浅谈车站地道下穿既有线路顶进施工技术

陈宗民

（山东济铁工程建设监理有限责任公司 山东 250031）

随着我国铁路建设的迅猛发展，许多车站进行扩能增建轨道线与站台，因此需要增建供旅客出行的下穿通道设施。由于地下通道是在既有线路上进行施工，就不能采取现场预制施工，必须采取地道顶进施工。一般采用将局部线路加固或架空线路后，采用预制地道框架顶进穿越既有线路，具体施工时还需根据现场施工条件对施工方案进行实施性的优化。下面就淄博站行包地道顶进施工谈一下施工组织设计的要点。

1 工程概况

淄博车站为客货纵列式一站两场布置。客运车场有客车到发线6 条，正线4 条，共10 条线，有效长为650m～850m。车站有旅客站台4 座（基本站台1 座，中间站台3 座），旅客天桥1 座，旅客地道1 座，行包地道1 座，车站平面示意见图1。

图1 车站平面示意图

本设计对既有行包地道从4、5 站台向南对孔接建，接建部分穿过4 条股道至南站房站前平台，行包地道接长平面见图2。行包地道主洞身净空要求（净宽×净高）：5.2×3.0m，行包地道立面见图3，出入口通行要求同主洞身一致。接建长度共145.75m，其中封闭段102.51m，敞口段43.24m。主通道顶进（23m）时采用架设D24+D12 便梁防护线路（线路长期慢行45km/h），两孔便梁间为挖孔桩+盖梁。

图2 行包地道接长平面图

图3 行包主通道立面图

2 施工总体思路及作业流程

根据本项目的工程特点，主要分为以下五个流程步骤，具体见图4。

图4 施工作业流程图

3 施工方案实施

3.1 施工准备

施工准备主要包括：现场调查、技术准备、机械材料准备。

施工前需要对现场进行详细调查，测量放线，熟悉现场。明确现场既有设备是否存在停用或拆除等情况，若存在需要办理相关报批手续。开工前需进行技术和安全交底，让管理人员和施工人员熟悉掌握施工工艺、方法和注意事项。根据现有的场地条件，施工工艺，布置合理的大型机械设备。

3.2 线路加固

（1）应力放散

便梁架设前应先对施工影响范围的Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N3 及Ⅱ-N4 道线路进行应力放散，放散采用撞轨配合拉伸法施工。线路锁定时，允许锁定轨温变化范围±5℃。

（2）线路加固

本工程既有1-5.2m 行包地道接长采用D 型便梁加固线路，进行穿钢枕、支点制作、便梁架设、支点桩施工、便梁纵移、地道顶进、清理及倒运线间道碴、基坑回填、线路整修。便梁架设顺序为Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道依次架设。便梁架设开通后，行车速度不得超过45km/h，直至便梁拆除线路恢复。

本次桩支点施工共架设D24 便梁3 孔（Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道各一孔），需要制作自由支点数量为8 个，平面尺寸为2.3m×3m。自由支点完成后，分别要点封锁线路进行3 孔D24 便梁架设作业。便梁架空线路后，对桩支点位置进行放坡开挖（坡度为1:1，挂网喷锚支护），开挖深度距离便梁底3m，宽4m，采用人工挖孔桩施工，并进行接桩和冠梁施工，桩支点制作见图5。

图5 桩支点制作示意图

待盖梁施工完成后对路基开挖面回填级配碎石掺水泥（注浆加固），确保线路稳定。线路回填过程中，同步完成后期架设便梁的自由支点混凝土施工，以便节约后续要点次数。要点施工，对3 孔便梁进行卸载。

地道顶进前纵移3 孔便梁，将便梁1、便梁2、便梁3 往东（纵移12.5m，纵移后便梁一侧落在桩基支点上，一侧落在自由支点，在Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道既有便梁西侧各新架设一孔D12 便梁后，进行行包地道顶进施工，线路加固平面见图6。

图6 线路加固示意图

3.2 地道预制

工作坑开挖深度约4.9m，含0.3m 滑板垫层。开挖方式采用人工配合机械开挖，开挖分两次进行，当挖掘机开挖至距离设计标高0.3m 时，剩余工程采用人工开挖，直至设计标高。工作坑四周设置直径为50cm 集水井，集水井之间设置排水沟，基坑坡顶四轴设置截水沟，水沟降坡外流。现场准备好沙袋、碎石及圆木桩，基坑平面布置见图7，立面布置见图8。

图7 地道主体预制

图8 基坑剖面图

靠背采用C30 钢筋混凝土结构，尺寸为1m×2m，靠背和钢轨桩之间设置木板、钢板等配件，确保紧密连接。靠背混凝土强度达到100%后方可进行顶进作业。

滑板厚度为30cm，每隔3 米设置锚梁，钢筋和靠背钢筋连成整体，确保稳定性，避免和顶进框架一起移动。混凝土强度为C30，后背梁、滑板布置见图9。

图9 地道主体顶进后背梁、滑板施工图

地道主体预制采用现场加工绑扎钢筋，安装模板，就地浇筑混凝土的施工方法，待混凝土达到设计强度后进行顶进施工。接长段与既有地道连接处采用边压法可卸式止水带进行防水处理，保证后期行包地道连接处密封不透水。

3.4 地道顶进

便梁架空线路后，对顶进及便梁支点基础区域进行放坡开挖，坡度为1:1，挂网喷锚支护。开挖完成后，在顶进路线基底浇筑滑板垫层。根据箱体设计图纸计算最大顶力约为650t，共需300t 千斤顶5台，顶程最大为45m，顶进时预制行包地道主体底板必须达到混凝土强度。

（1）顶进设备及布置

顶进设备的液压系统包括高压油泵、油箱及其辅助装置，油泵应与千斤顶配套。

顶铁：设置50cm、1m、2m、4m 顶程的顶铁。

分配钢板：为使千斤顶作用力传递到后背与箱身上，在后背与千斤顶之间、箱身底板前与顶铁之间设置一块钢板。

顶柱横梁：为保持顶柱的稳定，每4～8m 设置一道用型钢制成的顶柱横梁，顶柱横梁安设在已换成长顶柱的固定区段内。

（2）顶进程序

当箱身在工作坑底板上移动时，其程序见图10。

图10 顶进程序图

（3）安放顶铁、顶柱

顶前将不同的规格尺寸顶铁、顶柱进行排列组合，在顶进过程中按顶进长度进行安放。事先要准备好足够的拖运和起重设备，安装钢板、顶铁顶柱，配合顶进施工，直至地道顶进就位，顶进就位平面见图11。

图11 地道主体顶进就位平面图

3.5 测量观测

（1）地道轴线监测

以箱身轴线和另一条与之平行的基线设置控制基线，基线桩应与后背保持一定的距离，以避免由后背变形引起观测不正确。在箱身顶板处两侧设置两处水平观测点。布置观测点时要保证通视，避免顶进施工对观测的干扰。对箱身的轴线和高程进行观测，并要详细做好记录，将顶进水平偏差控制在20cm内，垂直高差控制在15cm 内，如发现偏差及时通知顶进指挥人员采取措施，纠正偏差。

（2）便梁支墩监测

在便梁每个支墩上各设一个观测点，观测点用红色油漆标记；便梁基础及便梁两侧20m 线路每隔5m 设一个观测点，观测点为钢轨顶面，并在钢轨侧面用红油漆做标记，便梁上每隔5m 设观测点（无列车通过状态下监测）。

支墩下沉及位移每天进行4 次测量，白天晚上各2 次；线路轨道刚开通时，首趟列车通过后都要检测；雨天应每天增加2 次观测次数。当单侧支墩下沉量超过2mm 每天，或总位移量超过10mm 时应及时上报并制定相应加固措施。

3.6 加固拆除、恢复线路

顶进施工完成后，对顶进通道超挖部分全部采用C20 混凝土回填。回填高度至道床底。混凝土回填完成后，利用封锁点，采用一级道碴对II-NⅠ至II-N4 股道床进行回填，并捣实。采用级配回填区域应分层夯实，回填区域灌注水泥浆，回填至设计标高。对6 孔D24 便梁进行卸载，拆除便梁，恢复站台。

4 结语

本文以淄博车站新建工程中行包地道顶进工程实例，在不影响铁路既有线路运营的情况下，对行包地道采用顶进法进行施工，总体顶进施工包括：施工准备、线路加固、地道主体预制、地道顶进、便梁拆除、恢复线路。地道顶进施工必须严格遵守相关部门的规定，精心施工、严密监控、确保行车安全。线路加固和顶进施工是地道顶进施工中的重要工序和关键环节，必须进行认真的设计和组织，这样才能确保施工质量与行车安全，且能够在短时间内不影响既有线运营下完成地道顶进工作，可为今后类似工程提供借鉴。