大礼路下穿京九铁路框架桥顶进施工分析

（北京新航城开发建设有限公司，北京 102604）

1 工程概况

大礼路道路及管廊工程是保障北京大兴国际机场运营的重点市政配套，是联通临空经济区东西片区、大兴国际机场、商务区、综保区的重要城市主干道，全长约14.9 km，穿越京九铁路、中堡干渠等重大节点，总投资约55亿元。下穿京九铁路立交工程包含市政交通框架桥、综合管廊框架桥和雨水方沟框架桥三座顶进立交桥，与京九铁路下行线的交角为84.4°。下穿京九铁路立交工程施工平面图如图1所示，下穿京九铁路立交工程框架桥施工图如图2所示。

图1 下穿京九铁路立交工程施工平面图

图2 下穿京九铁路立交工程框架桥施工图

2 工程难点及工序分析

2.1 工程难点

（1）铁路级别高，安全风险大。

下穿京九铁路属于双线电气化铁路，为国家Ⅰ级铁路干线，安全风险较大。

（2）铁路设备迁改范围大。

铁路两侧施工区域地下有各种铁路信号、通信电缆、地方光缆，京九线是电气化铁路，在施工范围内有329#～332#电气化钢筋混凝土接触网杆均受影响，需要过渡改移。

（3）运输影响大。

由于三座框架桥同时顶进，线路加固、桥体顶进施工影响范围大。

（4）顶进难度大。

本工程桥总宽为95.753 m，长度为30.243 m，长细比较大，三座框架桥均采用分体设计，同时顶进就位，并设置50 cm缝隙。

（5）顶进误差控制要求高。

框架桥顶进过程中，为保证行车安全，确保线路加固体系稳定，应控制顶进误差，防止应力过大使桥体出现裂缝，保证土体稳定，不发生塌方现象。

2.2 施工工序

施工准备→后背桩、冠梁施工→工作坑开挖→锚梁、滑板施工→框架桥及雨水方沟底板钢筋、混凝土施工→框架桥及雨水方沟墙身及顶板钢筋、混凝土施工→养护、拆模、防水及其保护层施工→三桩体系施工→顶进设备安装及调试→铁路路基注浆及线路加固→顶进施工→拆除线路加固、刃脚补齐施工→现浇段框架桥及雨水方沟施工→框架桥及雨水方沟附属工程施工→现场清理、竣工验收。

3 工程施工保障措施

3.1 路基注浆保障措施

注浆技术是在道路上钻孔植入注浆管，通过注浆压力将浆液挤入土体，充填或压缩周围土体，提高土体密实度和承载能力。注浆加固技术在道路建设及养护工程中应用广泛，采用该项技术对运营期道路沉陷等病害进行维修，避免了大填大挖，具有施工工艺简单、对交通运营干扰小等特点，确保了公路运营的安全、舒适、畅通，维修加固成本较低。

为了防止路基在顶进过程中坍塌，本工程路基注浆范围为沿铁路线路方向框架桥范围、两边墙体外缘外侧各15 m范围，进行路基注浆固化处理。沿垂直铁路方向铁路中心线两侧各15 m范围，进行路基注浆固化处理，沿铁路方向注浆长度为125 m，垂直铁路方向为34 m。注深须渗透至框架桥底板底以下3 m。路基注浆孔设置按沿线路方向（南北方向）、垂直线路方向（东西方向）间距为2 m，合计750孔，单孔单管为625孔，单孔7管量为125孔，注浆总孔数为1 500孔。结合实际工程量情况，现场安排16组人员，每组3人进行打管作业，打管顺序为自下向上，先完成靠近路基坡脚处注浆管安装再依次向上，两组人员分别自两端向中间对向作业，路基注浆时列车运行时速≤120 km/h。

3.2 三桩体系保障措施

三桩体系包括防护桩、抗移桩及支撑桩，框架桥四角铁路路基设路基防护桩，可保障铁路路基安全，防止侧塌。框架桥刃角侧设支撑桩、抗衡移桩，防护桩顶设置钢筋混凝土冠梁，支撑桩顶设I45b工字钢冠梁，抗衡移桩顶设置L形钢筋混凝土冠梁；支撑桩提供线路加固体系硬支撑点，防止铁路沉降；抗横移桩主要用于线路加固体系横梁固定，防止铁路横行移动。

本工程三桩体系采用人工挖孔桩法进行桩基施工，共计91根，防护桩直径1.25 m，桩长20 m（包含1 m冠梁），共计42根，间距1.8 m；抗衡移桩直径1.25 m，桩长20 m（1 m冠梁，地下14.6 m、地上5.4 m）合计25根，间距4 m，桩顶设置L形横梁；支撑桩直径1.25 m，桩长8.5 m，合计24根，间距4 m。

3.3 线路加固体系保障措施

线路加固采用3-5-3扣轨加纵横梁加固方法，加固范围为超出框架桥两侧不小于10 m，加固全长125 m。加固地段混凝土枕间加设Ⅰ类长木枕，横梁间距以0.6、0.6、1.2 m循环穿插于既有轨枕间，平均间距为0.8 m。编号1、2、3、4、5、6为一组，共计26组，156道横梁，扣轨采用P43轨、3-5-3扣。横梁采用I40b工字钢，变形缝范围内采用I45工字钢加强，穿横梁工字钢时，其下应设稳定的枕木垛支垫，大里程方向设钢支墩支垫；纵梁采用I45b工字钢，中线路间、线路两侧、刃角及尾墙处腰梁均为2根一束，置于横梁上，位于线路两侧各2.1 m处，用U形螺栓与横梁连接，纵梁工字钢接头相互错开。为减少顶进时的阻力，防止线路产生横移，每道横梁下应铺垫小滑车。

工程加固方法及流程：施工准备（进场运料等）→线路提前检查整修至经常保养标准→标点→穿枕木→3-5-3吊轨梁→安装穿入横梁→安装工字钢纵梁→线路保养配合桥体顶进施工→拆除5扣、线间工字钢纵梁→逐节拆除。

线路加固横断面如图3所示。

图3 线路加固横断面图（单位：cm）

3.4 监控量测保障措施

为保证顶进误差，防止应力过大使桥体出现裂缝，本工程监控量测保障体系主要包括框架桥主体监测、轨面监测、接触网杆监测。

（1）框架桥主体监测主要对顶进方向、标高、沉降观测等方面进行控制。顶进方向控制在框构左右两侧均设置钢筋混凝土导向护桩，顶进过程加强中线测量等措施；标高控制可在框构顶面四角设水平观测点，每顶进一镐应进行标高观测记录，标注顶进曲线图；沉降观测在每座框架桥的四角设置观测点，每天观测一次并记录数据，绘制沉降曲线图。

（2）轨面监测主要监管监测点、位移及观测频率等方面。本工程钢轨上布置测点，间距5 m，每根轨道33个测点，共计132个测点。其控制要求主要为路基边坡水平位移和垂直位移速率不超过3 mm/d，累计位移不超过30 mm，水平位移精度1.5 mm，垂直位移精度0.3 mm；基坑开挖、线路加固、桥体顶进、线路恢复期间每天观测一次，重点观测顶进掘进区域，如有必要可适当增加临时观测点。

（3）根据监测内容包括路基接触网杆的水平位移监测、沉降位移监测、倾斜、桥上接触网杆的水平位移监测充分反映接触网杆的实际状态和变化趋势。根据设计文件、安全评估文件及规范要求，综合考虑基坑的安全等级、施工阶段、施工区域影响范围，监测对象的特点等因素，确定监测控制值（警戒值为控制值的0.8）。

接触网杆监测控制值与预警值如表1所示。

表1 接触网杆监测控制值与预警值表

管理等级为Ⅲ级、U＜预警值，可正常施工；

管理等级为Ⅱ级、U≥预警值，发出预警并及时报告、继续加强监测；

管理等级为Ⅰ级、U≥警戒值，发出警报、立即通知施工单位停止施工、及时报送运营单位建设单位，加强监测。

4 结语

大礼路道路及综合管廊下穿京九铁路立交工程是国内结构较高、跨度较宽、顶进难度较大的穿铁立交桥，文章通过对其施工难点及重点分析，施工过程采取分体设计、路基注浆、三桩体系、线路加固、监控量测保障等措施，保证框架桥可顺利顶进就位。