新长铁路多孔顶进涵施工技术

何晓东 ，赵乾 （中铁四局集团有限公司，安徽 合肥 230023）

0 前言

随着我国经济的快速发展，城市化的进程不断加快，城市规模也愈来愈大；快速的城市扩张致使原来位于市郊的铁路逐渐被城市包围。这样许多规划的新建城市道路与既有铁路交叉，需下穿或上跨既有铁路形成立体交通；但因投资规模等客观原因所限，下穿既有铁路成为普遍选择。同时随着城市交通的发展，为满足城市双向多车道的交通需求，下穿道路的结构形式也由单孔框架箱涵逐渐演变到多孔框架桥涵。面对愈来愈多的多孔框架桥涵下穿既有铁路施工，如何在保证铁路运输安全与运行速度条件下，合理选择安全可靠、对铁路影响最小、最便于组织实施的施工方法，值得认真研究和探索。本文以下穿既有新长铁路4孔框架桥的顶进施工为例，提供一种可借鉴推广的此类施工方法。

1 工程概况

新长铁路为既有干线非电气化铁路，设计速度120km/h；每天通行货车20列，客车15对。因盐城市发展需要，新建城市干道与新长铁路空间交叉，规划下穿通过新长铁路形成立体交通。

该下穿立交为（4+8+8+4）m框架桥，4个分立式钢筋混凝土箱体，框架桥中轴线与新长线斜交66。。框架桥顶位于新长线轨顶下0.8m，框架主体设计为C45钢筋混凝土。桥址处地下水丰富，埋深较浅，仅1.3m；地质情况较差,地表以下主要为淤泥质粉质粘土软弱土层。

2 施工难点及方案确定

2.1 施工难点

2.1.1 架空线路

在不中断铁路运营条件下施工下穿立交，必须采取架空线路的施工方法保护既有铁路。目前我国既有线路运营状态下架空线路（或加固线路）主要有吊扣轨梁、工字钢束梁(单/双层)、工字钢吊梁、D型便梁等施工方法。

该下穿立交框架桥沿线路方向长度32m，结构跨度较大，吊扣轨梁加固线路法仅用于小跨度架空线路，不适用此处；工字钢束梁(单/双层)、工字钢吊梁架空线路法存在被加固线路刚度不足影响行车速度、操作繁琐费时且封锁要点较多影响行车，也不适用。D型便梁法架空线路具有跨度较大、操作简单快捷、加固的线路刚度大、对列车通过速度限制较小等优点，适用于此处。

但D型便梁为定型工业产品，最大孔跨仅为24m，如何满足32m长的架空线路要求，是需要解决的第一个难点。

2.1.2 支座基础

桥址处新长铁路的路基下为淤泥质粉质粘土地层，若D型便梁支座基础采用常规的扩大基础，则无法提供所需的承载力。

若在D型便梁支座下直接采用钻孔桩承台基础，可满足承载力需求，但桩基施工占空间较大，侵入铁路安全限界，影响列车运行，无法实施；若采用挖孔桩承台基础，经计算桩长30m,地质条件差又在轨面下作业，对路基的安全稳定性差，作业条件受限且施工安全风险高，也无法实施。

如何提供D型便梁所需的支座基础，是需解决的第二个难点。

2.2 解决思路

D型便梁的最大孔跨，虽不满足32m长的架空线路要求；但该下穿立交为（4+8+8+4）m框架桥，且设计为4个分立式箱体，可以采取分步施工的方法，逐个实施。

受软弱地层所限，D型便梁所需的支座基础不能采用扩大基础；受铁路安全限界、钻机操作及施工作业空间所限，不能在D型便梁支座下直接采用钻孔桩或挖孔桩承台基础；考虑采用横抬梁两端与钻孔桩连接形成门式基础，作为便梁的支座，在横抬梁上安装D型便梁架空线路。

因满足安全操作距离要求的钻孔桩基础，距离铁路较远；致使横抬梁跨度较大。经计算，横抬梁高2.5m、宽3.5m，但梁下地层仍需进行高压旋喷桩加固，在满足门式基础安装D型便梁后承载力要求的同时，又能够起到框架范围取土时稳定既有路基土体作用。

2.3 总体方案

受D型便梁支座基础和D型便梁跨度所限，本工程采用门式支座基础与临时支座扩大基础相结合，分步安装D型便梁，并分步架空线路，分步顶进框架桥涵的总体施工方案。计划首先在线路两侧施作扩大基础，安装D型便梁架空线路，加固1#、2#、3#横梁下地基并施作横梁及钻孔桩基础；随后利用1#、2#、3#横梁安装D型便梁架空线路，顶进1号、2号箱涵；再利用2号箱涵和3#横梁，安装D型便梁架空线路，凿除2#横梁腾出3号箱涵空间，并顶进3号、4号箱涵；最后利用已顶进箱涵和线路两侧扩大基础，安装D型便梁架空线路，凿除1#、3#横梁。

3 现场施作

3.1 主要施工流程

施工准备→工作坑施工→箱涵预制、线路加固、临时扩大基础和横梁施工、便梁架设→1、2号箱涵基础→1号箱涵顶进→2号箱涵顶进→便梁纵移→3、4号箱涵基础→3号箱涵顶进→4号箱涵顶进→两侧回填、线路加固→便梁拆除→恢复线路。

3.2 工作坑施工及箱涵预制

工作坑及箱涵制作均采用常规方法施工，滑板和后背梁一次浇注成型，滑板设计为布袋桩+20cm厚碎石垫层+30cm厚混凝土结构，严格控制滑板顶面平整度，滑板顶面涂刷约2mm厚石蜡油润滑层，石蜡油凝固后表面洒一层滑石粉，上沾铺沥青卷材作隔离层。

3.3 临时支座基础施工

先利用封锁点，对施工地段无缝线路应力放散。考虑到施工期间D型便梁需多次安装，共设12个临时支座扩大基础，作为小跨度架空线路的D型便梁支座基础。在封锁点内由人工开挖、浇注混凝土成型，顶部预埋钢轨桩作D型便梁纵横向限位装置。

3.4 架设D型便梁

采用D16+D24+D16型便梁架空线路，为下步施工横抬梁做准备。施工区域紧邻市政道路，D型便梁构件由汽车直接运至施工现场，采用吊车由人工配合的方法安装就位，吊便梁构件、穿入横梁、安装主梁等均在封锁点内完成。横梁如与轨枕冲突时，适当调整轨枕间距。便梁就位后及时安装限位装置，防止D型便梁纵横向移动，D型便梁架设后线路限速45Km/h；若线路有不同通过速度要求，可选择满足通过速度要求的D型便梁。

3.5 横抬梁施工

D型便梁架空线路后，进行横抬梁（支墩便梁）下高压旋喷桩施工。支墩下钻孔桩及横梁下高压旋喷桩按邻近营业线及营业线要求施工。路基拉槽、高压旋喷桩施工、绑扎钢筋等均利用列车间隙作业，横梁混凝土浇注在封锁点内进行。

3.6 箱涵顶进施工

3.6.1 顶进1、2号箱涵

利用横抬梁架空线路，顶进1、2号箱涵。封锁点内将D型便梁解体后，再重新安装D型便梁至1、2、3#横抬梁及临时基础上架空线路，顶进1、2号箱涵。

3.6.2 顶进3、4号箱涵

利用已顶进2号箱涵及3#横抬梁架空线路，顶进3、4号箱涵。将D型便梁解体后，再重新安装D型便梁至2号箱涵顶部、3#横抬梁及临时基础上，架空线路，凿除2#横抬梁，顶进3、4号箱涵。

3.6.3 顶进常规施工

每孔箱涵顶进前均要进行试顶，主要检查顶进设备的液压系统和传力设备是否正常，顶力是否均匀，后背、滑板及箱体有无异状。以箱身启动为标准，油泵逐渐加压，当油压升高5MPa时停泵观察，千斤顶活塞伸出是否正常，顶柱是否压紧等，发现异常及时处理，无异常可再开泵并记录数据。试顶完成后再次全面检查，各部位情况良好便可进行顶进作业。

每顶进一镐测量一次，发生轴线偏差时，主要以调节两侧顶力方法进行纠偏，应坚持勤纠、早纠、缓纠的原则，确保各孔箱涵轴线偏差符合要求。

每安装一节顶柱，均要检查顶铁与顶柱是否处于同一轴线上，为防止顶柱过长失稳，顶柱之间安装型钢定位卡距，顶柱接头断面处采用2cm厚钢板作横向联结系，以提高横向稳定性。为保证顶进方向准确，利用箱涵之间15cm间隙，设宽高均为10cm混凝土导向墙，导向墙与箱涵之间涂刷石蜡油。

3.7 恢复线路

箱涵顶进就位后，封锁点内浇注箱涵与路基、各孔箱涵之间混凝土，涵背过渡段回填等作业；同步凿除横梁、拆除便梁、补充道砟、养护线路、无缝线路焊接等工作，经工务检查确认后，取消慢行，恢复线路。

4 注意事项

①顶进3、4号箱涵时，D便梁支垫于2号箱涵顶部，并在2号箱涵内设置临时支撑进行受力转换，防止2号箱涵不均匀受力开裂。

②箱涵基础设计为布袋桩加固，但2#横抬梁下高压旋喷桩连续墙位于3号箱涵位置；故3号箱涵底板存在两种不同的基础加固，易产生不均匀受力。施工中需注意该部分处理方法及措施，防止3号箱涵因基础软硬不一，产生受力不均。

③施工期间必须制定监控量测方案，加强对运营线路、后背梁体系和便梁体系的监控量测，确保铁路运营及施工安全。

5 结语

本工程采用门式支座基础与临时支座扩大基础相结合，分步安装D型便梁，分步架空线路，分步顶进框架桥涵的总体施工方案，有效解决了软基区域多孔大跨度框架桥涵顶进施工的难题，为类似工程的施工提供了有益的借鉴。