線間距為4.6m。D24型便梁布置型式采用雙線直線型，線間距a≥4.510m和丁式布置。便梁具體設(shè)置如圖1所示。

④在D型施工便梁線路加固兩端采用工字鋼延長(zhǎng)輔助加固，用4孔9m的56b工字鋼縱挑橫抬延長(zhǎng)加固線路，縱挑梁采用56b工字鋼，每束3根，橫抬梁?jiǎn)胃捎?6b工字鋼，間距為1m，采用1.2m×0.8m×2m（長(zhǎng)×寬×高）砼墩作為縱挑梁的支墩。

⑤正式進(jìn)行線路加固前計(jì)劃要點(diǎn)，線路限速慢行45km/h。申請(qǐng)要點(diǎn)進(jìn)入防護(hù)欄柵內(nèi)設(shè)置臨時(shí)硬防護(hù)。

線路加固總體布置見(jiàn)圖2。

5 ?線路加固施工步驟、關(guān)鍵技術(shù)及鐵路行車(chē)安全防護(hù)措施

5.1 第一步：施工10根？準(zhǔn)1.5m的D型便梁支承樁（見(jiàn)圖3）

①計(jì)劃要點(diǎn)，列車(chē)限速慢行45km/h。

②因原有防護(hù)欄柵對(duì)支承樁的施工有影響，故需要點(diǎn)進(jìn)入防護(hù)欄柵內(nèi)，拆除原有防護(hù)欄柵，設(shè)置臨時(shí)硬防護(hù)，并在線路兩側(cè)設(shè)置看守點(diǎn)。

③拆除原有防護(hù)欄柵，平整場(chǎng)地，測(cè)量放樣。

④在支撐樁樁位進(jìn)行地質(zhì)勘探，如發(fā)現(xiàn)有溶洞，及時(shí)壓漿處理，處理合格后再進(jìn)行鉆孔樁施工。

⑤旋挖鉆機(jī)對(duì)位，采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工，防止出現(xiàn)涌砂而造成路基下沉，施工支撐樁Φ1.5m共10根。

⑥施工開(kāi)始后，要求現(xiàn)場(chǎng)看守人員中午和夜間對(duì)既有線路、基坑等設(shè)備按規(guī)定進(jìn)行檢查、觀測(cè)，并形成記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在隱患及時(shí)上報(bào)。

5.2 第二步：預(yù)應(yīng)力鋼筋砼蓋梁頂進(jìn)施工，共5跨（見(jiàn)圖4）

①首先在線路外預(yù)制好鋼筋砼橫抬梁，等待安裝。

②要點(diǎn)計(jì)劃線路限速慢行45km/h，進(jìn)行無(wú)縫線路應(yīng)力放散，將施工范圍內(nèi)砼枕?yè)Q成木枕。

③每天報(bào)施工計(jì)劃要點(diǎn)，接觸網(wǎng)停電，在橫抬梁位置用D型施工便梁主梁作縱梁，56b工字鋼作橫梁的橫挑縱抬線路加固，跨徑6m，采用1.2m×0.8m×3m（長(zhǎng)×寬×高）砼墩作為縱挑梁的支撐。

④用人工提前挖開(kāi)線路上橫抬梁槽口，再用麻袋裝道砟回填，整條橫抬梁槽口挖通后。

⑤計(jì)劃要點(diǎn)，接觸網(wǎng)停電，橫抬梁頂進(jìn)施工。

⑥橫抬梁頂進(jìn)時(shí)，在橫抬梁梁底用鋼板或木板墊底，減少磨阻力，再用200噸汽車(chē)吊把橫抬梁吊到對(duì)應(yīng)位置，在橫抬梁的后端設(shè)置頂進(jìn)后背墻。

⑦橫抬梁頂進(jìn)就位后，拆除工字鋼。

5.3 第三步：架設(shè)D24型施工便梁，共8跨

①每天報(bào)施工計(jì)劃要點(diǎn)，與供電部門(mén)聯(lián)系接觸網(wǎng)停電施工。采用100噸汽吊吊裝兩線間雙根D24施工便梁縱梁，穿橫梁，再吊裝外側(cè)D24施工便梁縱梁，安裝好牛腿、連接板、鋼軌扣件，恢復(fù)及養(yǎng)護(hù)線路，共施工8跨。②D型施工便梁橫梁設(shè)置，采用中位安裝控制標(biāo)高點(diǎn)。③D型施工便梁架設(shè)完后，在D型施工便梁線路加固兩頭采用工字鋼延長(zhǎng)輔助加固，用4孔9m的56b工字鋼縱挑橫抬延長(zhǎng)加固線路。④每天要點(diǎn)將保護(hù)的纜線安放在D24型施工便梁內(nèi)側(cè)的外邊并固定。⑤設(shè)立路基沉降觀測(cè)標(biāo)志并及時(shí)進(jìn)行沉降觀測(cè)。要求在每個(gè)孔樁四角、便梁兩端支墩及孔樁前后20m對(duì)應(yīng)路基位置每隔5m布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，并在現(xiàn)場(chǎng)做好明顯標(biāo)記，妥善保護(hù)好觀測(cè)點(diǎn)，晴天時(shí)每天8：00及18：00各測(cè)一次，下雨時(shí)每2小時(shí)各測(cè)一次（動(dòng)車(chē)通過(guò)前后必須各測(cè)一次）。

5.4 第四步：開(kāi)挖基坑，頂進(jìn)框架施工

①線路監(jiān)控：在架空線路后，現(xiàn)場(chǎng)24小時(shí)安排專(zhuān)業(yè)的防護(hù)人員對(duì)架空地段線路進(jìn)行檢查，晴天時(shí)檢查頻次為每2小時(shí)一次。檢查范圍：既有客左、客右線;線路檢查項(xiàng)目：軌距、水平、軌向、高低、三角坑、正矢及超高，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路幾何尺寸出現(xiàn)的異常，及早進(jìn)行處理，每趟車(chē)前后目視檢查;強(qiáng)降雨時(shí)必須停止施工，且派干部晝夜在現(xiàn)場(chǎng)盯控，防護(hù)人員24小時(shí)3班倒值班，每趟車(chē)前后必須檢查1次。②開(kāi)挖基坑：按1：0.75坡度放坡開(kāi)挖基坑，基坑開(kāi)挖深度達(dá)到2m時(shí)，在基坑兩側(cè)邊坡打入鋼筋錨桿，再掛網(wǎng)噴射C20砼厚10cm防護(hù)坡面，基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，按要求設(shè)置兩側(cè)排水溝及進(jìn)行基底處理。③框架預(yù)制與頂進(jìn)：在工作坑內(nèi)預(yù)制框架，將兩節(jié)框架頂進(jìn)到位。④采用混凝土回填框架兩側(cè)臺(tái)背基坑（距路基面部分需動(dòng)車(chē)過(guò)后回填）。⑤每天報(bào)施工計(jì)劃要點(diǎn)，接觸網(wǎng)停電，采用混凝土回填框架橋頂至路基頂面，再填筑道碴。

5.5 第五步：慢行45km/h，分次要點(diǎn)拆除D24型施工便梁，恢復(fù)線路

①每天報(bào)施工計(jì)劃要點(diǎn)，接觸網(wǎng)停電，拆除D24型施工便梁。②拆除D24型施工便梁順序：拆除單側(cè)主梁→拆除另側(cè)主梁→拆橫梁→拆除兩線間主梁→換枕。③每天要點(diǎn)養(yǎng)護(hù)，恢復(fù)線路，取消慢行。

6 ?結(jié)束語(yǔ)

永前路下穿柳南客專(zhuān)框架頂進(jìn)工程，采用了上述新型的線路加固體系，保證了架空線路的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。施工期間對(duì)線路進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，線路水平及方向均滿足高速鐵路運(yùn)行的要求，確保了施工順利進(jìn)行;工期提前了38d，線路加固施工造價(jià)也較原預(yù)算降低了56.3萬(wàn)元，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。該線路加固技術(shù)在同類(lèi)下穿高速鐵路的框架頂進(jìn)工程施工中，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]何鍵.鐵路框架橋D便梁架空加固線路頂進(jìn)施工技術(shù)[J].云南科技管理，2008（2）.

[2]張學(xué).下穿頂進(jìn)多股道鐵路線路加固施工技術(shù)[J].江西建材，2015（5）.

[3]陶石林，鄔城兵.湘黔線大跨度地道橋頂進(jìn)施工線路加固技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2012（01）.

[4]高云嬌.高速鐵路下穿既有鐵路線路的變形規(guī)律和施工技術(shù)研究[D].石家莊大學(xué)，2013.