既有鐵路線平改立頂進施工分析研究

董佳佳

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的快速提高，買車的人越來越多，出行的人就更多，車水馬龍的景象隨處可見。這就給鐵路道口帶來了巨大的通行壓力，交通擁堵與日俱增，給鐵路運行安全和沿線居民生命財產(chǎn)帶來嚴重安全隱患，鐵路平交道口改成立交（以下稱平改立）已勢在必行。因為是鄰近既有線施工，對安全技術(shù)要求很高，通過施工技術(shù)歸納梳理，各種數(shù)據(jù)參數(shù)，可供沿線其他平改立借鑒或參考。

Abstract： With the development of the economy， the people's living standards have improved rapidly， more and more people are buying cars， and there are more people traveling. This has brought huge traffic pressure to the railway crossings， and traffic congestion is increasing day by day， which brings serious safety hazards to the railway operation safety and the lives and property of the residents along the line. Changing the level crossing into interchange is imperative. Because the construction is adjacent to the existing railway， it has high requirements for safety technology. The construction technologies and various data parameters are summarized for reference.

關(guān)鍵詞：平改立;符夾線;試頂;箱身頂進

Key words： change the level crossing into interchange;symbol line;test top;box jacking

中圖分類號：U449.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）29-0189-03

1? 工程概況

本次施工新建下穿立交道路中心與鐵路斜交120°，箱體總長22.8m，引道北側(cè)長154.6m，南側(cè)長151.1m，道路總長305.7m（含框架主體）。平改立施工各工序?qū)I業(yè)線影響程度對照見表1。

2? 箱身頂進施工

本次施工箱身在線路左側(cè)預(yù)制，采用鋼便梁加固線路，線路慢行頂進箱身，施工順序為：路基加固→工作坑開挖→頂背設(shè)置→滑板制作→涵體預(yù)制→防水層→線路鋼便梁防護→梁下敞開挖土→水泥攪拌樁涵基底處理→頂進（空頂）→路基鋼板樁加固→翼墻→涵側(cè)夯填土→拆除鋼便梁恢復(fù)線路→錐體砌筑。

2.1 施工準備

對施工區(qū)域進行地下管道線路探測，并聯(lián)系設(shè)備管理單位進行現(xiàn)場交底，探測方法采用探測儀器和人工挖探溝相結(jié)合的方法進行，探溝間隔4-5m，確保施工范圍內(nèi)全部探查清楚，對探明的管道線路進行標記并加以保護。對影響施工必須遷改的管道線路，同產(chǎn)權(quán)單位簽訂協(xié)議并組織實施遷改工作;對影響施工較小的經(jīng)產(chǎn)權(quán)單位同意，采取相應(yīng)的保護措施進行安全防護。

K71+400處箱身頂進屬于營業(yè)線施工，在此區(qū)間線路上列車限速慢行45公里，使用移動減速信號的防護，設(shè)立位置如圖1所示。

為確保施工前后既有線運營安全，在線路上布置監(jiān)測點，施工期間定期對線路水平位移、垂直位移（沉降）監(jiān)測以及路基沉降觀測并記錄分析測量數(shù)據(jù)，變形穩(wěn)定時方可進行頂進?；鶞庶c設(shè)在沉降影響范圍之外穩(wěn)定地基上，并定期復(fù)核校正其高程。觀測樁設(shè)置應(yīng)滿足規(guī)范及設(shè)計要求。沉降觀測布置如圖2所示。

工作坑開挖前在基坑周邊的內(nèi)側(cè)以一定間距設(shè)置井點進行降水。工作坑開挖完畢后，進行基坑清底，夯填15cm厚的碎石墊層，防止滑板不均勻沉降。

后背梁是頂進施工時千斤頂?shù)氖芰γ?，承受頂進時的水平反力。后背梁必須具備一定的剛度，壓縮變形盡量小;具有足夠的強度和穩(wěn)定性，不致因頂力過大而坍塌。

基坑開挖后，后背墻挖至設(shè)計標高，鋼筋綁扎與滑板鋼筋綁扎應(yīng)同時施工并連成一體，增加滑板的抗拉能力。

2.2 設(shè)備安裝、調(diào)試和試頂

在箱身的后背安裝液壓頂進設(shè)備。在頂進前進行設(shè)備調(diào)試，全面檢查液壓元件可靠性、千斤頂穩(wěn)定性、管路的密封性以及溢流閥的作用壓力等。頂進設(shè)備安裝調(diào)試完畢，測量儀器安置合理，施工作業(yè)分工明確后，方可進行試頂進。試頂過程中分級增壓推動箱身頂進，測定起動推力，檢驗設(shè)備使用狀態(tài)和后背梁有變化情況等，不滿足規(guī)范要求的要及時調(diào)整更換。試頂作業(yè)過程中須配備專門人員盯控試頂各環(huán)節(jié)、各部位，加強對平改立箱身中線、縱向和水平位移的觀測，做好相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。試頂完成后再次確認設(shè)備狀態(tài)良好后便可進行正式頂進施工。

2.3 頂進施工

箱身起動后應(yīng)嚴格控制頂進方向，不應(yīng)產(chǎn)生較大偏差。頂進前方完成一個挖土頂程后，啟動千斤頂進行作業(yè)，及時記錄頂進中箱身高程和中線、千斤頂開動臺數(shù)和頂力等數(shù)據(jù)，適時調(diào)整下次頂進參數(shù)。箱身每頂程移動到位后，千斤頂回鎬復(fù)位，空檔處放置頂鐵，等待下一頂程頂進，直到箱身頂進到位。頂進深度至箱身1/2長度前為定型階段，要嚴格控制水平高差和中線偏移，保持觀測，及時糾正調(diào)平。箱身入土超過1/2長度后為孔道成型階段，此刻應(yīng)防止箱身“抬頭”、“扎頭”，箱身底板保持吃土頂進。

為了提高效率，縮短頂進時間，減少對既有路基的影響。因此采用機械挖土。選用兩臺220挖機，在既有路基（單線）中部分上下兩層開挖，線路兩側(cè)同時開挖，先挖去上層土，兩側(cè)預(yù)留比箱身外輪廓不小于于10cm的土層，箱身頂進前端的挖機根據(jù)頂程的需要進行挖土，頂?shù)揭欢尉嚯x后，此挖機撤離，退出施工區(qū)，由既有線另一側(cè)的挖機從線路下方伸臂繼續(xù)按頂程挖土。

當頂距超過9米后，將頂鐵換成管樁，當超過20m，用2節(jié)管樁時，用抱箍連接，用橫梁固定。箱體頂進到位后立即進行三角區(qū)的回填砂、碎石、C15混凝土（箱頂以下60cm）、箱身頂部道砟回填。線路補充道砟，撥正方向，找平軌面，搗實后拆除施工便梁，線路恢復(fù)后，加強養(yǎng)護。

3? 工程重難點分析及措施

經(jīng)過研究施工圖紙及對現(xiàn)場勘探，綜合分析本次平改立施工重點難點主要有以下兩個方面：

3.1 平改立下穿符夾線，如何保證頂進施工有序及營業(yè)線安全是工程控制重點，主要體現(xiàn)為線路的安全防護：

①頂進施工前制定詳細的頂進施工方案和安全防護應(yīng)急預(yù)案，分工明確，責任到人。

②在營業(yè)線中心5m外制作警示標牌并設(shè)警戒繩，防止機械設(shè)備侵線。

③頂進箱身作業(yè)時利用列車運行的間隔時間進行，列車通過頂進施工段時，嚴禁頂進作業(yè)。

④設(shè)置專人對線路進行測量監(jiān)測，施工期間原則上每隔2個小時及每通過1次列車后檢查并記錄一次。發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)加密觀測頻次，并不少于每小時1次。

3.2 頂進偏差控制

K71+400平改立下穿立交工程，其中箱身中心線與符夾線交角屬大角度斜交箱涵，箱身頂進質(zhì)量控制為本項目施工難點。擬采取以下針對性措施：

3.2.1 頂進偏差預(yù)防措施：

預(yù)制箱身斜交角度大，頂進中箱身兩側(cè)墻體所受土體側(cè)壓力、摩擦阻力不同，頂進方向控制困難且不容易矯正。因此在頂進作業(yè)前做好頂進偏差的預(yù)防措施，主要有以下兩點：

①頂進工作坑滑板澆筑時，沿預(yù)制箱身兩側(cè)預(yù)制導向墩，保證箱身切入土時平面位置準確;

②提前7天左右降水，分別在頂進通道兩側(cè)打降水井點降低地下水位，減少頂進通道土體含水量提高土體承載力，確保頂進施工質(zhì)量。

3.2.2 頂進過程中豎向偏差糾正措施

①頂進時箱身“抬頭”糾偏：根據(jù)頂進時測量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)箱身有抬頭趨勢，則及時在底板前端適當增加挖土量，一般情況下在底板前挖土平面高程降至箱身以下2cm左右，一般當箱身重心行進到超挖點后，箱身高程就會逐漸降低。

②頂進時箱身“扎頭”糾偏：頂進時如出現(xiàn)低頭現(xiàn)象，立即停止頂進，根據(jù)具體情況采取糾偏措施，常用措施有：

1）在頂進前端澆筑鋼筋混凝土接長滑板，滑板根據(jù)箱身頂進高程誤差設(shè)置相應(yīng)上坡。

2）適當減少箱身前端挖土量，使土體開挖面高于箱身底部，以加大底部前端阻力調(diào)整低頭。

3）在頂進前端填拋片石，提高土體承載力。

3.2.3 頂進過程中平面偏差糾正措施

頂進時要保證在箱身頂出滑板前，調(diào)整好軸線偏差。如果在頂進過程中出現(xiàn)左右偏差，可采用不平衡頂力法進行調(diào)整，即：在偏差方向的同側(cè)增加頂力或千斤頂，偏差方向的反向減小頂力或關(guān)閉部分數(shù)量的千斤頂;或采取預(yù)留、超挖前端土體的方法增減兩側(cè)邊墻阻力進行調(diào)整。

4? 結(jié)語

箱身頂進是平改立施工中的關(guān)鍵節(jié)點，從施工的方案編制，到現(xiàn)場實際操作，都必須以“安全、質(zhì)量”為宗旨。通過現(xiàn)場實際，總結(jié)施工經(jīng)驗，指導管段內(nèi)平改立工程的施工，切實保證既有鐵路線的運行安全。

參考文獻：

[1]TB10002.1-2005，J460-2005，鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005-06-14.

[2]TZ 203-2008，客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].北京：中國鐵道出版社，2008-10-20.

[3]鐵建設(shè)[2008]14號，改建既有線和增建第二線鐵路工程施工技術(shù)暫行規(guī)定[S].北京：中國鐵道出版社，2008-01-16.

[4]鐵運（2012）280號，鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法[Z].

[5]鐵總運（2014）180號，鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法補充規(guī)定[Z].