代智斌

（中鐵七局集團第一工程有限公司）

下穿鐵路橋涵的設(shè)計施工措施

代智斌

（中鐵七局集團第一工程有限公司）

隨著經(jīng)濟及社會的發(fā)展，國內(nèi)電氣化鐵路大面積建成通車，在現(xiàn)代城市橋梁建設(shè)中，不可避免與鐵路的交叉、下穿、上跨。本文主要從下穿鐵路橋涵設(shè)計施工準(zhǔn)確工作入手，重點對頂進施工工藝和技術(shù)進行了分析，希望給行業(yè)相關(guān)人士一定的參考和借鑒。

鐵路橋涵；加固；頂進；設(shè)計

引言

近年來，我國鐵路事業(yè)得以迅猛發(fā)展，越來越多的工程項目不可避免地會與既有鐵路發(fā)生交叉關(guān)系，為保證鐵路的正常運營，又不致影響在建工程的正常施工，就出現(xiàn)了各種下穿鐵路的橋涵結(jié)構(gòu)，本文就以頂進施工方案為例，對下穿鐵路橋涵設(shè)計施工進行了初步探討。

1　施工準(zhǔn)備工作

1.1開挖工作坑

開挖工作坑之前，先做好通信電纜的改移以及路基邊坡的防護工作。工作坑是預(yù)制和頂進框架的工作場地，工作坑的位置，根據(jù)鐵路兩側(cè)地形、場地大小及土質(zhì)情況全面考慮，工作坑開挖的尺寸，除考慮預(yù)制框架平面尺寸外，還要考慮后背大小和預(yù)留一定的操作空間。此外，工作坑四周還要留有排水溝和集水井位置，以滿足施工期間排水的需要。工作坑坑頂至鐵路外側(cè)鋼軌的距離，根據(jù)道床及路肩寬度的最小要求不少于2.5m。

1.2修筑滑板

滑板主要是預(yù)制框架時的底板，同時在框架頂進時起導(dǎo)向作用?；炷粱邃佒?，坑底鋪墊10cm厚碎石，滑板用C15混凝土灌注并在滑板內(nèi)安放鋼筋網(wǎng)，滑板厚度不小于20cm，滑板每隔

3m設(shè)置一道地錨梁，兩側(cè)設(shè)導(dǎo)向支墩。

1.3預(yù)制框架

預(yù)制框架前做好測量定線工作，使框架身、滑板及頂進橋位的中心線一致?；屙斆娲蛳?mm，其上撒滑石粉一層，再鋪塑料薄膜一層將箱身混凝土和滑板混凝土隔離，以減少起動阻力。支模時使框架形成倒楔形，以便于框架頂進。灌注涵身混凝土分兩階段施工，先灌筑底板（包括下梗肋），當(dāng)?shù)装寤炷翉姸冗_(dá)到設(shè)計強度的50%后，再綁扎上部鋼筋，灌筑邊墻及頂板混凝土?？蚣茴A(yù)制施工順序如下：在工作坑滑板上安好箱身底模板→綁扎底板鋼筋→澆筑底板混凝土→養(yǎng)護→安中柱、邊墻內(nèi)?！壴兄?cè)墻及頂板鋼筋→安外?！嘧⒅兄?、側(cè)墻及頂板混凝土→養(yǎng)護→拆模→安裝鋼刃腳→施作箱身防水層?？蚣茴A(yù)制好后，頂部設(shè)置防水層，外表進行潤滑處理，并在涵身前端周邊安設(shè)刃腳。

2　頂進施工

就目前而言，頂進施工是下穿鐵路橋涵設(shè)計施工最常用的方案。在頂進橋涵作業(yè)中，對既有線的軌道進行加固是其中最重要也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。其作用就是合理控制列車荷載作用下軌道的變形，降低對路基的動載作用。對軌道加固的形式加以確認(rèn)時應(yīng)視鐵路線路的基本狀況、既有線運輸能力、頂進橋涵處地質(zhì)條。地下水分布情況及結(jié)構(gòu)的尺寸、覆土厚度、刃腳構(gòu)造、施工季節(jié)等情況予以綜合考慮。具體加固方式如下：

2.1扣軌與縱橫梁組合加固

（1）單一扣軌加固法。當(dāng)頂進橋涵的涵箱身孔徑低于3m時，且處于直線地段，運輸壓力較小，路基土質(zhì)較好，且涵頂有較厚密實的覆土，刃腳安裝良好，可采用單一的扣軌加固方法進行線路加固。

（2）吊軌橫梁或吊軌縱橫梁加固法。當(dāng)頂進橋涵箱身孔徑較大，箱頂無覆蓋土，線路加固可采用扣軌橫梁或扣軌縱橫梁加固方法，施工順序依次為：鋪設(shè)扣軌→鋪設(shè)橫梁→鋪設(shè)縱梁。

2.2D型便梁加固

通常情況下，D型便梁為單線半穿式鋼梁，縱梁箱形，其橫梁還兼作軌枕作用，對于曲線半徑≥400m的線路比較適用。同時，D型便梁還可做架空加固線路，對土方予以一次性開挖完成，在不中斷行車條件下，對各種下穿橋涵進行施工，而且具有運輸便捷、拼裝簡單等優(yōu)勢，然而D型便梁也具有一定的局限性。具體表現(xiàn)為下面幾個方面：①D型便梁只有四種規(guī)格，分別是D12，D16，D20和D24，頂進孔徑較大時無法采用；②因D型便梁具有一定高度，一旦橋涵頂至軌底的間距較小時，則無法采用；③對鐵路線間距有最小要求；④單片梁重心較高、底面較窄，在移動中很容易拆翻、傾覆。

2.3工便梁縱橫抬梁加固

分節(jié)式縱梁是工便梁的具體形式，其主要利用的是簡支鋼結(jié)構(gòu)原理，將工字鋼作為單孔便梁聯(lián)接起來。但由于工便梁剛度較D型便梁弱，因此在施工時往往采用工便梁加橫抬梁組合的加固形式。施工順序依次為：支墩施工→便梁安裝→鋼軌安裝→橫抬梁安裝→線路控制。工便梁縱橫抬梁施工工序較為繁瑣，聯(lián)結(jié)構(gòu)件較多，安全性較D型便梁有明顯劣勢，一般線路在線間距滿足D型便梁架設(shè)要求時，優(yōu)先采用D型便梁加固方案。

2.4“六四式”軍用梁加固

當(dāng)框架較大且與鐵路線斜交角度較小時，D型便梁跨度不滿足要求時，可以“六四式”軍用梁作縱梁，610工字鋼為橫梁加固，兩側(cè)采用D16型便梁架孔。但“六四式”軍用梁目前普及率較低，要根據(jù)施工單位架空設(shè)備而定制，工程造價較高。頂進施工優(yōu)勢詳見表1。

表1　

3　具體施工要求

3.1挖土與運土

挖土?xí)r，每次掘進深度視土質(zhì)情況及有關(guān)要求而定，每次進深約為20～50cm，在土質(zhì)松軟層頂進時嚴(yán)禁超挖，確保刃角切入土層內(nèi)10cm以上。同時測量工作緊密配合，根據(jù)框架偏差情況及時改變挖土方法。列車通過前，挖土人員要撤離開挖路面1m以外，嚴(yán)禁繼續(xù)掏土。

3.2測量觀測

在頂進施工過程中，每完成一個頂程，都需要進行一次水準(zhǔn)測量，從而對框架坡度的變化情況予以及時掌握。在對方向進行觀測時，要將框架橋中線基樁作為原點，再用經(jīng)緯儀撥90°直角來對觀測基點和頂進觀測站進行設(shè)置，頂進過程中需要在觀測站內(nèi)架設(shè)經(jīng)緯儀，一邊施工一邊觀測，做到隨時糾偏。

3.3整修、恢復(fù)線路

頂進完畢，拆除頂進設(shè)備，上道碴，更換軌枕，安裝線上其它設(shè)施，拆除鋼便梁、橫梁及其加固部件，恢復(fù)線路。

3.4要點時間安排

施工過程中需要點施工。要點施工前，應(yīng)按《技規(guī)》、《安規(guī)》及有關(guān)文件要求，辦理施工要點手續(xù)，給點后，按《技規(guī)》要求設(shè)置防護，電務(wù)、工務(wù)、車務(wù)等分局有關(guān)單位的配合。要點前已與鐵路有關(guān)單位簽訂安全協(xié)議，做好施工配合。要點時接觸網(wǎng)停電。要點施工時，駐站聯(lián)絡(luò)員應(yīng)按批轉(zhuǎn)的架梁方案，在車站《行車設(shè)備檢查登記簿》內(nèi)登記，通過車站值班員向列車調(diào)度申請施工。駐站聯(lián)絡(luò)員接到調(diào)度命令后，用對講機通知指揮長，確認(rèn)施工起止時刻，設(shè)好停車防護后，方可開工，并保證在規(guī)定時間內(nèi)完成。

3.5其他應(yīng)急措施

（1）施工單位接到鐵路分局調(diào)度所的給點施工命令后，立即封鎖作業(yè)區(qū)線路，按《技規(guī)》、及《鐵路公務(wù)安全規(guī)則》規(guī)定設(shè)好線路防護，并與駐站聯(lián)絡(luò)，并按《行規(guī)》規(guī)定在車站《運統(tǒng)-17》上做好登記，每次架梁結(jié)束后，做好消點簽認(rèn)。

（2）每工作班設(shè)置4名持證防護員，移動停車牌、響墩的位置、顯示停車手信號的防護人員的站位嚴(yán)格按《技規(guī)》第291條規(guī)定執(zhí)行。

（3）現(xiàn)場備用汽車一部，一旦要點施工完成，聯(lián)絡(luò)不通，由現(xiàn)場派人員乘車去貴陽西站聯(lián)系確認(rèn)執(zhí)行時間。汽車司機在要點前一天同駐站聯(lián)絡(luò)員熟悉現(xiàn)場到貴陽站的道路交通情況。

（4）施工現(xiàn)場預(yù)備50人勞動力及相關(guān)機具設(shè)備以備應(yīng)急。

4　結(jié)語

下穿鐵路橋涵的設(shè)計施工，不僅與整條線路安危有著密切關(guān)聯(lián)，還對線路周圍水害的避免起到了積極的作用，更對日后的養(yǎng)護工作的難易程度起到?jīng)Q定性影響。為此，我們在對下穿鐵路橋涵設(shè)計中，應(yīng)對涵洞位置予以正確布置，合理選擇涵洞孔徑大小，并結(jié)合周邊流水面高程與地勢，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕し桨?，為確保下穿鐵路橋涵的施工質(zhì)量打下堅實基礎(chǔ)。

[1]吳向明.晉中南山區(qū)黃土地層鐵路橋涵設(shè)計[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2014 （2）：82.

[2]阮繼紅.鐵路小橋涵設(shè)計質(zhì)量通病探析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2014（04）：36～38.

[3]曹選珠.沈陽四環(huán)下穿鐵路加固技術(shù)研究[J].價值工程，2015（03）：48～49.

U442.5

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1673-0038（2015）44-0221-02

2015-10-14

代智斌（1970-），男，工程師，2008年畢業(yè)于中南大學(xué)，土木工程專業(yè)（遠(yuǎn)程教育），主要從事工程技術(shù)，工程管理工作。