简述铁路下穿框架桥顶进施工工艺
摘要：铁路既有线顶进桥涵施工是目前铁路既有线平改立工程项目的主要施工方法。顶进施工是在不间断铁路列车运行的情况下，将预制好的钢筋混凝土框架桥顶入线路下方，形成一座交叉的立交桥，框架桥上方行走铁路，下方可行人或通车。本文通过萧甬铁路线下顶进单孔框架桥的实例，简单介绍双线既有线路下，采用D型施工便梁架空线路顶进框架桥施工的主要施工步骤和施工工艺。
关键词：框架桥；D型施工便梁；顶进施工；施工工艺 一、工程概况
萧甬铁路K50+065处新建一座钢筋混凝土框架桥，线路路基为填方高路基，线路北侧为农田，南侧为既有厂房且靠近104国道公路。桥涵施工方法采用顶进施工，需架设D型施工便梁架空防护线路。建设规模为1-5.0×4.5m框架桥，结构净高5.5m，箱身长度为21.0m（含两侧3m开口箱），采用C40抗渗混凝土，框架桥中心线与萧甬线上下行中心线正交。拟建框架桥处的萧甬线铁路情况为复线（客货共线），直线段，P60无缝线路，线间距为6.0m，双线电气化铁路，线路情况为混凝土轨枕，日开行列车75对以上。根据现场实际情况，顶进工作坑设在线路南侧，为确保路基稳定，靠近线路一侧设置一排18m长φ120钻孔灌注桩防护线路。箱底位于淤泥质黏土层，基本承载力为60KPa，工作坑地基采用3m长φ70水泥搅拌桩加固，线路下框架底地基采用3m长φ60高压旋喷桩加固。
二、施工方案及工艺流程
（一）施工方案
框架桥在工作坑中就地预制，顶进施工中采用两孔D24型施工便梁架空防护线路，便梁支墩采用采用C25混凝土条形支墩+8m长高压旋喷桩，条形支墩施工时采用四孔D16型施工便梁架空防护线路。施工时线路慢行，列车限速45km/h，并设防护。所有施工必须在上海铁路局批准的施工计划范围内作业，封锁施工必须严格按照调度命令执行。总体施工方案共分以下六个阶段：
第一阶段：施工范围内管线及障碍迁改、平整场地，施工线路南北两侧线路防护钻孔灌注桩、工作坑地基加固水泥搅拌桩及工作坑围护结构。
第二阶段：基坑降排水、开挖工作坑基坑土方，浇注滑道板，制作后靠背，预制钢筋混凝土框架并养护。
第三阶段：线路慢行，施工D16型施工便梁临时支墩，封锁线路，架设四孔D16型施工便梁，施工混凝土条形便梁支墩+高压旋喷桩。
第四阶段：封锁线路，拆除四孔D16型施工便梁，架设两孔D24型施工便梁于混凝土条形支墩上，开挖线路下土方，施工框架下高压旋喷桩，顶进框架就
位。
第五阶段：框架桥两侧过渡段路基回填加固、施做桥面附属设施。
第六阶段：封锁线路，拆除两孔D24型施工便梁，恢复线路，取消慢行。
（二）工艺流程
施工准备→测量放样→工作坑围护、地基加固→工作坑降排水及土方开挖→滑床板、润滑层及后靠背制作→框架桥预制→线路慢行→应力放散→D16型施工便梁临时支墩施工→架设D16型施工便梁、加固线路→线路下挖土施工混凝土条形支墩→拆除D16型施工便梁→架设D24型施工便梁、加固线路→线路下挖土施工框架底高压旋喷桩→安装顶进设备→框架桥试顶→框架桥切土顶进→就位后回填两侧过渡段路基→附属设施施工→拆除D24型施工便梁、恢复线路→取消慢行
三、主要施工工序
（一）工作坑施工
顶进工作坑设在铁路南侧（上行线侧），坑边距铁路上行线为19m，工作坑实际开挖深度为原地面以下5m。工作坑线路侧采用一排18m长φ120cm钻孔桩围护，桩顶设置帽梁，坑内线路侧按1:1.75放坡开挖，其余三侧按1:1卸载2m，设置3m宽平台，再以I32c工字钢围护，工字钢嵌入深度不小于6m。钻孔桩及工字钢外侧设置两排搭接20cm的φ70cm水泥搅拌桩作帷幕，帷幕前后排错缝排列，嵌入深度6m，内侧被动受压区设置搭接15cm的Ф70cm双头水泥搅拌桩加固，嵌入深度3m。坑底采用3m长φ70cm双头水泥搅拌桩进行地基加固，加固后的复合地基承载力不小于120KPa。
（二）滑床板及后背梁制作
滑床板采用整体式钢筋混凝土结构，板厚30cm，底部铺设10cm厚碎石垫层，横向每隔3m设一道50cm宽地锚梁，前端比后端稍高，做3‰的坡度。后背梁宽1m，高2.5m，顶面高出滑床板面1.5m，后背梁和滑床板连成一体，以1：2斜坡过渡，二者均采用C25混凝土。当基坑挖至设计标高时，整平基底并铺设碎石垫层，然后绑扎钢筋、立模、浇注混凝土。滑床板顶面抹平并严格控制标高和平整度，面层涂上3mm厚石蜡，再喷撒一层滑石粉，最后铺设一层塑料薄膜，作为润滑隔离层，以减小顶进时的摩擦力。
（三）框架桥预制
框架桥混凝土采用C40抗渗混凝土，抗渗等级为P8，分两次浇注完成。框架桥与后背梁的距离为2m（以能放置顶进油泵为准）。测量放样，放出框架桥各内外边线和端线位置，绑扎框架底板和伸入底板内的墙身钢筋，立模、浇注底板
混凝土至三角以上10cm处。第二次砼浇注前，做好施工缝清洗及凿毛处理，形成凹凸结合面。框架孔内均采用钢管满堂支架，支架置于箱身底板之上。顶板立模支架采用φ48×3.5钢管进行搭设，顶模墙身内外侧模均采用1.5cm厚竹胶板。绑扎墙身与顶板钢筋、支立墙身外侧模，同时设好拉杆螺栓和支撑，经过检查验收合格后，浇注墙身和顶板混凝土，然后进行混凝土养护。
（四）线路加固、施工便梁架设
框架桥顶进及施工混凝土条形支墩时均需架空双线铁路线路，分别架设D24型和D16型施工便梁。D型施工便梁的运输、装卸均采用轨道车，作业时需临时封锁线路，并提前一个月向上海铁路局申请施工封锁计划。施工期间，列车慢行限速为45km/h。为确保施工时铁路列车行车安全畅通，必须先对施工地段的线路进行应力放散，应力放散完毕后方可进行便梁架设等线路作业。应力放散委托宁波工务段实施。
线路慢行开始后，开挖D16型施工便梁临时支墩土方，临时支墩尺寸为1.5m×1.5m×0.5m，采用C25混凝土浇筑，上下设置两层钢筋网片，并预埋便梁限位钢筋。根据施工封锁计划，在上下行线分别架设两孔D16型施工便梁架空线路，根据条形支墩尺寸开挖便梁中心线路下土方，施工高压旋喷桩+混凝土条形支墩，条形支墩尺寸为12m×3m×2.5m，并预埋便梁限位钢筋。待两个混凝土条形支墩（杭州侧和宁波侧各一个）施工完成后，回填路基、恢复线路，封锁线路、拆除D16型施工便梁。然后在混凝土条形支墩上架设两孔D24型施工便梁架空线路，根据框架桥尺寸开挖便梁中心线路下土方，施工箱底3m长高压旋喷桩地基加固，加固后复合地基承载力不低于145KPa。
（五）框架桥顶进
框架桥混凝土必须达到100%的设计强度后方可顶进。本框架自重为600t，最大顶力按1.5倍自重计算，即按照900t考虑，顶进时布置4只400t的油顶，满足顶力要求。
1、顶进设备布置及试顶
油泵放置在后背梁上，框架两侧中心对称布置。后背梁前面与箱身底板后面均布置钢横梁，采用倒砂密实，油顶处配2cm厚50×50cm铁板。顶铁配长4m、2m、1m、0.5m四种，传力柱采用8m长的钢筋混凝土管桩，油顶、顶铁及传力柱的布置，必须位于同一直线上。待一切准备工作完成后，开始试顶，开泵后油压升至10MPa时，停泵观察，无问题后继续开泵，当千斤顶活塞伸出压紧顶柱后应停机，经检查各部位无异常后再开泵，直至箱身起动。在试顶将要起动时，应特别注意观察后背梁与滑床板变化，总顶程33.5m。
2、顶进挖土
采用切土顶进，顶进前进行因施工旋喷桩需要的第一次拉槽挖土，深度为
D24施工便梁纵梁底以下3m，挖土采用小型挖掘机。顶进时进行第二次挖土。每次顶进50cm、挖掘进50cm，顶一程挖一段，严禁超挖，并保证框架前段切入土层内10cm以上。
3、顶进施工要点
（1）箱身每次顶进后，对其方向和标高进行测量，发生偏差，及时分析原因，确定纠偏措施，随时进行调整。
（2）及时做好顶进的各种数据的记录。根据土质和线路情况决定挖土进度，观测工作必须与挖土工作紧密配合。
（3）顶进作业开始前，先进行试顶，满足要求后方可进行正式顶进作业。
（4）施工期间，应由专职线路工防护线路和便梁，并做好观察记录。
4、顶进纠偏措施
（1）在浇注滑床板时，按设计图做好方向墩，并在顶进时抄垫密实。
（2）顶进过程中，发现偏差应及时调整，可采取增减一侧的顶力或调整两侧挖土方式（一侧欠挖，另一侧超挖）。
（3）为防止框架前端出了滑床板后，发生低头现象，滑床板前面部分土方底面应适当欠挖，严禁超挖。
（4）顶进过程中发现低头现象，应及时调整予以纠正。顶进中或顶进就位后，如其低头量较大，可采取压桩或支顶法予以调整。
（5）顶进挖土时，底面的欠挖量应根据顶进观测数据随时进行调整。
（6）顶进过程中发现抬头现象，抬头量不大时，挖土至箱底齐平；抬头量过大时，则底面进行超挖。如因两侧挖土不够宽吃土量过大而引起抬头时，可在两侧适当超挖。
（六）顶进时的监测
1、框架桥顶进前，应对框架桥原始位置的里程、轴线及高程测定原始数据，同时设置观测点并记录。
2、顶进过程中，每一顶程要观测并记录各观测点左右偏差值、高程偏差值和顶程及总进尺，观测结果要及时报告现场指挥人员，用于控制和校正。顶进就为后，一端顶进时中线偏差不得大于200mm，高程不得超过+150mm和-200mm。
2、顶进过程中要定期观测框架桥裂缝及开展情况，重点监测底板、顶板、中边墙和前后端，发现问题及时研究采取措施。
3、顶进施工过程中应由专业技术人员随时检查铁路线路和施工便梁。线路在慢行期间每2小时检查一次，4小时记录一次；顶进期间，每趟列车经过目测检查一次，每2小时检查并记录1次。对架设好的施工便梁、扣件螺丝、绝缘胶垫，每天定人定时检查不少于3次。
4、检查既有线路路基和便梁支墩是否稳定。事先设置位移和沉降观测点，测定原始数据，施工中每4小时观测一次，顶进时每2小时观测一次，并及时做好记录。
（七）路基回填、线路恢复
框架顶进就位后采用砂夹石回填框架两侧路基，并分层人工夯实至基床底，然后采用道砟回填，并捣鼓密实。线路回填完毕后，根据封锁计划，拆除两孔D24型施工便梁，恢复线路，取消慢行，并按规定分等级提速至常速。
四、其它注意事项
1、顶进施工作业必须制定切实可行的应急预案并按程序审批，成立应急小组，按照批准的方案现场备足应急救援物资。
2、施工前，专业技术人员应对所有作业人员进行书面施工技术交底和安全技术交底。
3、顶进施工作业时必须由有经验的专人技术人员统一指挥。
4、顶进施工应尽量避开雨季，顶进时连续作业，不可中断。
5、机械操作人员及其他特种作业人员必须持证上岗。
6、铁路营业线施工作业必须严格按照上海铁路局的营业线施工管理各项规定执行。
五、结束语
D型施工便梁适用于铁路既有线路或站场的桥涵施工，它的最大优点是在不中断行车的情况下，利用它进行桥涵的开挖和施工，并且具有运输和拆除方便的特点。框架桥顶进施工有诸多优点，但在施工中切不可麻痹大意，铁路行车安全是生产运输中的重中之重，保证安全生产永远是第一位的。
简述铁路下穿框架桥顶进施工工艺
