铁路框构桥汛期顶进施工技术

　　内容摘要：一般情况下，铁路框构桥顶进要避开汛期施工，特殊情况下必须在汛期顶桥是个例外。本文以石太客运专线晋安东街2-6.0m框构桥为例，介绍了客运专线开通后汛期进行框构桥顶进施工的主要技术和措施。
　　关键词：铁路,汛期,框构桥,顶进
　　1工程概况
　　晋安东街2-6.0m框构桥为石太铁路客运专线工程开通后剩余工程，位于太原市杏花岭区，地处泄洪主通道处，原为平交道口，石太下行线里程K232+628.5、石太客运专线里程K223+797，其功能是交通兼泄洪，为保证客运专线汛期安全，该桥必须在汛期完成顶进。框构桥轴线与线路斜交66°50′,框构下穿石太上下行线及石太客专上下行线共四股正线，四股正线线间距依次为5.3m、5m、5.3m。框构轴向全长23.6m，刃角长1.5m，净高4.3m，顶板厚0.65m，边墙及中墙厚0.65m，底板厚0.73m。框构在线路东侧预制，框构预制位置距离外股线12.22m，顶程35.32m。
　　地下水位及地质资料：稳定地下水位在框构桥底板底上部2.0米。0-2.6米为杂填土，稍湿、松散；2.6-5.4米为新黄土，坚硬，土质均匀，基本承载力100kPa；5.4-7.0米为地震可液化层，基本承载力100kPa；7.0-12.75米具有湿陷性，基本承载力100kPa；12.75-15.75米为粉质粘土，软塑，土质均匀，基本承载力160kPa。
　　2工程特点及难点
　　2.1框构桥位处东侧为太原市东山，此处为泄洪通道，历年有多次洪水淹没铁路，仅2008年洪水淹没四次。框构桥顶进时间为2009年7月16日-8月10日，在主汛期施工，防汛形势非常严峻。
　　2.2本桥为石太铁路客运专线开通后第一座顶进框构桥，顶进施工期间列车限速45km/km，完工后限速80km/km24小时，后正常。客运专线动车组行车密度大、速度快、对线路标准要求高、安全压力大。
　　2.3桥位处跨四股正线，中间两条为石太客专正线，侧面两条为既有石太线正线。线路加固、施工防护难度大，框构顶程长，顶进施工时间长。
　　2.4桥位处地下水位高，需要长时间不间断降水。
　　2.5地基承载力低，需要进行地基加固。
　　2.6桥位处电缆多、接触网杆距框构桥近，需要安全防护。
　　3施工方案及技术措施
　　3.1桥位降水
　　本桥地下水位较高，稳定水位在框构底板底以上2.0米，施工前在线路两侧共打降水井24眼，其中线路东侧19眼，布置在预制基坑周围，线路西侧5眼布置在线路外侧,井深20米。基坑开挖前开始降水，顶进就位后停止降水，水位始终控制在滑板面1.0m以下，确保土体及基础稳定。
　　3.2地基注浆加固
　　采用水泥及水玻璃双液斜孔注浆法对地基进行加固，注浆范围为框构桥主体投影面积及外侧各2.0m，注浆深度为底板底以上2.0m、以下7.0m。注浆在线路顶进前进行，注浆加固后地基基本承载力不小于180kPa。
　　3.3挖孔桩路基加固
　　为保证顶进过程中路基土体稳定，在框构桥设计位置的四个角的路肩上各设置4根路基防护桩，在四股正线间、框构桥外侧各设一根路基防护桩，共设路基防护桩22根。路基防护桩为钢筋混凝土结构，桩长10.0m，桩径1.25m，采用人工挖孔施工，路肩处的每四根桩桩顶设有钢筋混凝土冠梁。
　　3.4汛期防洪方案
　　客运专线未开通前，该处泄洪矛盾不太突出。本桥在石太客专开通后且在主汛期施工，要求按防大汛、抗大洪的标准设防，顶进前和顶进中各遇一场大暴雨，由于方案合理、措施及时到位，保证了铁路安全。主要方案及措施如下：
　　（1）基坑周围设围堰挡水。防洪的重点是确保基坑绝对不能进水，为此在基坑四周范围设置围堰，全部用编织袋装土码垛，外侧用砖墙护砌，表面用土工布包裹形成整体。基坑东侧是道路，上游是地势高的东山，洪水急猛，故东侧围堰高2.0m；南北侧是平缓的道路，故围堰高1.5m；基坑靠铁路侧路肩上，围堰高度与道床顶面平。
　　（2）设置截排水导流沟。在基坑南侧、东侧和北侧围堰前各设1.0m宽1.0m深的浆砌片石截水导流沟，沟顶加钢筋网铁篦子，防止石块及杂物堵塞入水口，将雨水引入框构桥两端的涵中。一般雨水导流沟、排水管即可满足，遇特大洪水时，洪水漫过沟管，在围堰外侧直接流入排水涵。
　　（3）增加污水泵应急导流。在南侧1-2.0m方涵入口沉淀池中放置6台￠150mm的6寸污水泵，连接200mm消防水带横穿铁路引至西侧建设路上，当方涵内水位将要超过涵顶时立即同时起动，缓解方涵排水压力。同时在方涵洞口处设两排钢管脚手架，其作用是固定水泵和防止大件杂物堵塞。
　　（4）与太原市气象、防汛部门密切联系，掌握汛情。派专人盯岗，昼夜值班，遇有险情、水情及时抢险、抢修。及时清理框构桥附近的排水沟、排洪沟，保持其畅通。
　　（5）现场常备防洪材料及机具：编织袋5000个，内装沙土，I级道碴100m3，抽水泵10台，120kw发电机2台。
　　（6）基坑防雨排洪。在顶进过程中如遇降雨天气时，及时停止出土，立即起动顶稿将框构主体与路基开挖面顶紧，用土工布将外露开挖面覆盖至框构底版面，防止雨水冲刷边坡，造成塌方。在基坑周围设集水井，如遇基坑进水马上抽水，保证边坡不被水浸泡。
　　（7）线路加固横抬工字钢框构侧接长6.0m，保证顶进开挖路基前工字钢支点在框构顶面上，保证线路的稳定。
　　（8）现场设置防护监测。备信号灯两个、信号旗两个、防护服两身、雨衣若干。专人对框构基坑进行24h监测防护，时刻密切监视，如出现险情及时抢修，并将列车拦截在框构桥200m以外。
　　3.5线路加固方案
　　线路加固采用扣轨加纵横工字钢梁法。线路加固施工程序:调整轨枕间隔--加穿木枕--扣轨--穿设横梁工字钢--架设纵梁工字钢。
　　为便于横穿工字钢，将四股正线按55㎝间隔调整一致。加穿枕木的目的是便于扣轨,轨枕盒内隔一穿一,穿入3.4m长木枕，枕木间距1.1m。扣轨采用P50钢轨，以3-5-3形式布置，扣轨长度37.5m，伸出框构两侧各11.0m。横梁采用I45工字钢，垂直于线路方向全桥范围内布置，间距1.1m，置于混凝土枕间，桥外两侧每侧布置3根工字钢，共计23根,接头采用等强度夹板方式连接；接头布置为6+12+12m和12+12+6m，接头错开。纵梁长30m，放在横梁之上，线间及两路肩共设5束纵梁,每束由两根I56工字钢组成，接头错开并用等强度夹板连接。纵梁与横梁、横梁与扣轨用U型卡连接。[!--empirenews.page--]
　　3.6抗横移措施
　　为防止线路横移，在线路西侧距离石太下行线路中心7.3m设置抗横移挡墙，用于支挡横向工字钢。挡墙为L型钢筋混凝土结构，基础为￠1.0m钢筋混凝土抗横移挖孔桩,桩距3m。
　　3.7挖土及顶进
　　采用挖掘机开挖，人工配合刷坡清底。石太线每次开挖顶进长度不超过1.0m，开挖面坡度不陡于1：0.5，开挖面边坡平顺整齐，不得有反坡，对两侧机械不易触及的地方，由人工按其外轮廓挖到边。根据石太客专夜间23：00至次日4：00无列车通过的有利条件，框构顶至客运专线下时，利用夜间天窗点一次挖土顶进2.0-3.0m，为此采用500t加长型顶镐，最大顶程达100cm，快挖快顶，加快了顶进速度。
　　3.8就位后注浆
　　框构桥顶进时严格控制挖土外轮廓精度，尽量做到不超挖、少超挖。本框构桥为斜交，上部为杂填土，顶进过程中难免有超挖现象，为确保框构桥两侧无空隙及路桥衔接段路基稳定，框构桥就位后采取了在框构桥两侧注浆措施，采用水泥及水玻璃双液注浆法，注浆范围为框构桥两侧各3.0m，注浆深度为底板底以上、路肩以下。
　　4其他施工技术要点
　　4.1加强加固体系稳定性监控与线路整修
　　在列车的作用下及顶进过程中，线路加固体系是动态的。如行车中加固体系中的木楔容易松动，顶进过程中线路容易出现横移，顶进时需要打松木楔，来车时主轨下必须垫实等关键工序，需要大量的作业人员，要求熟练操作、尽职负责、一丝不苟。为此采取细化分工措施，管理人员、带班人员、安检人员分班列表，操作人员分工列表细化到每根工字钢、每个枕木垛，不留死角，不留隐患，确保加固体系监控到位、稳定安全。
　　顶进施工是否安全主要反映在线路上，每次顶进后，线路观测组对轨道的横向位移和竖向标高进行测量，根据测量结果立即实施整修养护，线路整修标准执行客运专线轨道标准。
　　4.2现场防护
　　施工现场为四股正线，线路加固、养护及恢复，施工工作量大，人员集中，穿、抽工字钢需要同时影响四股道，来车方向不同，防护难度很大，人身及行车安全风险很大。为此采取多项措施：一是在来车的三个车站即太原东站、太原北站、东凌井站设驻站联络员；二是在现场设置高音喇叭进行来车播报；三是确定下道方向，上行两股道统一下道至上行侧，下行两股道统一下道至下行侧；四是现场拉防护绳强制下道。
　　4.3顶进观测与纠偏
　　顶进观测重点是观测及时准确和纠正措施。每顶进一次技术人员及时观测，并将测量结果与设计方向和标高进行对比，再与现场负责人、顶进人员共同研究，确定纠偏措施。纠偏从小偏开始，坚持有偏必纠，控制顶进误差始终远小于验标允许误差。
　　4.4接触网杆防护
　　接触网是铁路行车的重要设备，框构桥周围有3根接触网杆，距离框构桥外边缘分别为4.1m、4.2m、6.0m，均在易塌方区范围内。利用路基挖孔桩进行防护，另派专人对接触网杆的稳定性、垂直度进行观察，确保接触网杆稳定与安全。。
　　4.5加强协调
　　顶进施工期间，每天下午五点开会，由现场施工负责人主持，施工单位各组长、工务段、电务段、供电段、铁通等监护单位参加，总结协调一天的施工问题，安排次日的施工事项。通过开会协调，针对问题及时采取措施，使既有设备、防洪、轨道状况始终处于安全可控状态。
　　4.6应急预案
　　顶进前制定了路基塌方、轨道短路、挖断电缆、线路变形、接触网杆倾斜、抗洪抢险等六项应急预案，并进行了模拟演练。
　　5结束语
　　框构桥顶进就位误差：方向偏差20mm，高程偏差30mm，满足验收标准。顶进施工中，严格按施工方案施工，精心组织，严格控制，北京、太原两铁路局紧密配合，监护到位，汛期防洪措施及应急预案得力，确保了石太客专第一座顶进框构桥汛期施工的安全、质量和工期。
　　
　　参考文献：
　　1、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》
　　2、铁建设[2005]160号客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准
　　3、TB10415-2003铁路桥涵工程施工质量验收标准[S]
　　4、铁道部第四勘测设计院桥隧处编著.桥涵顶进设计与施工[M].北京:中国铁道出版社，1983
　　5TB10002.5-2002铁路桥涵地基和基础设计规范

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