漢東

【摘要】目前，新建的市政道路與營(yíng)業(yè)線鐵路相互交叉的地段，多采用下穿式框架涵與鐵路進(jìn)行立體交叉。在營(yíng)業(yè)線鐵路下修建框架涵，既要保證框架涵的工程質(zhì)量，又要保證營(yíng)業(yè)線鐵路運(yùn)輸安全、施工過程的安全等。所以，下穿營(yíng)業(yè)線鐵路的框架涵施工方案就要綜合考慮施工工藝的可行性和施工過程的安全性[1]。本文基于寧西鐵路增建二線K31+700（中心里程）的框架涵頂進(jìn)施工，對(duì)下穿營(yíng)業(yè)線鐵路的框架涵頂進(jìn)施工方案進(jìn)行了研究，同時(shí)對(duì)施工過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了描述。

【關(guān)鍵詞】營(yíng)業(yè)線鐵路;框架涵;頂進(jìn);最大頂力;安全措施

【中圖分類號(hào)】U44

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-3362（2020）08-0040-02

1.工程概況

寧西鐵路增建二線K31+700設(shè)計(jì)有一條城鎮(zhèn)道路下穿此處。該道路原來是經(jīng)寧西鐵路既有里程K31+800處的一座1～2m的蓋板涵通過，因?yàn)橥ㄐ心芰Σ蛔?，在寧西?fù)線設(shè)計(jì)時(shí)，將該蓋板涵保留的同時(shí)，在距離該涵洞中心里程100m的地段設(shè)計(jì)了一座1孔7m（凈寬）×5.5m（凈高）的框架涵，共15.5延米。

2.施工方案

該框架涵施工時(shí)采用頂進(jìn)施工的方案，總體施工順序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→既有鐵路設(shè)備遷改、線路加固→框架橋工作坑開挖、主體預(yù)制→框架橋頂進(jìn)→線路恢復(fù)→附屬設(shè)施施工[2]。

2.1頂進(jìn)設(shè)備的配備方案

理論設(shè)計(jì)最大頂力計(jì)算公式：

其中：

P—最大頂力;

K—安全系數(shù);

G1 —框架涵自重;

G2 —線路加固體系的重量;

f1 、f2、f3 —摩擦系數(shù)。

邊墻土的側(cè)壓力：

λ—土壤容重;

φ—土壤內(nèi)摩擦角;

L —框架涵沿軸線的長(zhǎng)度;

F—單位面積吃土阻力;

A—吃土面積;

H—框架涵地面到頂面的高度。

本工程使用D便梁架空線路頂進(jìn)施工，頂進(jìn)時(shí)邊開挖邊頂進(jìn)，不考慮刃角吃土阻力和框架頂部的摩阻力。所以，F(xiàn) =0，G2=0， 安全系數(shù)取K=1.2， 框架涵重G1=505t。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定頂進(jìn)的地質(zhì)情況為粉質(zhì)黏土層f1=f2=f3=0.8、λ=1.85、

φ=220。框架涵沿軸線長(zhǎng)度L=15.5m、

框架涵H=6.3m。

由以上計(jì)算可得：E=258.9t，P=

980.2t。所以該框架頂進(jìn)中間孔時(shí)，需要至少981t的頂力。根據(jù)此，需要采用配備5臺(tái)最大頂力200t的油壓頂。5臺(tái)油壓頂配備100米頂鐵，配備2臺(tái)75kW的柴油發(fā)電機(jī)。

2.2工作坑施工方案

框架涵的工作坑設(shè)在鐵路上行方向左側(cè)。工作坑靠近鐵路一側(cè)采用噴射C20混凝土護(hù)坡，其他三面采用φ1.25m鉆孔樁防護(hù)，土方采用機(jī)械開挖，機(jī)械開挖預(yù)留30cm人工清底。為保證工作坑施工環(huán)境及靠近鐵路一側(cè)邊坡穩(wěn)定，在工作坑周圍設(shè)置φ35cm降水井進(jìn)行降水，基坑四周設(shè)置排水溝，并在四角設(shè)集水井，將坑內(nèi)積水用水泵排出坑外20m的水溝里。

2.3滑板施工方案

基坑平整完后夯實(shí)基底，然后人工在基地相隔2m挖出40cm深的滑板的縱橫抗滑地錨梁槽。地錨梁槽開挖完成后安裝滑板鋼筋并澆筑滑板混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后在滑板頂面鋪潤(rùn)滑隔離層（在滑板上預(yù)制框架涵，該隔離層的作用是分割滑板和框架涵接觸面，同時(shí)減少頂進(jìn)時(shí)的摩擦力）。

2.4后背梁施工方案

后背梁的作用是提供千斤頂?shù)闹瘟?，千斤尾部支撐在后背梁上，千斤頂頂部頂住框架涵涵身。本?xiàng)目框架涵為孔徑為7m， 15.6延米長(zhǎng)。后背梁長(zhǎng)度施工設(shè)計(jì)為8m（長(zhǎng)）×1m（寬）×1m（高），用C25鋼筋混凝土澆筑，后背梁背面緊貼工作坑遠(yuǎn)離營(yíng)業(yè)線鐵路的坑邊。

2.5框架身施工方案

框架橋采用頂進(jìn)法施工，工作坑設(shè)在鐵路右側(cè)，由右向左頂進(jìn)。鋼筋在綜合加工廠集中制作，人工現(xiàn)場(chǎng)綁扎，框架橋主體內(nèi)模采用碗扣式鋼管支架支撐、I16型工字型鋼縱梁、方木橫梁支撐體系和大塊鋼模，外模采用桁架式大塊鋼模，所用混凝土均使用商品混凝土，用混凝土運(yùn)輸罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，泵送入模，人工搗固密實(shí)，灑水養(yǎng)護(hù)。

2.6營(yíng)業(yè)線鐵路加固施工方案

在框架涵身混凝土澆筑完成后，要在線路兩側(cè)開挖支墩樁，樁身開挖采用人工挖孔樁，樁徑1.25m，開挖深度為10.5m，線路兩側(cè)共設(shè)置4根支墩樁，同一側(cè)的支墩樁中心相距15m。

待支墩樁混凝土強(qiáng)度到20MP時(shí)，用兩臺(tái)50t吊車進(jìn)行D型便梁架設(shè)，線路兩側(cè)各架設(shè)1片16m提前備好的D型便梁。D型便梁安裝完成后，安裝縱梁，縱梁用I100a工字鋼通長(zhǎng)鋪設(shè)于鋼軌下，縱梁兩頭與橫向的D型便梁采用高強(qiáng)螺栓連接，縱梁每間隔一個(gè)枕木孔安裝一片，共安裝28根縱梁。

2.7頂進(jìn)設(shè)備安裝、調(diào)試

安裝頂進(jìn)設(shè)備之前，先試驗(yàn)液壓系統(tǒng)的每個(gè)部件，待都達(dá)標(biāo)后再做安裝。并以箱體中心線為軸對(duì)頂鎬做布置，確保正頂質(zhì)量，同時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算最大扭矩，再以結(jié)果做頂鎬布置，以保斜頂質(zhì)量。此外應(yīng)設(shè)置三角形底板來對(duì)千斤頂及不對(duì)稱千斤頂布置做支撐，以防斜頂期間出現(xiàn)箱體轉(zhuǎn)動(dòng)。做完頂鎬、油泵、油箱、管路和配套設(shè)備等整個(gè)液壓系統(tǒng)安裝之后，要做相應(yīng)的調(diào)試，確保系統(tǒng)能良好運(yùn)轉(zhuǎn)。并檢查傳力裝置，保障頂進(jìn)作用高效優(yōu)質(zhì)開展。

2.8試頂與頂進(jìn)

開頂前進(jìn)行試頂，試頂頂力約為頂橋結(jié)構(gòu)自重的0.4～0.8倍，使頂鎬同步逐漸加壓，每次升壓后穩(wěn)定10分鐘，并對(duì)設(shè)備、滑板、后背梁及箱體進(jìn)行檢查。

箱體起動(dòng)后，控制好其頂進(jìn)方向，在滑板上空頂。當(dāng)框架前刃腳接觸路基邊坡時(shí)，開始挖土運(yùn)土，當(dāng)刃腳前方挖土寬度達(dá)60～70cm時(shí)即開動(dòng)油泵，使頂鎬推動(dòng)箱體前進(jìn)。待頂鎬頂完一個(gè)行程回鎬后，在空擋處安放一個(gè)不同規(guī)格的頂鐵，等待下次開頂，如此反復(fù)直至箱體就位。

2.9挖土、運(yùn)土

采用小型機(jī)械挖土、運(yùn)土，人工開挖底刃腳。挖土?xí)r，每次掘進(jìn)深度視土質(zhì)情況及有關(guān)要求而定，進(jìn)尺約為20～50cm，遇軟塑性土層時(shí)，保持刃腳切入土層內(nèi)10cm以上。同時(shí)，挖土與測(cè)量工作緊密配合，根據(jù)箱體偏差情況及時(shí)改變挖土方法。

3.施工注意事項(xiàng)

（1）施工前，要制定施工計(jì)劃，報(bào)請(qǐng)鐵路管理單位取得批準(zhǔn)，辦好各項(xiàng)手續(xù)，要制定有效的安全措施，切實(shí)保證行車及人身安全。

（2）頂進(jìn)盡量避免在雨季施工，若在雨季施工時(shí)，開工前一定要與鐵路管理單位有關(guān)部門辦好手續(xù)，施工前要加強(qiáng)安全措施，防止基坑和路基坍塌，并做好防洪準(zhǔn)備，嚴(yán)禁基坑浸入雨水中浸泡。

（3）框架頂進(jìn)前，應(yīng)完成各種鐵路設(shè)備、管線等的加固防護(hù)、改移工作。

（4）框架涵主體排架鋼筋需接長(zhǎng)時(shí)，接頭要用閃光對(duì)焊，并須進(jìn)行縱向打磨加工。

（5）框架涵主體澆筑混凝土前，應(yīng)檢查預(yù)埋件是否齊全。

（6）框架橋主體混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%，防水層及保護(hù)層按設(shè)計(jì)鋪設(shè)好，并經(jīng)試頂后方可進(jìn)行頂進(jìn)施工。

（7）頂進(jìn)前必須完成各種防護(hù)設(shè)施的施工，頂進(jìn)時(shí)控制好頂力和頂進(jìn)方向，在頂進(jìn)過程中做好監(jiān)測(cè)工作防止框架橋“扎頭”、“抬頭”和中線偏移。

（8）頂進(jìn)施工時(shí)，采取適當(dāng)措施防止線路橫移。基坑開挖后進(jìn)行驗(yàn)槽，頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)不符，及時(shí)和設(shè)計(jì)單位聯(lián)系。

（9）頂進(jìn)到位后，框架兩側(cè)注漿時(shí)，先在路基以外地表進(jìn)行注漿試驗(yàn)，確定地表注漿壓力和注漿率。注漿施工過程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，橋區(qū)范圍內(nèi)注漿加固后地表隆起不大于4mm。

參考文獻(xiàn)

[1]譚波.既有線頂進(jìn)涵施工技術(shù)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011（21）.

[2]霍連祥.既有線頂進(jìn)涵線路加固方法淺析[J].科技資訊，2011.

（作者單位：中鐵二十一局集團(tuán)第五工程有限公司）