西三路下穿陇海铁路框架桥顶进施工技术探析

张 选 锋

(中铁一局集团陕西华营工程建设监理有限公司，陕西 西安 710054)

西三路下穿陇海铁路框架桥顶进施工技术探析

张 选 锋

(中铁一局集团陕西华营工程建设监理有限公司，陕西 西安 710054)

结合蔡家坡西三路下穿陇海铁路立交工程实例，对既有线顶进框架桥施工从工作坑、框架预制、线路加固、框架顶进等关键环节进行了论述，总结出了框架顶进施工工艺关键卡控点。

工作坑，框架预制，D型便梁，线路架空，顶进

1 工程概况

蔡家坡经济开发区西三路是一条连接南北向交通的重要道路，担负着老城区与新城区的交通纽带。但由于陇海铁路自东向西穿越整个区域，地理上把蔡家坡分为南北蔡家坡；建设西三路下穿陇海铁路立交，是蔡家坡经开区交通运输和城市发展的迫切需要。

框架下穿区域地下水位较高，在场区内20 m深度范围内存在的②层粉土～粉质黏土具有震动液化性；地下水埋藏较浅，属潜水类型，水位年变化幅度2 m～3 m。

新建西三路道路于陇海上行线K1202+911.5处下穿，新建立交处铁路位于曲线半径为1 000 m的曲线上，该处铁路为电气化铁路，双线无缝线路，允许行车速度为160 km/h，铁路纵坡为0.3‰的上坡，位于路堤段，路堤高0.3 m～0.7 m；陇海线有2股道，陕汽专用线有Ⅰ股道，60 kg/m钢轨，线间距4.75 m和5.51 m,有砟轨道、砕石道床，斜交角度70°。采用1-16.7 m框架桥。框架桥主体采用C45钢筋混凝土，其结构尺寸为：边墙正交宽度1.2 m,顶板厚1.1 m，底板厚1.2 m,正交净宽度15.7 m，净高度不小于4.5 m。

下穿铁路框架采取现场预制，由于立交框架轴线与陇海铁路线斜交角度70°，因此采用(16 m+24 m+16 m)便梁一次架空线路顶进框架；线路一次架空56 m；该工程施工步骤见图1。

2 工作坑、框架预制

2.1工作坑

1)施工顺序：止水帷幕施作完毕→井点降水→基坑逐节放坡开挖→基底平整→基坑排水。

2)由于处于蔡家坡车站下行咽喉区，工程施工区域内线缆较多；故在基坑开挖前，要探明地下信号电缆、通信光电缆位置进行割接改移、防护；对杆式变电站、低压电线杆、接触网采取过渡措施；且同时与上述铁路设备管理单位签订相关协议，并办理施工许可手续，得到铁路产权单位许可后方可进行施工。

3)顶进工作坑采用机械开挖土方，人工修整，机械开挖前必须先人工探挖，确认无任何电(线)缆后方可开挖。

4)工作坑机械开挖至基底顶面标高60 cm时，采用人工开挖修整；工作坑边坡防护采用盛土编织袋码砌筑。

5)工作坑底部两侧设60 cm×30 cm,h=30 cm排水边沟，以2%坡度排向其北侧两边集水坑；基坑底部北侧左右两边各设置一个280 cm×300 cm,h=210 cm的集水坑，用潜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

顶进后背采用φ120 cm防护桩、3.0 m厚M10浆砌片石后背墙。

2.3滑板施作

1)施工顺序：基坑清理→夯填碎石层→钢筋混凝土滑板→润滑隔离层施工。

2)人工清理基坑到底后夯填10 cm厚碎石垫层，防止滑板不均匀下沉。

3)再施作滑板之下的纵向、横向C35钢筋混凝土地锚梁，以此来增加滑板的抗滑能力；滑板施作完毕后施作导向墩，用以控制框架顶进的中线偏离。采取在滑板面设5‰的上坡，防顶进扎头，来控制框架的顶进高程。

4)滑板润滑隔离层由下向上铺设顺序为：铺石蜡(掺25%机油)一层、M10水泥砂浆抹面2 cm、滑石粉一层、塑料薄膜一层、铺石蜡(掺25%机油)面层。

2.4框架预制

1)在底板的前端设上仰的“船头坡”，坡长为1 m，坡率为5%，以此来防止顶进时出现“栽头”。

2)钢筋先绑扎底板及边墙竖向钢筋，浇筑完底板混凝土再绑扎边墙其他钢筋，待模板安装好后再绑扎顶板钢筋；混凝土浇筑时专人看管钢筋并及时对钢筋复位矫正。

3)框架混凝土浇筑施工分两阶段进行，先浇筑底板，再浇筑边墙及顶板混凝土。

4)混凝土浇筑完毕，进行草袋覆盖浇水养护，养护时间不少于14 d。

5)施工缝处理：框架边墙与底板混凝土施工缝处应凿毛并用水冲净；二次混凝土前先浇一层同强度等级的水泥砂浆。

6)防水层施工：框架混凝土强度达到设计强度后进行防水层施工，防水层顶板采用二毡三油甲种防水层，侧板涂热沥青二度。

3 线路的加固

蔡家坡西三路下穿立交顶进框架箱涵工程线路加固包括：线路架空、无缝线路应力放散与锁紧。

3.1线路架空

西三路线路架空平面图见图2。

1)线路加固施工顺序：测量放线→设置防护人员→挖孔桩成孔→挖孔桩灌注→无缝线路应力放散→内侧纵梁就位→横梁就位→外侧纵梁就位→固定钢轨→线路调整。

2)挖孔桩施工。支墩挖孔桩同时展开施工。开挖前在孔周围施作临时性挡碴墙；边开挖边护壁，确保施工安全。因系富水地区，地下水位埋深较浅，孔内排水、通风及设备用电安全要尤为重视；在浇筑支墩混凝土时要进行成孔检查，确保孔桩的平稳受力。

3.2架空线路

线路架空采用D型便梁，每股道架空施工分三次(每次120 min)封锁施工，第一次封锁用汽车吊将施工便梁所有材料吊至路肩上，同时调整轨枕距离；第二次封锁将施工便梁的各纵、横梁人工搬运至组装位置，第三次封锁安装D型便梁，恢复线路。

1)线路架空前先要调整轨枕距，按“隔六抽一”的原则调整好轨枕间距。然后扒除此段部分道碴并穿入横梁，用定位角钢定位横梁，同时垫好3 mm厚绝缘橡胶垫，拧紧钢轨扣件。清理横梁两端头及以外的道碴，就位纵梁并安装连接板及牛腿；临时松开钢轨扣件，待纵、横梁连接完毕后再固定钢轨扣件。

2)安装D型便梁斜杆等联结系统等，完成后恢复线路。

3.3无缝线路的加固

线路为无缝线路，委托区段所属工务段进行无缝线路的应力释放、加固及锁定。

4 框架箱涵顶进

4.1顶进设备

1)按目前设计的框架长26 m计算，框架最大顶力约为5 305.3 t，单个顶程31.03 m;根据顶推力来配置千斤顶及油泵等设备，千斤顶与框架前进的轴线呈对称分布;顶推方向与框架前进的方向一致，框架与前进方向斜交，则在千斤顶顶推点设置三角形楔块，后背墙安装千斤顶的位置也必须与千斤顶垂直；根据最大顶力以及工作坑有效尺寸等计算得出：顶进设备采用YDG400A-500油顶，共布千斤顶19台，千斤顶一次均匀、对称、布设。

2)顶铁、顶柱、横梁按顶程配置安装。

4.2顶进前准备工作

1)顶进前采用人工开挖横槽探测管线，并按设备管理单位要求的措施进行保护，确保铁路行车安全。

2)顶进前需满足的条件：框架混凝土强度达到100%、已安装并调试好顶进设备、架空加固完成、试顶成功。

4.3框架顶进

4.3.1顶进取土施工

挖土作业采用人工配合小型挖掘机开挖，小型三轮车运输出土，人工修整基底，挖土应根据土层性质适当放坡，以保证作业人员的安全，严禁挖“神仙土”。

顶进挖土施工遵循以下规定：

1)开挖进尺、开挖面坡度根据土质情况、线路加固情况和千斤顶的顶程确定；每次开挖进尺50 cm左右，掌子面不得有反坡。

2)列车通过时，停止开挖；人员应撤离到安全位置；一旦挖土或顶进过程中发生塌方，影响行车安全时，迅速组织抢修加固，并按《铁路技术管理规程》的要求对线路作有效防护。

3)开挖作业人员要与观测人员密切配合，随时根据框架顶进方向和水平偏差，采取超欠挖措施进行纠偏。

4.3.2基底检查处理

1)基底清理、整平后进行地基承载力试验；如地基承载力不满足设计要求须采取加强措施；

2)因施工区域地下水丰富须作好基底抽排水，避免带水顶进作业；

3)基底开挖的标高控制：原则上同框架底板保持一致；顶进过程高程控制亦可通过基底标高超欠挖来控制。

4.3.3框架顶进

1)顶进作业前须检查液压系统、顶柱安装和后背变化情况等；挖运土方与顶进作业循环交替进行，每完成一个顶程须切换油路，并将顶进千斤顶活塞拉回复原，补放小顶铁，更换长顶铁，安装横梁。

2)中线、水平测量：在顶进施工中，框架中线、水平的测量控制至关重要；顶进与测量紧密配合，随时掌握框架顶进的中线、水平状态。

3)接长顶柱：框架顶进一定距离后应接长顶柱，传力柱加压钢轨砂袋等加固防止起拱，传力柱接长至3 m～5 m时，视情况加设工字钢横梁，平均分配顶力。顶柱要与顶力轴线同轴，与横梁垂直。

4.4拆除加固设备、恢复铁路线

拆除D型便梁利用天窗时间进行，首先在便梁范围内填上道砟，拆除横梁下斜杆及连接系，换上轨枕，上紧扣件，捣固道床，移动牛腿和连接板、挡砟板，移出一片纵梁，抽取横梁，移出另一片纵梁，放轨枕；拆除完毕后，经铁路局设备管理单位现场确认达到列车放行条件方可开通线路。

5 总结

5.1线路加固方面

线路加固是该工程安全控制的关键，通过该工程的顺利实施总结关键措施：

1)D型便梁架设安装后详细检查零部件是否安装齐全、正确，螺栓是否松动，线路水平方向是否符合《铁路线路设备大修规则》之相关验收标准(轨距误差+6 mm,-2 mm，水平误差不超过4 mm，方向用10 m弦量，误差不超过4 mm)。

2)架空后线路必须加强日常检查；每一次列车通过后都必须进行全面检查线路及加固设施。

5.2顶进施工技术措施

框架箱涵顶进是重点、难点，通过该工程的顺利实施总结关键措施：1)开挖顶进作业要做到随挖随顶；整个作业过程要对铁路线路进行监控量测，及时处理线路安全隐患保障线路状态良好。2)纠偏措施：水平纠偏：一是在滑板上设置5‰上坡；二是在框架底板设置“船头坡”，用以防止框架“栽头”。以基底土层的超欠挖来实现框架水平纠偏。可通过调整控制千斤顶油压和两侧土体的超、欠挖来实现对中线的纠偏。

6 结语

该框架桥线路架空后在行车速度45 km/h条件下,D型便梁整体结构稳定可靠,纵梁实际挠度在列车通过时在10 mm以内；顶进过程按预期完成，实现了建设单位预定建设目标。实践证明,科学组织、合理的施工方案和技术措施是工程顺利实施的技术保障。

[1] TZ 203—2008,客货共线铁路桥涵工程施工技术指南[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

张选锋(1975- )，男，工程师