淺談車站地道下穿既有線路頂進(jìn)施工技術(shù)

陳宗民

（山東濟(jì)鐵工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 山東 250031）

隨著我國鐵路建設(shè)的迅猛發(fā)展，許多車站進(jìn)行擴(kuò)能增建軌道線與站臺(tái)，因此需要增建供旅客出行的下穿通道設(shè)施。由于地下通道是在既有線路上進(jìn)行施工，就不能采取現(xiàn)場預(yù)制施工，必須采取地道頂進(jìn)施工。一般采用將局部線路加固或架空線路后，采用預(yù)制地道框架頂進(jìn)穿越既有線路，具體施工時(shí)還需根據(jù)現(xiàn)場施工條件對施工方案進(jìn)行實(shí)施性的優(yōu)化。下面就淄博站行包地道頂進(jìn)施工談一下施工組織設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

1 工程概況

淄博車站為客貨縱列式一站兩場布置?？瓦\(yùn)車場有客車到發(fā)線6 條，正線4 條，共10 條線，有效長為650m～850m。車站有旅客站臺(tái)4 座（基本站臺(tái)1 座，中間站臺(tái)3 座），旅客天橋1 座，旅客地道1 座，行包地道1 座，車站平面示意見圖1。

圖1 車站平面示意圖

本設(shè)計(jì)對既有行包地道從4、5 站臺(tái)向南對孔接建，接建部分穿過4 條股道至南站房站前平臺(tái)，行包地道接長平面見圖2。行包地道主洞身凈空要求（凈寬×凈高）：5.2×3.0m，行包地道立面見圖3，出入口通行要求同主洞身一致。接建長度共145.75m，其中封閉段102.51m，敞口段43.24m。主通道頂進(jìn)（23m）時(shí)采用架設(shè)D24+D12 便梁防護(hù)線路（線路長期慢行45km/h），兩孔便梁間為挖孔樁+蓋梁。

圖2 行包地道接長平面圖

圖3 行包主通道立面圖

2 施工總體思路及作業(yè)流程

根據(jù)本項(xiàng)目的工程特點(diǎn)，主要分為以下五個(gè)流程步驟，具體見圖4。

圖4 施工作業(yè)流程圖

3 施工方案實(shí)施

3.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備主要包括：現(xiàn)場調(diào)查、技術(shù)準(zhǔn)備、機(jī)械材料準(zhǔn)備。

施工前需要對現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，測量放線，熟悉現(xiàn)場。明確現(xiàn)場既有設(shè)備是否存在停用或拆除等情況，若存在需要辦理相關(guān)報(bào)批手續(xù)。開工前需進(jìn)行技術(shù)和安全交底，讓管理人員和施工人員熟悉掌握施工工藝、方法和注意事項(xiàng)。根據(jù)現(xiàn)有的場地條件，施工工藝，布置合理的大型機(jī)械設(shè)備。

3.2 線路加固

（1）應(yīng)力放散

便梁架設(shè)前應(yīng)先對施工影響范圍的Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N3 及Ⅱ-N4 道線路進(jìn)行應(yīng)力放散，放散采用撞軌配合拉伸法施工。線路鎖定時(shí)，允許鎖定軌溫變化范圍±5℃。

（2）線路加固

本工程既有1-5.2m 行包地道接長采用D 型便梁加固線路，進(jìn)行穿鋼枕、支點(diǎn)制作、便梁架設(shè)、支點(diǎn)樁施工、便梁縱移、地道頂進(jìn)、清理及倒運(yùn)線間道碴、基坑回填、線路整修。便梁架設(shè)順序?yàn)棰?NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道依次架設(shè)。便梁架設(shè)開通后，行車速度不得超過45km/h，直至便梁拆除線路恢復(fù)。

本次樁支點(diǎn)施工共架設(shè)D24 便梁3 孔（Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道各一孔），需要制作自由支點(diǎn)數(shù)量為8 個(gè)，平面尺寸為2.3m×3m。自由支點(diǎn)完成后，分別要點(diǎn)封鎖線路進(jìn)行3 孔D24 便梁架設(shè)作業(yè)。便梁架空線路后，對樁支點(diǎn)位置進(jìn)行放坡開挖（坡度為1:1，掛網(wǎng)噴錨支護(hù)），開挖深度距離便梁底3m，寬4m，采用人工挖孔樁施工，并進(jìn)行接樁和冠梁施工，樁支點(diǎn)制作見圖5。

圖5 樁支點(diǎn)制作示意圖

待蓋梁施工完成后對路基開挖面回填級配碎石摻水泥（注漿加固），確保線路穩(wěn)定。線路回填過程中，同步完成后期架設(shè)便梁的自由支點(diǎn)混凝土施工，以便節(jié)約后續(xù)要點(diǎn)次數(shù)。要點(diǎn)施工，對3 孔便梁進(jìn)行卸載。

地道頂進(jìn)前縱移3 孔便梁，將便梁1、便梁2、便梁3 往東（縱移12.5m，縱移后便梁一側(cè)落在樁基支點(diǎn)上，一側(cè)落在自由支點(diǎn)，在Ⅱ-NⅠ、Ⅱ-NⅡ、Ⅱ-N4 道既有便梁西側(cè)各新架設(shè)一孔D12 便梁后，進(jìn)行行包地道頂進(jìn)施工，線路加固平面見圖6。

圖6 線路加固示意圖

3.2 地道預(yù)制

工作坑開挖深度約4.9m，含0.3m 滑板墊層。開挖方式采用人工配合機(jī)械開挖，開挖分兩次進(jìn)行，當(dāng)挖掘機(jī)開挖至距離設(shè)計(jì)標(biāo)高0.3m 時(shí)，剩余工程采用人工開挖，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。工作坑四周設(shè)置直徑為50cm 集水井，集水井之間設(shè)置排水溝，基坑坡頂四軸設(shè)置截水溝，水溝降坡外流?，F(xiàn)場準(zhǔn)備好沙袋、碎石及圓木樁，基坑平面布置見圖7，立面布置見圖8。

圖7 地道主體預(yù)制

圖8 基坑剖面圖

靠背采用C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為1m×2m，靠背和鋼軌樁之間設(shè)置木板、鋼板等配件，確保緊密連接。靠背混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后方可進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)。

滑板厚度為30cm，每隔3 米設(shè)置錨梁，鋼筋和靠背鋼筋連成整體，確保穩(wěn)定性，避免和頂進(jìn)框架一起移動(dòng)?；炷翉?qiáng)度為C30，后背梁、滑板布置見圖9。

圖9 地道主體頂進(jìn)后背梁、滑板施工圖

地道主體預(yù)制采用現(xiàn)場加工綁扎鋼筋，安裝模板，就地澆筑混凝土的施工方法，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行頂進(jìn)施工。接長段與既有地道連接處采用邊壓法可卸式止水帶進(jìn)行防水處理，保證后期行包地道連接處密封不透水。

3.4 地道頂進(jìn)

便梁架空線路后，對頂進(jìn)及便梁支點(diǎn)基礎(chǔ)區(qū)域進(jìn)行放坡開挖，坡度為1:1，掛網(wǎng)噴錨支護(hù)。開挖完成后，在頂進(jìn)路線基底澆筑滑板墊層。根據(jù)箱體設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算最大頂力約為650t，共需300t 千斤頂5臺(tái)，頂程最大為45m，頂進(jìn)時(shí)預(yù)制行包地道主體底板必須達(dá)到混凝土強(qiáng)度。

（1）頂進(jìn)設(shè)備及布置

頂進(jìn)設(shè)備的液壓系統(tǒng)包括高壓油泵、油箱及其輔助裝置，油泵應(yīng)與千斤頂配套。

頂鐵：設(shè)置50cm、1m、2m、4m 頂程的頂鐵。

分配鋼板：為使千斤頂作用力傳遞到后背與箱身上，在后背與千斤頂之間、箱身底板前與頂鐵之間設(shè)置一塊鋼板。

頂柱橫梁：為保持頂柱的穩(wěn)定，每4～8m 設(shè)置一道用型鋼制成的頂柱橫梁，頂柱橫梁安設(shè)在已換成長頂柱的固定區(qū)段內(nèi)。

（2）頂進(jìn)程序

當(dāng)箱身在工作坑底板上移動(dòng)時(shí)，其程序見圖10。

圖10 頂進(jìn)程序圖

（3）安放頂鐵、頂柱

頂前將不同的規(guī)格尺寸頂鐵、頂柱進(jìn)行排列組合，在頂進(jìn)過程中按頂進(jìn)長度進(jìn)行安放。事先要準(zhǔn)備好足夠的拖運(yùn)和起重設(shè)備，安裝鋼板、頂鐵頂柱，配合頂進(jìn)施工，直至地道頂進(jìn)就位，頂進(jìn)就位平面見圖11。

圖11 地道主體頂進(jìn)就位平面圖

3.5 測量觀測

（1）地道軸線監(jiān)測

以箱身軸線和另一條與之平行的基線設(shè)置控制基線，基線樁應(yīng)與后背保持一定的距離，以避免由后背變形引起觀測不正確。在箱身頂板處兩側(cè)設(shè)置兩處水平觀測點(diǎn)。布置觀測點(diǎn)時(shí)要保證通視，避免頂進(jìn)施工對觀測的干擾。對箱身的軸線和高程進(jìn)行觀測，并要詳細(xì)做好記錄，將頂進(jìn)水平偏差控制在20cm內(nèi)，垂直高差控制在15cm 內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)通知頂進(jìn)指揮人員采取措施，糾正偏差。

（2）便梁支墩監(jiān)測

在便梁每個(gè)支墩上各設(shè)一個(gè)觀測點(diǎn)，觀測點(diǎn)用紅色油漆標(biāo)記；便梁基礎(chǔ)及便梁兩側(cè)20m 線路每隔5m 設(shè)一個(gè)觀測點(diǎn)，觀測點(diǎn)為鋼軌頂面，并在鋼軌側(cè)面用紅油漆做標(biāo)記，便梁上每隔5m 設(shè)觀測點(diǎn)（無列車通過狀態(tài)下監(jiān)測）。

支墩下沉及位移每天進(jìn)行4 次測量，白天晚上各2 次；線路軌道剛開通時(shí)，首趟列車通過后都要檢測；雨天應(yīng)每天增加2 次觀測次數(shù)。當(dāng)單側(cè)支墩下沉量超過2mm 每天，或總位移量超過10mm 時(shí)應(yīng)及時(shí)上報(bào)并制定相應(yīng)加固措施。

3.6 加固拆除、恢復(fù)線路

頂進(jìn)施工完成后，對頂進(jìn)通道超挖部分全部采用C20 混凝土回填?；靥罡叨戎恋来驳??；炷粱靥钔瓿珊?，利用封鎖點(diǎn)，采用一級道碴對II-NⅠ至II-N4 股道床進(jìn)行回填，并搗實(shí)。采用級配回填區(qū)域應(yīng)分層夯實(shí)，回填區(qū)域灌注水泥漿，回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高。對6 孔D24 便梁進(jìn)行卸載，拆除便梁，恢復(fù)站臺(tái)。

4 結(jié)語

本文以淄博車站新建工程中行包地道頂進(jìn)工程實(shí)例，在不影響鐵路既有線路運(yùn)營的情況下，對行包地道采用頂進(jìn)法進(jìn)行施工，總體頂進(jìn)施工包括：施工準(zhǔn)備、線路加固、地道主體預(yù)制、地道頂進(jìn)、便梁拆除、恢復(fù)線路。地道頂進(jìn)施工必須嚴(yán)格遵守相關(guān)部門的規(guī)定，精心施工、嚴(yán)密監(jiān)控、確保行車安全。線路加固和頂進(jìn)施工是地道頂進(jìn)施工中的重要工序和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須進(jìn)行認(rèn)真的設(shè)計(jì)和組織，這樣才能確保施工質(zhì)量與行車安全，且能夠在短時(shí)間內(nèi)不影響既有線運(yùn)營下完成地道頂進(jìn)工作，可為今后類似工程提供借鑒。