既有线下穿框架顶进施工的线路加固技术及结构受力检算

卢文明

摘要：本文结合了下穿既有铁路6股道的钢筋砼框架排水涵顶进施工实践，详细介绍了顶进施工时的线路加固技术，并进行了结构受力检算，使加固的线路满足列车运营要求，确保了行车及施工的安全。为今后类似工程提供参考依据。

关键词：钢筋砼框架涵顶进施工线路加固施工技术受力检算

1 工程概况

工程项目位于柳州车站北端，为竹鹅溪排水工程，本次施工的排水涵长160.24m，排水涵采用钢筋砼框架形式，框架尺寸为宽7.6m×高5.4m，涵身为C35钢筋砼。部分框架下穿湘桂线等既有铁路共6股道，穿越铁路段框架采取分节中继间法顶进施工，共分4节，每节长16m，施工长度64.09m。铁路范围外的框架采用明挖现浇施工，施工长度96.15m。

既有线为电气化铁路，运输十分繁忙，对顶进施工中的既有线路加固提出了很高的要求，线路加固须牢固可靠，确保行车及施工的安全。

2 加固方案

根据设计图纸的要求，下穿既有线的框架采用中继间法顶进施工，顶进前对线路进行加固，顶进时列车限速为45km/h。

既有6股道均采用扣轨加纵横梁加固方法，在铺设扣轨前对线路进行一次全面的整修，使各项几何尺寸达到维修后的标准。黔桂A线、黔桂线、湘桂线正线、Ⅵ道采用P50轨P3-3-3组合1-2扣，Ⅰ道、待机线采用P43轨P3-3-3组合1-2扣扣轨。

横抬梁采用I45c工字钢，其长度有12.5m、8m、5.5m三种。因需加固的线路较多，为减少施工时影响的线路股道数量，横抬梁采取从东、西两侧分别横穿线路的方法。根据现场的施工条件，黔桂A线、黔桂线、湘桂正线、Ⅵ道共4股道的横抬梁从西往东横穿线路，为便于施工及确保横抬梁在横穿4股道施工时线路的安全，西侧4股道的横抬梁均采用单根I45c工字钢，横向间距为0.68m，长度采用12.5m、8m两种。东侧的Ⅰ道、待机线共2股道横抬梁由东向西横穿线路，因Ⅰ道、待机线受到铁道集市场及现场高挡墙制约，如果采用较大长度的工字钢横抬梁，从东侧横穿时不仅吊装困难且对集市的民众造成较大的安全隐患，因此采用长为5.5m的短双工字钢横抬加固，横向间距为1.5m。

工地施工范围处于黔桂线一组E/J型道岔上，线路加固比较复杂，为保证道岔的正常使用，施工时不挪动既有线轨枕，横抬梁采用单根I45c工字钢，间距为0.68m。在线路中心砼枕设上P50轨1-2扣扣轨。横抬梁与扣轨梁用U型螺栓边接，岔枕与横抬梁间采用木枕或垫木支垫，轨道外扣轨与纵抬梁之间设枕木横撑。为防止道岔在框架顶进及列车经过时出现横移，在股道间横抬梁搭接处用1-2扣轨或15cm×15cm方木用U型螺栓将所有横抬梁连接成牢固整体。

纵抬梁全部采用8根I56b工字钢，为增加刚度及横向稳定性，每侧的4根工字钢并排组成梁束，每束工字钢每间隔4m放入枕木垛并利用U型扣夹紧，纵抬梁支点设在直径为125cm的挖孔桩上。Ⅰ道东侧因条件所限，不能施工挖孔桩支墩，横抬梁搭东侧端搭设在枕木垛上。

路线加固结构见图1、2、3所示。

图1线路加固平面布置示意图

图2线路加固立面布置图

图3线路加固立面布置图

3 横抬梁工字钢施工顺序安排

根据本项目的现场实际情况，并考虑需加固的线路较多，为减少施工同时影响的线路股道数量，横抬梁采取从东、西两侧分别横穿线路的方法。具体的施工顺序安排如下：

1）从西向东工字钢横穿既有线4股道，穿越的线路依次为：黔桂A线→黔桂线→湘桂线正线→Ⅵ道。首先当黔桂A线有维修天窗点时，工字钢先穿过黔桂A线，横移至黔桂线外侧，然后待黔桂A线及黔桂线同时有施工点后，再将工字钢横移穿过黔桂线，移到湘桂线外侧，待黔桂A线、黔桂线及湘桂线同时有施工点后，再横穿过湘桂线到Ⅵ道外侧。最后待4条股道同时有施工点后穿过Ⅵ道。按此方法完成西侧4条股道的加固。

2）从东向西双I36c横穿既有线东侧2条股道，穿越的线路依次为：Ⅰ道→待机线。

首先当Ⅰ道有维修天窗点时，横抬梁工字钢从东侧横穿过Ⅰ道至待机线外侧，然后待Ⅰ道及待机线同时有施工点后移至待机线加固。最后当Ⅰ道有维修天窗点后，从东侧横穿钢轨加固Ⅰ道。

因框架采用中继间法顶进，顶进总顶程达到68.56m，且框架预制采用并列式，故顶进施工的工期较长，为了缩短线路加固对既有线Ⅰ道的影响时间，待框架顶至黔桂线后再对Ⅰ道、待机线进行线路加固施工，并安排在框架顶进到湘桂正线时完成对Ⅰ道、待机线线路加固。

4 施工方法

4.1 支墩挖孔桩施工

在框架现浇施工的同时进行纵梁支墩φ125cm挖孔桩的施工，施工前对施工地段进行现场勘察，做好路肩上埋设的各种既有光、电缆的临时拆、移或保护工作，并派专人昼夜监护。挖孔桩施工期间列车限速为60km/h，施工严格遵守铁路有关既有线旁施工的规范、规程等，确保行车及人员安全。

4.2 线路防护

线路加固前与工务段等相关部门签订施工安全协议，在线路加固两侧距框架外800m的线路左侧设立减速信号牌，限速45km/h，在線路加固两侧20m处设立施工作业标。对加固地段正线进行无缝线路应力放散，并提前申报慢行计划，经与车站联系，确定慢行点后，在有线路防护员防护的情况下，方可进行施工。

4.3 抽换枕木

在挖孔桩支墩施工完成后，利用施工维修天窗把线路加固地段的砼枕抽换成木枕，并在枕木下预放U形螺栓。

4.4 穿插工字钢横抬梁

横抬梁采用I45c工字钢。在既有线穿工字钢的位置，按照技术交底的要求，扒掉道碴，然后将工字钢横梁利用人工及吊车配合拉入就位，横抬梁顶面顶着基本轨底，在横抬梁顶面与基本轨底间用绝缘PVC板垫紧，使横抬梁与线路轨道保持绝缘，以防止出现红光带。横抬梁与吊轨梁、纵抬梁用φ25mmU形螺栓连接成整体。

4.5 铺设扣轨

6股道均采用P3-3-3组合1-2扣扣轨。黔桂A线、黔桂线、湘桂线正线、Ⅵ道采用P50轨P3-3-3组合1-2扣；Ⅰ道、待机线采用P43轨P3-3-3组合1-2扣扣轨。

要点利用轨汽把吊轨梁运到施工地点并卸在铁路线间平放好，防止侵限。然后再要点将吊轨梁安放在设计位置，并与其下的枕木和工字钢横梁用φ25mmU形螺栓连在一起以增加其整体性。扣轨两端伸出框架涵以外5m，接头错开3m，并与主轨接头错开≥1m摆放，吊轨梁顶面不得高出主轨顶面。

4.6 架设工字钢纵梁

本加固方案采用I56b工字钢纵抬梁，采用轨汽吊放横抬梁工字钢面上，摆放整齐，梁两端支撑在浇筑好的支承桩顶，为增加刚度及横向稳定性，每侧的4根工字钢并排组成梁束，每束工字钢每间隔4m放入枕木垛并利用U型扣夹紧。用φ25mmU形螺栓将纵抬梁与横抬梁联接为整体。纵抬梁铺设后，全面检查各部分连接是否牢固，线路的轨距水平方向是否符合规范误差，全面检查合格后方可进行顶进作业。

4.7 线路加固安全防护措施

线路加固的列车慢行计划要向铁路局总调度室申请报批，施工慢行计划批准后，才能进行线路加固。线路加固前做好各种信号及通讯线路的迁移及防护，对重要设施在施工前测量并记录好标高、位置，以便完工后原样恢复，并做好看守和防护工作。施工期间要设减速信号牌。备足厚度不等的硬木板，以便调整线路的水平。

线路进行加固后，要求全天慢行，设置专人24小时防护，并设置线路养护组24小时养护，做好施工范围内的线路养护工作，利用线路加固前设置好的线路中线桩及轨面标高控制桩，每过一趟列车便用道尺等工具检查线路的水平、轨距及方向，发现偏差超过允许范围，马上进行调整。在桩身预埋钢筋环，以便用拉链葫芦固定钢轨，防止钢轨横移并做好防爬措施。