頂進(jìn)技術(shù)在鐵路框架橋施工中的應(yīng)用

摘要：框架橋涵頂進(jìn)技術(shù)是鐵路框架橋工程施工的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛運(yùn)用于增建或新建道路、鐵路中。文章結(jié)合京廣上行線耒河大橋改造工程，介紹了頂進(jìn)技術(shù)在鐵路框架橋工程中的施工步驟及關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)果表明，頂進(jìn)施工技術(shù)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：頂進(jìn)技術(shù)；鐵路框架橋；施工流程；橋梁工程；大橋改造工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U448 文章編號：1009-2374（2017）05-0072-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.035

隨著我國道路和鐵路工程的不斷發(fā)展，既有道路和鐵路中時(shí)常需要改建或新建一些工程設(shè)施，進(jìn)而對這些工程設(shè)施施工提出了新要求，即需要在不影響工程設(shè)施下方鐵路或公路正常運(yùn)行的條件下完成施工。而本文所介紹的頂進(jìn)框架橋施工具有特殊性，它表現(xiàn)在頂進(jìn)施工封鎖既有線鐵路后，切斷既有線鋼軌進(jìn)行頂推，就位后恢復(fù)既有線鋼軌，既有鐵路從框架中間穿過，框架頂部橫向?yàn)樾陆ǖ蔫F路。

1 工程概況

湘桂線衡陽樞紐配套改造工程京廣上行線耒河大橋改造工程位于衡陽站-耒河線路所（含）-衡北編組站之間。該工程改造前現(xiàn)狀為：京廣上行線、湘桂下聯(lián)線、湘桂上聯(lián)線；改造完成后變?yōu)椋壕V上行客車線、京廣上行貨車走行線、湘桂上行客車聯(lián)絡(luò)線、湘桂上行貨車線、湘桂下行線五條線。根據(jù)封鎖施工總體安排，湘桂下行線框架橋的施工及其頂推就位是總體工程最關(guān)鍵的一步。

湘桂下行線框架橋與京廣鐵路交叉，其與京廣鐵路交角為37°，全橋由四孔框架橫向并排設(shè)置，其中2#框架為頂推框架橋，其余框架為現(xiàn)澆，框架橋頂部為新建的湘桂下行線鐵路，框架內(nèi)為京廣上行線，湘桂下行線樁號LK5+817.55，京廣上行線樁號K1748+107。

新建框架橋跨徑為（3-8.0+11～6+10斜+8斜）m，先預(yù)制10m斜跨框架（斜長為16.97m），待混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后進(jìn)行頂推施工，框架頂程16.50m?？蚣艿装搴?.3m、頂板厚1.1m、邊墻厚1.414m，框架內(nèi)凈高7.5m，凈寬14.14m，每米混凝土64m3。

2 頂進(jìn)施工流程及步驟

2.1 施工流程

框架橋涵頂進(jìn)施工工藝主要流程：施工準(zhǔn)備→施工場地清理→開挖工作基坑→框構(gòu)主體預(yù)制→框構(gòu)頂進(jìn)→框構(gòu)就位→拆除后背梁→恢復(fù)線路→施工完成。

2.2 施工步驟

2.2.1 基坑開挖?；邮穷A(yù)制和頂進(jìn)框構(gòu)結(jié)構(gòu)的工作場地，其位置選取時(shí)需調(diào)查施工地區(qū)的地貌特征、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)顆粒等，根據(jù)橋涵軸線長度，選取土石方數(shù)量最小、頂進(jìn)施工長度最小的線路，在其側(cè)邊開挖工作基坑。

2.2.2 后背施工?？蚣芟浜斶M(jìn)后背采用挖孔樁及鋼筋砼組合后背，設(shè)在京廣上行線左側(cè)。頂進(jìn)后背采用2.0*2.0m的挖孔樁及后背梁組合后背。挖孔樁施工工藝如下：施工順序：清理場地→樁位放樣→分節(jié)人工開挖→分節(jié)護(hù)壁澆筑→布置樁身鋼筋→安設(shè)導(dǎo)管→灌注砼。

后背挖孔樁制作完畢后，在挖孔樁前端澆筑C20鋼筋混凝土后背梁。其施工與滑板同步進(jìn)行，并用鋼筋連成整體。

2.2.3 滑板施工。施工順序：基坑清理→夯填碎石層→鋼筋砼滑板→潤滑隔離層施工。

工作坑先人工開挖探溝，確認(rèn)管線埋設(shè)位置并臨時(shí)遷移至基坑外保護(hù)好，再用機(jī)械開挖至坑底標(biāo)高以上30cm，采用人工清理基坑，在工作坑四周設(shè)Φ100的降水井，將坑內(nèi)積水用水泵抽排向既有水溝?；忧宓缀蠛惶?0cm厚的碎石墊層，防止滑板不均勻下沉。鋼筋砼滑板制作按設(shè)計(jì)要求設(shè)置鋼筋，滑板鋼筋須與后背分配梁鋼筋連接；為控制框架頂進(jìn)的準(zhǔn)確就位，在滑板的兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向墩，用以控制框架頂進(jìn)的中線偏離。導(dǎo)向墩在框體預(yù)制階段暫不施工，以免導(dǎo)向墩影響框架預(yù)制，框架預(yù)制好后頂進(jìn)前施工導(dǎo)向墩。采取在滑板面設(shè)10%的上坡，防頂進(jìn)栽頭，來控制框架的頂進(jìn)高程?；鍧櫥綦x層由下向上鋪設(shè)順序?yàn)椋篗10水泥砂漿抹面2cm、鋪石蠟（摻25%機(jī)油）一層3cm、滑石粉一層、塑料薄膜一層。

鋪石蠟（摻25%機(jī)油），層厚3mm，先將石蠟加熱至160℃左右，再摻入25%左右的廢機(jī)油，攪拌均勻后，用扁咀噴壺澆在滑板上，用木板刮平，槽痕用噴燈烤合；滑板面標(biāo)高按設(shè)計(jì)標(biāo)高低2～3cm控制，底層石蠟鋪設(shè)完成后立即進(jìn)行水泥砂漿抹面找平，確?；屙斆嫫秸辉谒嗌皾{抹面上灑滑石粉一層，厚3mm；在其上鋪塑料薄膜一層，搭接方向以頂進(jìn)方向?yàn)闇?zhǔn)，搭接寬度為0.5m，并采用5cm寬的塑料膠粘帶粘接成整體。

2.2.4 框架的預(yù)制施工?？蚣艿念A(yù)制前應(yīng)在工作基坑的底板上做好定位測量工作，預(yù)制過程中還應(yīng)注意在滑板和刃角處均進(jìn)行防潤滑處理。在該工程中，框架砼采用集中攪拌的廠拌砼，框架模板采用工程木模板。框架砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即可進(jìn)行框架箱涵的頂進(jìn)施工，頂進(jìn)設(shè)備選用320t千斤頂及配套設(shè)備，傳力桿采用自制頂鐵。

鋼筋的制作及安裝嚴(yán)格按設(shè)計(jì)與施工規(guī)范要求進(jìn)行，要求其位置、數(shù)量、幾何尺寸、規(guī)格、搭接長度等準(zhǔn)確無誤，且綁扎牢固可靠，同時(shí)做好保護(hù)層支墊。所有鋼筋都在鋼筋加工棚進(jìn)行下料，場內(nèi)小搬運(yùn)至滑板上進(jìn)行綁扎成型。鋼筋先綁扎底板及邊墻豎向鋼筋，澆筑完底板砼再綁扎邊墻及其他鋼筋，待模板安裝好后再綁扎頂板鋼筋。綁扎完后，在砼灌注前做好鋼筋隱蔽簽證。在砼灌注時(shí)派專人看管鋼筋并及時(shí)對鋼筋復(fù)位修正。

框架箱涵為C35鋼筋砼結(jié)構(gòu)，砼采用集中廠拌砼，用罐車運(yùn)送至施工現(xiàn)場，再用砼輸送泵在涵洞外接地泵泵送至施工點(diǎn)。砼的拌制必須嚴(yán)格按施工配合比配料，嚴(yán)格控制好水灰比和坍落度?？蚣茼艥仓┕し謨呻A段進(jìn)行，先澆筑底板，再澆筑邊墻及頂板砼。砼的澆筑按縱向分段豎向分層進(jìn)行，每層厚度為40cm左右，上一層砼必須在下一層砼初凝前進(jìn)行，上一層砼的振搗時(shí)振動捧插入下一層砼5cm以上。澆筑砼采用插入式振搗器振搗，搗固厚度不超過45cm，移動間距不宜大于振搗作用半徑的1.5倍，振搗時(shí)振搗器不得碰撞模板、鋼筋和預(yù)埋件，振搗延續(xù)時(shí)間宜為20～30s，以砼不再沉落，不出現(xiàn)氣泡，表面呈現(xiàn)浮漿為度。

2.2.5 頂進(jìn)施工。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，預(yù)制頂推框架采用封鎖停運(yùn)京廣線后，進(jìn)行框架頂進(jìn)。以后背梁從京廣線左側(cè)往右側(cè)頂進(jìn)。施工流程圖如圖1所示：

框架試頂：框架頂進(jìn)計(jì)算最大頂力為1032t，采用6臺320t千斤頂作為頂進(jìn)設(shè)備，并備用320t千斤頂2臺。油頂以框架中心為軸線對稱布置，頂鎬頂在框架底板轉(zhuǎn)正塊上。

頂進(jìn)取土：頂進(jìn)過程中，頂進(jìn)取土采用2臺150型挖掘機(jī)進(jìn)行扒掉股道上的道渣開挖取土并切土頂進(jìn)，即挖即頂，嚴(yán)禁超前開挖，人工配合清底，保證框架在頂進(jìn)過程中底板帶5～15cm土頂進(jìn)防止栽頭。采用小型挖掘機(jī)裝運(yùn)棄渣土，2臺自卸車外運(yùn)，棄土地點(diǎn)為指定的棄土場。頂進(jìn)時(shí)必須帶土頂進(jìn)，框架底板底面距道砟底約1.3m，由于施工為封鎖停運(yùn)施工，頂進(jìn)位框架隨挖隨頂進(jìn)。一次頂程為0.9m。

框架頂進(jìn)：為確保工期質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，取土施工采用機(jī)械配合人工作業(yè)，勞動力確保滿足要求，爭取在最短的時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量地完成框架頂進(jìn)。

2.2.6 糾偏措施。在框架的頂進(jìn)施工中，中線和水平的測量非常重要，用于指導(dǎo)框架的頂進(jìn)；邊頂邊觀測、邊糾偏，隨時(shí)掌握框架頂進(jìn)的即時(shí)狀態(tài)。橋涵頂進(jìn)最終允許誤差：中線：50mm，高程：+150mm，

-100mm。

第一，水平糾偏措施：（1）在框架底板設(shè)置“船頭坡”及帶土頂進(jìn)，用以防止框架“栽頭”；（2）通過對基底土層的超欠挖及調(diào)整頂力實(shí)現(xiàn)對框架水平偏差的糾正。

第二，中線糾偏措施：（1）可通過調(diào)整頂鎬的布置來實(shí)施糾偏。如框架已向一側(cè)偏移，則在這一側(cè)多開頂鎬，加大該側(cè)頂力，可實(shí)施糾偏；（2）可通過對兩側(cè)土體的超、欠挖來實(shí)施中線偏差的糾正；（3）在框架兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向墩，以此控制中線偏位。

本框架在頂進(jìn)過程中中線控制良好，當(dāng)頂進(jìn)約一半頂程時(shí)，框架出現(xiàn)栽頭現(xiàn)象，現(xiàn)場采取糾偏措施（挖機(jī)配合墊型鋼和鋼板）效果不明顯，根據(jù)頂進(jìn)的推進(jìn)，框架最終中線和行程均達(dá)到允許值，但出現(xiàn)栽頭。這意味著開通線路后京廣線接觸網(wǎng)凈高不夠，無法正常開通

線路。

框架各角點(diǎn)相對設(shè)計(jì)標(biāo)高低（未扣除框架頂防水層、保護(hù)層厚度）分別為：1號點(diǎn)處404mm；2號點(diǎn)處423mm；3號點(diǎn)處1343mm；4號點(diǎn)處1381mm（見圖4）。必須采取有效措施進(jìn)行糾偏，才能滿足使用要求。

根據(jù)中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司《耒河大橋改造工程京廣上行線糾偏（頂升）設(shè)計(jì)施工圖》及技術(shù)交底會議紀(jì)要，確定采取D24便梁架空線路，在框架邊墻設(shè)置牛腿、牛腿下設(shè)置挖孔樁的頂升方案，通過千斤頂頂升將框架橋頂升至原設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后線路抬到恢復(fù)原有標(biāo)高及恢復(fù)接觸網(wǎng)。

3 結(jié)語

文章通過對框架橋橫向頂進(jìn)的施工法的介紹，驗(yàn)證了頂進(jìn)施工法的優(yōu)越性。實(shí)踐表明，頂進(jìn)施工法施工時(shí)間短，施工質(zhì)量高，對既有線路影響范圍小。本框架頂進(jìn)的施工具有一定的特殊性，其經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下：

第一，以往的框架均是縱向頂推施工，本框架橋是由橫向頂推的，且其頂推側(cè)墻成45度角（斜框架），后背用頂推轉(zhuǎn)正快轉(zhuǎn)正，正由于橫向頂推，致使頂程一半以后，栽頭后采取糾偏措施仍沒有效果，后續(xù)采取設(shè)計(jì)的糾偏方案才完成糾偏；對于以后類似工程，為了確保萬無一失必須在頂程范圍內(nèi)架空線路采用全程滑板，這對以后的工程施工需引起重視。

第二，框架頂推需要切斷京廣既有鐵路，且就位后框架里面通行京廣上行線，頂部要通行湘桂下行線，對頂推完成后中線和高程要求比起常規(guī)的頂推施工要更加嚴(yán)格。

作者簡介：梁鉅紅（1982-），男，湖南人，中鐵二十五局集團(tuán)第一工程有限公司工程師，研究方向：公路、鐵路工程施工與管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）