D形便梁在箱涵顶进施工中的应用

杨志国

（中铁十八局集团公司 天津）

一、引言

近年来，既有线铁路为增大运能，提高列车运行速度，相继进行“平改立”施工，即利用顶进法施工将平交道口改为立交箱涵。传统的既有线箱涵顶进施工采用纵、横向工字钢梁架空加固线路存在弊端：一是线路稳定性不利，覆土部分容易坍塌，危及路基稳定，严重时须拦停列车，影响铁路运能。二是框架箱涵顶与覆土之间的摩擦阻力使得顶进液压系统负荷增大，顶进效率降低，延长顶进周期，且在顶进过程中中线偏移及高程控制较难，箱涵就位效果不理想。三是工字钢与框架桥间的枕木垛支设及移动需耗费大量的劳动力，而实际顶进工作作业面较狭窄，相对工效较低，且易发生碰挤剐蹭等人身伤害甚或撞击坠打等伤亡事故。四是不适用于大跨度箱涵。应用D形便梁可解决上述问题，尤其是目前为了满足列车提速需要，在短期内实施平改立，D形便梁在箱涵顶进施工中的优势越来越明显，可大大减少慢行时间，缩短工期，降低成本。本文结合神朔铁路与大准铁路施工的实际经验，对D形便梁架空加固线路进行探讨。

二、实例工程概况

大准铁路平改立工程，共有10处1～5 m顶进框架箱涵，四公司负责施工的有两座，其中心里程分别为K104+023和K105+098处，均与线路正交，位于内蒙古凉城县境内。涵内不计路面结构层净高为4.7 m，每座箱涵重310 t，顶进距离12 m，采用D20型施工便梁对既有线进行加固，D梁支墩采用底圆2.5 m，上圆1.5 m，深2.5 m的钢筋混凝土结构。箱涵两侧浆砌片石护墙、C25混凝土路面引道共计350 m。线路为无缝线路，设计要求顶进后需进行1.5 km范围内的应力放散。K104+023处箱涵两侧引道为曲线形式，为便于施工，提议于K104+020里程处布置工作坑以取直道路，报经业主单位同意后实施。

三、D形便梁线路加固的施工方法

1.施工准备

（1）测量定位。确定框架箱涵顶进轴线与线路中心交点及D形便梁支墩（4个）位置，测量轨面标高且根据轨底标高确定箱涵基础开挖深度。

（2）地下设施探明。联系工务、车务、电务、通信等部门并与其签订安全协议，开挖探沟，探明地下既有水管、电线、光缆等，将光、电缆挑出后，用槽钢对扣浅埋于路肩，妥善保护。

（3）严格交底制度。每项工序开始前务要对技术人员、施工人员进行逐级的详细安全交底和技术交底。

2.基础支墩施工

4个支墩对称设置于线路两侧路基，根据垂直于线路的轨底高程确定开挖深度，采用挖孔桩施工，利用钢护筒作为挖孔支护，随挖随下沉，避免塌方而影响行车安全。开挖至设计标高后，做好垫层，安放钢筋笼，灌注混凝土。支墩强度达到一定强度后方可取出护筒，将间隙填土夯实，而后用软土覆于支墩表面，待D形便梁架设时利用。

3.D形便梁的架设

D形便梁加固线路示意图见图1。

图1 D20型施工便梁线路加固断面示意图

（1）D形便梁架设的施工工序：轨束梁扣轨加固线路→支墩施工→拆除轨束梁安设横梁→D形便梁纵梁吊运到位→纵、横梁联结。

（2）确定D梁位置及就位尺寸。利用水平仪精确找平支墩顶面，确定支墩与D形便梁支座的高差，采用横梁及一定高度的钢支墩调整。用墨线弹出D形便梁主梁（纵梁）就位尺寸，红油漆明确标识。

（3）D形便梁吊装就位，联结横、纵梁。D形便梁架设需申请封锁要点，接触网停电并接地。按照“隔6抽1”的原则抽换轨枕为D形便梁横梁，要求横梁的位置与轨枕位置一致，间距适当均匀。布置好吊车位置，用平板车将纵梁拉至现场后，分两次把D形便梁纵梁吊装就位，安装联结板及牛腿，上满高强螺栓，连接牢固，最后安装横梁上的走行轨组合扣件，固定钢轨，点后恢复线路，以45 km/h限行。纵、横梁连接时须加塞绝缘橡胶板，严防D便梁联电。

4.D形便梁的拆除

（1）D形便梁拆除的施工工序：回填片石、道碴→解除D形便梁纵、横梁连接件→移除纵梁→抽换横梁→补碴、整道→恢复线路（应力放散）

（2）便梁拆除，恢复线路。框架箱涵顶进就位后，即进行D形便梁拆除，仍得利用“天窗”时间。首先在便梁范围内利用人工搬运事先装袋的石碴（有条件时可开设临时马道，利用小型装载机铲运）回填线路，拆除横梁连接系，松动牛腿和连接板，吊车吊出一片纵梁，抽换横梁为轨枕，调整间距，方正轨枕，移出另一片纵梁。拆除完毕后，及时恢复线路，根据既有轨道静态几何系数进行轨向、轨距、水平、高低等调整，捣固密实，经运营单位现场配合人员确认达到放行条件方可销点放行，并根据铁路工务安全规则要求，实行梯次提速直至恢复正常运营。经整修养护线路，根据轨温量测情况确定是否进行应力放散（无缝线路），若需待完成应力放散后逐渐恢复至正常速度。

四、施工安全措施

（1）施工前办理工务、车务、电务、通信等部门的会签手续，提报施工段线路慢行计划（包括施工区段、封锁时间、限行速度等），并按规定设好标识牌。

（2）D形便梁架设期间，对既有线施工作业人员进行系统的行车知识和规章制度教育，制定和落实各岗位人员的安全责任制。现场指挥、驻站联络员和施工防护员等关键岗位人员，必须经考核合格后方准上岗任职。

（3）安排专业人员对施工区路基纵横方向的边坡进行监控巡查，及时排除安全隐患，保证施工人员及机具的安全。设置专职检查员，经常检查轨底胶垫，各部连接螺栓，发现松动移位及时紧固纠正。

五、结束语

（1）采用D形便梁加固线路，线路安全稳定性提高，列车限速由传统加固的15 km/h提高至45 km/h。列车通过能力明显提高，减少了因施工对铁路运营的影响。

（2）D形便梁架空加固线路，可以进行全断面分段（一般≤1 m）挖土，箱涵无来自线路上部荷载，顶进阻力相对较小，能克服传统“吃土”顶进出现“扎头”或“抬头”现象的发生，减少顶进失误，提高工程质量。

（3）架设D形便梁，框架箱涵预制工作坑可靠近线路预制，有效减少顶进行程，缩短顶进工期。且其较轨束梁加固线路减少了线路养护维修与防护加固的工作量，创造明显的经济效益。

（4）关于D形便梁加固的施工，虽然现正逐渐被应用于各既有线“平改立”工程中，但其施工方法，尚有待于具体施工中不断总结，进一步完善、规范。尤其在既有线路基土质不好、易出现大塌方地段，更值得深入探究。

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