石太鐵路客運(yùn)專線府東街框構(gòu)橋頂進(jìn)施工技術(shù)

周俊保

在開通運(yùn)營的鐵路客運(yùn)專線上頂進(jìn)大跨度框構(gòu)，如何保證鐵路客運(yùn)專線動(dòng)車組安全平穩(wěn)運(yùn)營是一項(xiàng)施工難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高的施工技術(shù)難題。石太鐵路客運(yùn)專線開通后，太原市府東街框構(gòu)橋需要頂進(jìn)施工。該橋跨度為(9.0+12.0+12.0+9.0)m，跨石太客專及石太線共四股正線頂進(jìn)施工，采用大截面工字鋼縱抬橫挑及扣軌加固線路，多股道軌面不等高時(shí)采取兩個(gè)加固體系，設(shè)置路基防護(hù)樁、工字鋼支撐樁加強(qiáng)線路加固體系，設(shè)置抗橫移擋墻防止線路橫移，動(dòng)車組限速45 km/h，頂進(jìn)施工安全優(yōu)質(zhì)，取得了較好的效果。

1 工程概況

本框構(gòu)為新增立交工程，孔徑為(9+12+12+9)m，石太客專里程K226+929.5?？驑?gòu)主體在線路西側(cè)預(yù)制完成，框構(gòu)預(yù)制位置距離石太下行線19.3 m，頂程41 m，其中空頂13 m。線路與框構(gòu)橋軸線正交，框構(gòu)下穿既有石太上、下行線及石太客運(yùn)專線共四股線路，石太左線、客專右線、客專左線、石太右線線間距依次為5.3 m，5.0 m，5.3 m。四股正線均為60 kg軌、無縫線路，石太客專為新Ⅲ型枕，石太線為新Ⅲ型橋枕。

本框構(gòu)設(shè)計(jì)全長46.5 m，寬26.6 m，其中鋼筋混凝土刃角長1.5 m?？蚣軜蛟O(shè)計(jì)凈高6.0 m，框架底板厚1.0 m，邊墻及中墻、頂板厚均為0.9 m。

地質(zhì)情況:此處為4.0 m高路基填方段，中間兩股客專線下為老路基，土體相對(duì)穩(wěn)定，兩側(cè)兩股石太線路基為2008年新填路基，土體相對(duì)不穩(wěn)定。原地面以下14 m為新黃土，基本承載力120 kPa。地基處理:采用注漿加固地基。

2 框構(gòu)頂進(jìn)施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)

框構(gòu)頂進(jìn)施工工藝流程:打降水井→預(yù)制框構(gòu)→施工后背→施作抗橫移梁→注漿加固路基→挖孔樁施工→列車限速45 km/h→線路加固→挖土、頂進(jìn)框構(gòu)→框構(gòu)就位→拆除線路加固→線路整修→附屬工程施工→恢復(fù)列車速度。

2.1 基礎(chǔ)注漿加固

為提高地基承載力，消除黃土濕陷性，根據(jù)設(shè)計(jì)采用高壓注水泥漿法對(duì)框構(gòu)橋基礎(chǔ)進(jìn)行加固。

注漿范圍:路肩2 m以下，框構(gòu)底以下，路橋過渡段，四個(gè)翼墻下。注漿方法:既有線下面采用斜孔布置，斜插入線路下面進(jìn)行輻射注漿，線路外側(cè)采用豎直向下打孔注漿，采用高壓旋噴注漿。

2.2 橋位降水

地下水位高于滑板時(shí)采取降水措施。頂進(jìn)前提前在線路兩側(cè)打井降水，降水井間距、井深按降水設(shè)計(jì)施工。保證挖孔樁施工時(shí)孔內(nèi)無水，預(yù)制及頂進(jìn)過程中，水位在滑板面2 m以下。

2.3 挖孔樁施工

頂進(jìn)前進(jìn)行挖孔樁施工，挖孔樁分布在以下四個(gè)部位:1)框構(gòu)橋四個(gè)角的路肩上，框構(gòu)四個(gè)角各設(shè)置3根～4根;2)股道間、框構(gòu)橋外側(cè)每處各設(shè)置2根;3)框構(gòu)頂進(jìn)范圍內(nèi)股道間，樁距5 m; 4)框構(gòu)頂出端的路肩上，樁距5m;5)抗橫移擋墻基礎(chǔ)樁，樁距5m，位于框構(gòu)頂出端、橫向工字鋼端頭。

挖孔樁直徑1.25 m，樁身采用C25鋼筋混凝土，樁內(nèi)配筋按設(shè)計(jì)施工，樁頂設(shè)冠梁將樁連接成整體。

2.4 線路加固

1 )方枕及抽換木枕。為保證橫向工字鋼在穿入時(shí)方向和位置的準(zhǔn)確，先在既有軌道上按計(jì)劃位置標(biāo)明枕木、工鋼和穿入木枕的具體位置，將混凝土枕全部放到相應(yīng)位置，將橋枕全部更換為3.4 m長木枕。2)穿入長木枕。為保證扣軌與軌枕連接，在混凝土枕盒內(nèi)穿入3.4 m長木枕，扣軌加固段范圍內(nèi)無工鋼枕盒內(nèi)均穿長木枕。3)設(shè)置3—5—3扣軌?？圮壊捎肞50鋼軌，以3—5—3形式布置，即兩股鋼軌外側(cè)采用3扣軌，軌道中心采用5扣軌;扣軌長度大于橋跨度長+框構(gòu)橋高的2倍，扣軌采用25 m和 12.5 m兩種長度鋼軌交錯(cuò)布置，保證接頭相互交錯(cuò)。4)穿橫向工字鋼。橫向采用Ⅰ45B型工字鋼，垂直于線路方向布置，間距1.2 m→0.6 m→1.2 m→0.6 m循環(huán)設(shè)置，橋范圍內(nèi)全部加固，框構(gòu)橋兩側(cè)工鋼加固線路長度大于框構(gòu)橋高。工鋼長度滿足以下條件:a.頂入端工鋼伸出線路中心的長度=框構(gòu)高+2.5 m－挑檐長度;b.頂出端工鋼搭在抗橫移梁上。穿入工字鋼時(shí)采用裝載機(jī)或挖掘機(jī)推拉穿入施工，人工配合調(diào)整。5)架設(shè)縱向工字鋼。為增加剛度和穩(wěn)定性，在線路股道間、兩路肩均設(shè)縱向工鋼，每束縱梁由Ⅰ56B三根工字鋼組成?？v梁接頭采用交錯(cuò)布置形式。縱梁設(shè)在橫向工鋼之上，縱梁與橫向工鋼用“U”形卡連接。

2.5 防線路橫移措施

1 )為防止線路橫移，在線路頂出側(cè)設(shè)置防止橫移擋墻，用于支擋橫向工鋼。擋墻為L形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部寬1 m、厚1.0 m，上部寬0.5 m，高度滿足工鋼支頂，基礎(chǔ)為φ1.0 m鋼筋混凝土挖孔樁，樁距5.0 m，L形擋墻靠線路側(cè)距離線路中心7.0 m，并不得影響框構(gòu)就位。2)在框構(gòu)頂部預(yù)埋錨固鋼筋，頂進(jìn)過程中用倒鏈對(duì)軌道進(jìn)行后拉。3)為減小框構(gòu)橋與橫向工鋼的摩擦力，在橫向工鋼與框構(gòu)橋頂板間放置專用小滑車。

2.6 軌面不等高措施

多股道軌面高差大于0.3 m時(shí)，線路加固難度很大。為保證安全和減少工作量，采用兩套加固體系分別對(duì)線路進(jìn)行加固，兩體系橫向工鋼為上下搭接方式，頂至搭接段時(shí)，后一根工鋼未搭上框構(gòu)前為最不利狀態(tài)，此時(shí)主要靠股道間支撐樁受力，必須確保樁的穩(wěn)定，后一根工鋼搭上橋30 cm后，方可拆除支撐樁。

2.7 頂進(jìn)及挖運(yùn)土

1 )采用挖掘機(jī)開挖，人工配合刷坡清底，裝載機(jī)裝車、汽車外運(yùn)，依次循環(huán)作業(yè)。正常情況每次開挖頂進(jìn)長度不超過1.0 m，開挖面坡度不陡于1∶0.5，開挖面邊坡應(yīng)平順整齊，不得有反坡，對(duì)兩側(cè)機(jī)械不易觸及的地方，必須由人工按其外輪廓開挖。在塌方風(fēng)險(xiǎn)較大處每次開挖不得大于0.6 m，做到少挖快頂。2)根據(jù)力學(xué)檢算，橫向工字鋼最大懸空不得大于5.0 m，施工時(shí)按4.0 m控制，挖土?xí)r嚴(yán)格控制開挖量及開挖坡度。頂進(jìn)采用邊墻掏槽開挖，開挖嚴(yán)控進(jìn)尺，一鎬一挖。3)每次挖土作業(yè)必須按照技術(shù)交底提供的清底深度和糾偏措施嚴(yán)格控制，嚴(yán)禁不清底強(qiáng)行頂進(jìn)作業(yè)，嚴(yán)禁超挖作業(yè)。4)挖土施工及管理人員隨時(shí)聽取現(xiàn)場指揮人員的口令，列車通過時(shí)必須停止挖土和頂進(jìn)作業(yè)。5)在頂至距離挖孔樁3 m處，采用少挖勤頂?shù)脑瓌t，防止樁后土的側(cè)壓力過大而發(fā)生塌方，每鎬頂進(jìn)不大于0.5 m。6)采用破碎錘拆除挖孔樁，拆除方法由上向下。

2.8 拆除線路加固、恢復(fù)線路

框構(gòu)橋頂進(jìn)就位后，立即拆除線路加固，恢復(fù)線路，保證列車提速。

拆除線路加固施工流程:拆除縱向工字鋼→拆除橫向工鋼、回填道碴→拆除扣軌→抽出長木枕→抽換為橋枕→安裝護(hù)軌→整修線路→列車恢復(fù)速度。

橫向工字鋼拆除時(shí)，采用ZL50裝載機(jī)或挖掘機(jī)抽出工鋼。

3 質(zhì)量保證措施

1 )框構(gòu)頂進(jìn)水平、方向控制:框構(gòu)橋預(yù)制時(shí)滑板按3%。預(yù)留上坡。每頂進(jìn)一鎬及時(shí)對(duì)各觀測點(diǎn)進(jìn)行測量，分析框構(gòu)走行趨勢，制定相應(yīng)糾正措施。2)框構(gòu)扎頭糾正措施:底板欠挖，欠挖量根據(jù)扎頭大小確定;底板底部鋪設(shè)枕木鋼軌滑道，形成抬頭趨勢;框構(gòu)底部夯填碎石，嚴(yán)重情況下，停止頂進(jìn)施工，采取增加地梁方案。3)框構(gòu)抬頭糾正措施:采取底板下超挖措施，超挖量根據(jù)抬頭大小確定。4)框構(gòu)糾偏措施:采用邊墻處超挖欠挖進(jìn)行糾偏，超挖量控制在10 cm。調(diào)整左右側(cè)頂鎬數(shù)量，或左右側(cè)頂鎬不同步啟動(dòng)等方式進(jìn)行糾偏。當(dāng)框構(gòu)走行方向偏差較大時(shí)，采取減小頂程，增加調(diào)整次數(shù)的方式進(jìn)行。

4 結(jié)語

2010年7月～8月，石太鐵路客運(yùn)專線府東街框構(gòu)橋跨正線四股道頂進(jìn)，主汛期頂進(jìn)，列車限速45 km/h，采用縱橫工字鋼及扣軌法加固線路，挖土頂進(jìn)期間橫向工字鋼最大懸空達(dá)6.0 m，動(dòng)車組運(yùn)行平穩(wěn)安全，頂進(jìn)施工安全正點(diǎn)。

［1］ 鐵建設(shè)［2005］160號(hào)，客運(yùn)專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］ TB 10415-2003，鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］ 鐵道部第四勘測設(shè)計(jì)院橋隧處.橋涵頂進(jìn)設(shè)計(jì)與施工［M］.北京：中國鐵道出版社，1983.

［4］ TB 10002.5-2002，鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.