浅谈高速公路下穿铁路立交桥的顶进监理

袁新伟

摘要：笔者作为江海高速公路JH-JL-3总监办的副总监兼第二驻地监理工程师，全面负责HA4标和RGI的监理工作。高速公路采用下穿的方式跨越铁路，具有安全、工期短、造价省、对铁路运营影响小的优点，在我省高速公路建设上是一次有益的尝试，可以促进我省交通事业多快好省的发展，取得良好的社会和经济效益。

关键词：高速公路

1工程简介

江都至海安高速公路是《江苏省高速公路网规划》中“五纵九横五联”横三的重要组成部分，全长99.772公里。我公司所监理的江海高速公路南通段，全长33.78公里，有两处下穿铁路立交桥，一处下穿新长线铁路，全长760m；另一处在下穿宁启线铁路，全长880m。两座下穿立交桥箱体均为宽2-12.25m、高6.30m的框架结构，顶板厚95cm，底板厚100cm，侧墙厚95cm。2孔箱体相互分离，箱身采用C40混凝土，中间有10cm的沉降缝。

高速公路下穿铁路施工，在江苏省高速公路建设领域尚属首例，成败与否事关重大。由于两座立交桥的施工方法类似，本文就以更具代表性且已成功实施的下穿新长铁路立交桥为例来阐述。

2本工程的重点和难点

工作量大、施工任务重，工期为120天，时间非常紧张；桥梁下穿铁路施工风险大、协调困难；地质情况差、地下水位高；铁路两侧地上、地下管线和不可预见因素多；深基坑作业（深度达8m），安全隐患大；箱体预制在冬季施工，属于不利季节施工；春运期间，铁路安全敏感度高，管理部门限制施工的措施多；本工程为高速公路下穿

铁路，箱体就位精度要求高。

经认真分析和研究，我们认为本工程的重点和难点自然也就是我们监理的重点和难点。

3施工准备阶段的监理

为了扎实有效的做好施工准备阶段的监理工作，我们重点从以下几个方面入手：

3.1做好技术准备，进行既有利于施工又能保证工程质量的合理变更

施工前施工单位和监理都进行了充分的技术准备，包括图纸会审、测量放样、材料检测、配合比验证、技术交底、安全培训、审查施工组织设计等。由于下穿铁路立交桥的施工是整个江海高速的节点和重点工程，重大方案实施前必须要召开方案审查会。在充分准备的基础上总监办组织召开了方案审查会，会上综合各方意见，对原设计进行了合理变更，方案审查时一致同意将箱体分3节制作，保证了工程的顺利实施。

3.2监督检查施工单位顶进前的施工准备工作必须做细做实

细节决定成败，关键环节的任何一个疏忽，都可能导致前功尽弃，全盘皆输。准备阶段的监理是任务量最大，在整个过程中最重要的环节，必须尽职尽责，做细做实。

要保持工作坑边坡的稳定和坑内良好的排水效果，这是保证正常施工的前提。

①基坑开挖前，在基坑上口周围设置截水沟。

②工作坑土方开挖前，提前布置深井降水。

开挖前对基坑进行降排水处理，降水采取以深井降水为主，局部采用轻型井点降水的方法，箱体顶进阶段在线路另一侧增设深井。

③保证基坑边坡稳定的措施

根据设计图纸及现场地质情况，挖土深8米左右，除了靠近铁路侧外边坡按1：1设置。下雨时采用彩条布和塑料布对基坑、线路边坡进行覆盖，防止雨水冲刷造成基坑坍塌。挖出的土方和施工材料堆放位置应距坑边不小于1m，高度不超过1.5m。

3.3狠抓落实保证铁路正常运营和安全的措施

本工程的难点就在于不影响铁路正常运营的前提下施工，安全责任尤其重大，督促施工单位不折不扣地落实保证铁路正常运营和安全的各项措施，乃是监理工作的重中之重。

①靠近铁路侧工作坑边坡设置

靠近铁路路基侧边坡按大于1:1.5分上下两层设置，中间留2米宽的台阶，而且采用拉森钢板桩支护，深度为15m。

②严格按图纸要求架设钢便梁，顶进前对现有铁路线路进行加固

箱体顶进前必须做好线路加固，箱体顶进时线路采用2组D16型，1组D24型钢便梁进行加固，钢便梁架设在钻孔桩及条形基础上。便梁架设完毕后即可进行线路下方土体开挖、箱体顶进等。

③开展现有铁路线路沉降的观测分析

开挖前在基坑开挖影响范围内的铁路路基设置沉降观测点并做好初始值的观测，设置范围为2倍基坑深度，间距10m。基坑开挖后每天派人观测路基沉降情况并做好记录，同时对线路边坡加强观察。

3.4顶进后靠的制作

顶进后靠采用钢筋砼分配梁结合拉森板桩及后靠配重压土而成。后靠分配梁采用C20钢筋混凝土制作，其截面尺寸为1.5×2m，分配梁与滑板联接成整体，其底标高在滑板顶面以下50cm。

3.5滑板制作

滑板设置采用20cm厚的C20砼面层，10cm厚碎石垫层；为增加滑床板与基坑底的摩擦力，在滑板内设置间距为4.0米的防爬锚梁，尺寸为40cm×30cm，滑板内设置钢筋网，防止顶进过程中滑板开裂。滑板表面涂黄油，再铺一层

油毛毡，然后在滑板上预制顶进箱体。

4下穿铁路箱体顶进阶段的监理

4.1顶进时线路下方土方开挖必须要按规范进行

线路下方土体开挖采用机械进行，人工配合，并设专人24小时对便梁及线路边坡进行观测及防护。挖土时严禁超挖，列车通过时停止一切作业，工作面下严禁站人。为防止路基塌方，开挖面两侧根据土质适当放坡。

4.2严格落实推进过程中防止“扎头”的措施

本工程箱体分3节制作，既有新长铁路下方箱体采用顶入法施工，顶进箱体长15m，先顶进北侧箱体，再顶进南侧箱体。为防止箱体顶进时出现“扎头”现象，滑板施工时沿顶进方向设置0.3%上坡，在滑板最前端设置1m长10%的“船头坡”，保证一开始顶进就形成上坡的趋势。超高可以采用挖土的方式纠正，一旦“栽头”，就会越栽越深，导致顶进工作彻底失败。

4.3防止沿前进方向左右偏位的措施

顶进时8台千斤顶由操作台统一控制，每台千斤顶的顶力又可单独调节。顶进过程中设专人对箱体的偏位、行程、高程全程监控，如发现左右偏位，行程不同步，可及时调整左右千斤顶的顶力来完成纠偏和同步，纠偏方法以调节两侧顶力为主。

4.4保护橡胶止水带的措施

由于砼箱体中预埋了橡胶止水带，为了保证在顶进过程中止水带不被损坏，顶进前将外露的止水带用槽钢包裹，槽钢焊接在预埋钢筋上，从实际使用效果来看非常理想。

4．5设备安装和调试

调试工作的目的是全面检查液压系统是否可靠，千斤顶功能有无异常，管路是否泄露等。调整溢流阀的作用压力，并逐步加大油压力推动箱体，测定起动推力，检查后靠的变化情况等。

4.6试顶

顶进作业开始前应必须再次全面检查顶进前必须做好的准备工作，经检查合格无误后，再经过试顶验证，使箱体与底板分离。试顶工作以顶动箱体为止，因此在试顶时要加强箱体中线、水平和纵向位移的观察，同时还要注意观察后靠和底板的变化。

4.7顶进施工

顶进即是开动高压油泵，使千斤顶受液压力而产生顶力，推动箱体前进，箱体前进一镐后使千斤顶的活塞回复到原位，在空挡处填放顶铁，以待下次开镐，如此循环反复，直到箱体就位为止。

为保证箱体顶进质量，必须对顶进过程严格控制，顶进工作是决定成败的最关键也是最后一环，安全隐患比较突出，作为监理，要重点监督施工单位严格执行如下制度，顶进时监理要全过程旁站，认真记录、收集和整理第一手资料。

4.7.1 顶进时必须对各观测点进行仔细观测，发现异状，应立即停止顶进，待问题处理后再顶进作业。

4.7.2 顶进中必须做到随挖随顶，挖好的工作面不得长时间暴露，严禁超前挖土。

4.7.3 顶进过程中派专人对路基边坡进行监测，发生异常情况时，通知所有作业人员撤离危险区，并向开来的列车发出停车信号。

4.7.4 顶进利用列车运行间隙进行，列车通过时暂停挖土。

4.7.5 挖土机械派专人监护，处于铁路下方作业时，铲斗不得碰撞便梁或箱体主体结构。

4.7.6 严禁施工人员接近或跨越顶铁，或站在已经就位的顶铁上。

4.7.7 顶进过程中，每当油泵油压升高5~10Mpa时，应停泵观察，若有异状，应及时处理。

4.7.8 顶进前，应首先调试各台顶镐油泵出油量，以保证各台顶镐能够共同工作。

4.7.9 顶进过程中，必须用经纬仪和水平仪进行全程跟踪测量，每顶进一次测量一次，方向测量随时进行，根据方向调整好顶镐顶力，随时纠偏。

4.7.10 顶进过程中，顶铁与顶杆须处于同一轴线上，为防止顶杆过长失稳，应将顶铁用高强螺栓连接，顶铁每隔4米设一道横向联结系，以提高横向稳定性。

4.7.11 在箱体顶进过程中，加强对箱体两侧路基的处理以减少箱体对现有铁路路基的拉动，确保顶进质量及线路的安全。

4.7.12 备足钢轨桩、木板、道砟、枕木、草包等应急材料，防止边坡塌方。

4.7.13 箱体顶进到位后，便梁拆除前要做好路基稳定的保护工作。

4.7.14 箱体顶进后，箱体两侧的三角区要及时回填，避免塌方。

4.7.15除列车通过外，顶进施工要24小时不间断进行，以减少对铁路安全的影响，并且防止箱体顶进过程中因长时间停滞而产生不均匀沉降。

4．8 应急处理措施

安全第一、预防为主，考虑到本工程的特殊性，我们督促施工单位制订了完善的应急处理措施，以保证能够从容应对各种突发事件，为工程的顺利实施提供安全保障。我们要求施工单位制订了人身安全事故、便梁倾覆、路基塌方、挖断电缆、断轨等几个有针对性的应急处理措施。

5高速公路采用下穿铁路施工的优点

5.1最大限度缩小了对铁路运营的影响

如果采用预制工艺，基坑开挖、地基处理、浇筑底板、搭设支架、立模、绑钢筋、浇筑墙身和顶板砼、养护到设计强度，整个施工过程最快得3个月，对铁路安全运营影响非常大。而且，如果采用预制，3个月期间工人、设备始终在掏空的铁轨下工作，安全根本无法保证。而采用顶进工艺，顶进一个箱体实际所用的时间仅为33个小时，行程为32.6m，平均每小时顶进1m。由于预制是在铁路路基外侧进行，对铁路安全运营的影响就降到了最小。

5.2降低了公路填土高度，避免设置高架桥

铁路路基本身比较高，轨顶高出原地面4m左右，铁路两侧有杆线，如采用高速公路上跨铁路，净空要求比较高，桥梁净高在20m左右。比较起来，无论采用搭设支架现浇还是预制吊装，施工时安全隐患更大，对铁路运营的影响周期也更长。采用高架桥，桥梁长度必将大大增长，而且接线部位必然是高填土，考虑到路基放坡，路基宽度会大大增加，必然会占用更多的土地资源，江苏省是经济发达、人均土地很少的省份，节约土地显得尤为重要。采用下穿铁路的方式，由于不放坡，占用土地比正常填土路段还要少，大大节约了土地资源，经济效益和社会效益均比较明显。

5.3为同类工程的施工积累了经验

由于做了充分的准备，顶进工作相当顺利，顶进误差也非常小，中线偏位只有1.8cm，规范允许15cm，高程误差为+8cm，规范允许+4~-15cm，顶进完成时高程超出规范4cm，考虑到目前箱体只承受自重，还未承受铁路传递下来的荷载，根据经验，我们预留了10cm左右的沉降量，从顶进结果来看，非常成功。因此，高速公路下穿铁路施工虽然难度大，只要精心施工，顶进质量还是能够保证，这必将为江苏省同类工程的施工积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)；

[2]《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)；

[3]《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；

[4]《铁路桥涵施工规范》（TB 10203-2002）；

[5]《铁路桥涵工程质量验收标准》（TB 10415-2003）；

[6]《中华人民共和国铁路法》；

[7]《铁路工程施工安全技术规程》；

[8]《铁路工务安全规则》；

[9]《铁路运输安全保护条例》；