下穿繁忙干線鐵路立交橋頂進(jìn)涵的施工方案分析

甄曉赫

摘? ? 要：國道、省道的改移以及市政道路的外延與既有鐵路的交匯越來越多。為了保證安全和達(dá)到美觀，很多地方都采用了下穿鐵路的方式實(shí)現(xiàn)立體交叉。但是對既有鐵路運(yùn)行來說，施工期間的安全運(yùn)營更加重要，這就給道路的設(shè)計(jì)和施工者提出了更高的要求，在特殊條件下施工者如何才能在保證安全的前提下實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。本文結(jié)合某國道下穿既有繁忙干線鐵路立交橋頂進(jìn)涵的施工方案做出簡要分析，希望能對相似工程有一些啟發(fā)和幫助，推動我國建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：下穿鐵路;繁忙干線;頂進(jìn)涵;施工方案

1? 明確工程概況

首先要明確工程的概況、工期長短和整個工程的施工外部條件，結(jié)合既有鐵路等級、運(yùn)行情況、施工影響范圍、既有線幾何尺寸、坡度、路基形式、既有各專業(yè)設(shè)備情況，擬出初步施工方案。

設(shè)計(jì)某國道公路中心線與既有繁忙干線鐵路夾角為61°，交叉處鐵路下行線K543+277，公路里程為K14+218.0。大致為東西走向，位于A站和B車站區(qū)間，該處鐵路為復(fù)線自動閉塞電氣化無縫線路，軌道為60kg/m鋼軌，Ⅲ型鋼筋混凝土軌枕（1670根/km），該處每日開行列車116對，線路允許速度為160km/h，上、下行線間距為4.48m，兩線均位于R—2800m曲線的緩和曲線上（緩直里程為K543+284，h=110，l=270），下行線坡度為-0.3‰，上行線坡度為-0.4‰，鐵路路堤高約6m，路堤南側(cè)設(shè)有漿砌片石骨架護(hù)坡，并設(shè)有封閉網(wǎng)。設(shè)計(jì)施工地點(diǎn)既有鐵路北側(cè)為平坦菜地，南側(cè)設(shè)計(jì)新建一座雨水泵房。

本工程結(jié)合現(xiàn)場條件安排在鐵路北側(cè)進(jìn)行基坑開挖、后背及滑板制作、框架預(yù)制，然后自北向南頂進(jìn)。

2? 勘定工程條件

工程條件的勘定十分重要，對于項(xiàng)目實(shí)施，場地條件至關(guān)重要，基于什么情況的場地條件制定相應(yīng)的實(shí)施方案。

2.1? ?場地自然條件勘定

場地的自然條件是某些施工方案細(xì)節(jié)能否實(shí)現(xiàn)的決定要素。施工之前必須勘定清楚的有場地地形、地勢是否開闊平坦、地面高程、土質(zhì)條件、地下水條件如何、既有設(shè)備情況等等都是場地自然條件勘定的主要方面。本工程位置整體地勢平坦、開闊，但地下水位較高，設(shè)計(jì)勘測得地下水位埋深4.9m。需降水處理后再行施工。架空頂進(jìn)施工時(shí)，部分鐵路設(shè)備，如接觸網(wǎng)線桿等需遷改過渡施工等，營業(yè)線施工安全風(fēng)險(xiǎn)較高。

2.2? 社會條件勘定

當(dāng)?shù)氐拿耧L(fēng)、民俗，施工用水、用電容量、交通條件，當(dāng)?shù)馗黝惒牧蟽r(jià)格、市場行情等能否支撐施工方案的實(shí)施。本工程地下水位較高，取水方便，施工用電可以 解決，交通條件比較便利，市場比較穩(wěn)定。

3? 頂進(jìn)施工方案分析

以上情況都是施工進(jìn)場之前需要考察的幾個方面，在施工過程當(dāng)中有更多細(xì)節(jié)地方需要敲定。

總體施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→施工降水→基坑開挖、滑床制作及施工后背梁→箱涵預(yù)制、挖孔樁施工（線路應(yīng)力放散、接觸網(wǎng)改移過渡）→線路架空→吃土頂進(jìn)→施工翼墻、擋墻→路基土回填注漿加固→拆除架空系統(tǒng)→施工擋砟墻。

3.1? 施工降水

結(jié)合本工程實(shí)際條件，本工程采用管井降水的措施，可以達(dá)到要求條件。

3.2? 基坑開挖、滑床板制作及后背梁施工

本工序重點(diǎn)考慮基坑開挖是否為深基坑，如涉及深基坑開挖需要編制專項(xiàng)施工方案并滿足相關(guān)審批要求。

工作坑開挖的尺寸，除考慮預(yù)制框架平面尺寸外，還要考慮后背大小和預(yù)留一定的操作空間，一般由工作坑底板尺寸確定，工作坑底板尺寸按下式確定：

長度=框架體底板長度+頂鎬長度+橫梁厚度+后背梁厚度+0.3m。

寬度=框架底板寬度+2×方向支墩寬度+0.2m。

滑床板制作關(guān)鍵控制點(diǎn)為滑床板的平整度、坡度及潤滑性。工作坑四周還要留有排水溝和集水井位置，以滿足施工期間排水的需要。后背制作需結(jié)合現(xiàn)場條件制定后背方案，本工程考慮結(jié)合被動土壓力原理，制作鋼筋混凝土梁作為頂進(jìn)后背梁，經(jīng)計(jì)算，可以滿足要求。

3.3? 千斤頂頂點(diǎn)設(shè)置

千斤頂?shù)脑O(shè)置對整個施工推進(jìn)的方式非常重要，所以在頂進(jìn)施工開始之前應(yīng)先將千斤頂?shù)奈恢貌贾煤?，一般結(jié)合均勻?qū)ΨQ的原則將千斤頂布置在荷載較為集中的部位。

3.4? 頂進(jìn)設(shè)備安裝調(diào)試

在施工實(shí)際過程當(dāng)中，必須要對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行頂進(jìn)設(shè)備安裝功能調(diào)試。頂進(jìn)設(shè)備由液壓系統(tǒng)和傳力設(shè)備兩大部分構(gòu)成，由控制臺操縱指揮頂進(jìn)。液壓系統(tǒng)由高壓油泵、閥門、千斤頂、油箱、油管及壓力表等部件組成。通常傳力設(shè)備由頂鐵、分配梁構(gòu)成。箱身砼達(dá)到要求強(qiáng)度，頂進(jìn)設(shè)備安裝調(diào)試完畢，即可進(jìn)行試頂進(jìn)，同時(shí)全面檢查設(shè)備情況及頂進(jìn)時(shí)箱涵的狀態(tài)。

（1）設(shè)備安裝調(diào)試：全面檢查液壓元件是否可靠，千斤頂功能有無異常，管路是否漏油，調(diào)整電接點(diǎn)壓力表和壓力繼電器的保安值，調(diào)整溢流閥的作用壓力，逐漸加大油壓力推動箱身，測定推力，檢查后背變化情況等。調(diào)整檢查工作結(jié)束后，確認(rèn)液壓系統(tǒng)可靠、電氣操縱靈敏準(zhǔn)確方可進(jìn)行試頂工作

（2）試項(xiàng)：試頂工作以頂動箱體為止，試頂時(shí)加強(qiáng)箱體中線，水平、縱向位移的觀察，同時(shí)注意觀察后背和底板的變化。試頂時(shí)須做到各有關(guān)部位及觀察點(diǎn)均設(shè)有專人負(fù)責(zé)，隨時(shí)注意變化情況。

3.5? 頂進(jìn)挖土機(jī)運(yùn)土

“先挖后頂、隨挖隨頂”，做到不間斷施工。在頂進(jìn)過程中，應(yīng)隨時(shí)觀測既有路基、線路和頂進(jìn)涵狀態(tài)的變化，確保既有線路的軌距、水平及方向正確及框架涵按設(shè)計(jì)位置頂進(jìn)。頂進(jìn)作業(yè)宜避開雨期施工。

4? 頂進(jìn)施工的注意事項(xiàng)

在頂進(jìn)施工過程中，可能會因?yàn)楦鞣N因素導(dǎo)致一些偏差，比如自然條件和土質(zhì)地質(zhì)條件等。預(yù)防這些偏差是在施工過程中一定要注意的措施。

4.1? 滑動支點(diǎn)設(shè)置

在頂進(jìn)施工時(shí)，隨著框架橋的不斷前移，橫梁（組）一端逐步深入頂板，此時(shí)應(yīng)在頂板上設(shè)置滑板作為橫梁支點(diǎn)，當(dāng)支點(diǎn)樁影響框架橋繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，拆除支點(diǎn)樁，將橫梁架設(shè)在框架橋上的支撐位置，需設(shè)置安全可靠的滑動點(diǎn)?；瑒又c(diǎn)對應(yīng)框架橋上的滑動線位須在框架橋上鋪設(shè)鋼板，支點(diǎn)底部設(shè)置四氟板，鋼板上涂刷潤滑油，橫梁在鋼板面上通過形成滑動支點(diǎn)，框架頂進(jìn)時(shí)框架端頭滑動支點(diǎn)隨框架一起推進(jìn)，在頂進(jìn)的過程中增加滑動支點(diǎn)，確保線路行車安全。

4.2? 防止偏差的措施

根據(jù)施工處基底土質(zhì)狀態(tài)來分析是否可能出現(xiàn)扎頭現(xiàn)象，結(jié)合地質(zhì)報(bào)告，并在開挖過程時(shí)隨時(shí)注意土質(zhì)變化。如某個斷面前后土質(zhì)差異很大，涵體就會在斷面處因受力不均而出現(xiàn)扎（抬）頭現(xiàn)象。本工程為砂質(zhì)土，在框構(gòu)的底板前端設(shè)置“船頭坡”，“船頭坡”一般寬1m，高0.1m～0.2m。“船頭坡”可以產(chǎn)生欠挖效果、減少基底原土層擾動，減少頂進(jìn)“扎頭”現(xiàn)象。在整個頂進(jìn)施工過程中，需要勤測量，勤分析測量數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握涵體狀態(tài)，并預(yù)測涵體以后的狀態(tài)。如通過高程測量發(fā)現(xiàn)扎頭現(xiàn)象并有加劇趨勢，首先應(yīng)增加涵體吃士量;如趨勢比較穩(wěn)就需繼續(xù)觀察;如趨勢變緩說明涵體行進(jìn)正常。在預(yù)制滑板時(shí)，頂進(jìn)方向做成一定坡度的上坡，也是減少頂進(jìn)“扎頭”的一種措施。

4.3? 防止線路橫移措施

為了防止線路橫移，結(jié)合鐵路線路的狀況、既有線的運(yùn)輸能力、頂進(jìn)橋涵處地質(zhì)、地下水情況及結(jié)構(gòu)的尺寸、刃腳構(gòu)造、覆土厚度、施工季節(jié)等情況綜合考慮，目前頂進(jìn)橋涵施工軌道加固常用方法有三種，即扣軌加縱橫梁加固方案、D便梁和工便梁加固方案，本工程采用工便梁加固，同時(shí)申請既有線行車速度降至45Km/h。

5? 結(jié)語

隨著國家物流、客運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，鐵路運(yùn)輸也日益繁忙，為了在確保鐵路運(yùn)營安全，最大限度的減少對繁忙干線鐵路運(yùn)輸?shù)母蓴_，越來越多的交叉工程采用了下穿的方式。本文通過對某下穿繁忙干線鐵路施工方案的分析總結(jié)，希望能夠給相似工程的施工方案的制定分析上提供一些參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李東興.鐵路既有線頂進(jìn)涵施工關(guān)鍵技術(shù)的分析[J].建材與裝飾，2019（10）.