下穿铁路框架桥施工中的高程控制

王中华

摘要：笔者从具体的工程实例入手，提出控制框架桥就位高程的控制方法，并指出顶进就位高程控制是施工的全过程控制。

关键词:框架桥;高程;控制

中图分类号： U448.28文献标识码： A 文章编号：

0 引言

高程控制是下穿铁路框架桥施工中的重要环节，高程偏差过大，不仅影响道路的竖向线形，又增加了工程的后续投资；有时为了赶工期，框架桥两侧引道要同时施工，框架桥就位偏差过大，为道桥衔接造成困难，同时偏差过大也不利于既有铁路的安全。框架桥高程的控制并不只在顶进环节，它贯穿施工的全过程。按施工节段简单的可以分为顶进前控制，顶进中控制和顶进后控制。

1 顶进前的高程控制

1.1滑板、桥体船头坡及钢刃角的设置

滑板是框架桥制作和顶进开始时的工作面，要保证框架桥初始高程准确，就要求滑板具有足够的承载力和抗折能力，即滑板既能承受框架桥的全部荷载，又能保证框架桥与其脱离时不发生断裂。滑板采用纵横梁板结构，设计文件中多采用20cm的单层钢筋板，但实践证明，桥体脱离滑板2/3处后，滑板前端全长1/3处附近会发生断裂，使顶进框架桥高程瞬时失控。通常我们将滑板设置成40cm的双层钢筋板，提高其抗折能力。

为了避免出现扎头现象，滑板面一般做成1‰-3‰的仰坡，即前高后低，当框架桥前端顶出滑板1/3后，由于框架桥自重，造成滑板前端的土壤压缩，而此时框架桥端部往往进入线路底下，由于活载作用，箱身开始扎头。在框架桥重心移出滑板后，扎头更为显著。而当框架桥继续前进，尾部脱离滑板后，桥尾下沉，使坡度逐渐回升，然后比较平稳地前进，直至就位。仰坡的设置即为桥体的后期下沉提供足够的高程储备，中和桥体顶进后期产生的下沉效应，满足设计高程要求。仰坡根据既有铁路路基土质情况设置，土质软弱采用高值，土质坚硬采用低值。

为了增加桥体的爬坡能力，将桥体底板底前端设置成斜坡，通常采用坡高10cm，坡长1.5m的形式，俗称”船头坡”。

在顶进过程中，当箱体出现较大扎头现象时要利用钢刃角进行调整，通常钢刃角在桥体制作时并不安装，只在箱体底板前端预埋钢板。当桥体出现较严重的扎头时，在预埋钢板上焊接安装钢刃角。

1.2路基注浆

为减少桥体脱离滑板进入铁路路基后的高程变化，应提高路基基底的承载力。实际操作中采用AB料二重管注浆法固化路基。一般情况下根据铁路部门要求：固化影响长度为框构桥两侧各5米，固化影响深度为框构桥底板以下8米。因为注浆是在不影响铁路运行的情况下进行，所以既有铁路下的路基是注浆控制的重点也是难点，通常采用斜管注浆解决此问题，正式施工前应做实验段，查看斜管注浆效果。浆液采用无收缩性、无膨胀性同时具有高渗透性的玻璃水和水泥双浆液，通过试验确定注浆压力和注浆时间，保证注浆时铁路路基不隆起， 并为框架桥顶进提供一个坚实稳定的通道。

1.3路基降水

在框架桥顶进过程中，为了减少地下水对顶进高程的影响，在既有铁路路基的两侧设置降水井，降水井要在路基固化完成后设置，以免注浆浆液堵塞水路通道。降水井沿既有铁路的影响长度应不小于桥体两侧各5m。路基降水应在桥体顶进前30-45天进行，直至顶进结束进行不间断降水，基坑降水期间设专人及时观测降水井内水位下降情况，路基下水位应降至滑板以下2米。确保顶进作业在无水的条件下进行。

2 顶进中高程控制

2.1顶进测量与土方开挖

顶进施工前在桥体顶面两侧布置好观测点，记录原始标高，顶进过程中，每一顶程每个观测点应进行1-2次观测（纠偏时增加测量频率），并将测量数据及时反馈给挖土作业班组，挖土作业班组根据高程测量数据，指导下一顶程土方开挖方式。测量班组与土方开挖班组信息联系要通畅密切配合，随时根据高程的偏差变化采取纠偏措施，切忌将偏差积累。顶进过程中，随时对测量数据进行分析，预测高程的变化趋势，并采取适当的应对措施。

2.2 顶进中的高程控制方法

高程失控时，会出现“抬头”或“扎头”现象，是施工中出现的“险情”，施工现场要备足抢险物资和机械，抢险人员要听从指挥，统一行动，确保应急处理措施达到理想效果。

2.2.1纠正桥身“抬头”的方法

1） 减小侧刃角及底板吃土量和箱体前端增加配重等措施来制止箱体抬头。

2） 底刃脚前端超挖20-30cm,与箱身等宽，可有效改善“抬头”现象；

3） 两侧刃角处挖土不够宽，易造成箱身“抬头”，故两侧可适当多挖。

2.2.2纠正箱身“扎头”的方法

1) 箱体出现扎头趋势时，顶进时让底板前端、侧刃角上部或全部吃土，使土阻力作用点上移，产生一个抬头力矩，逐步顶进调整。

2) 基坑开挖时，开挖面基底保持在箱身底面以上8～10cm，利用船头坡将高出部分土壤压入箱底，纠正“扎头”。

3) 安装钢刃角，强制切土，增大抬头力矩。

4) 减少全断面挖土量，强制顶进。

5) 箱体刃脚一经入土，应组织加快出土速度，实行三班倒连续作业，保持框架桥顶进作业不间断，减少桥体“扎头”速率。

6) 统一指挥千斤顶的作业，不可出现乱顶、受力不均现象。

7) 如基底士壤松软时，可换铺20～30cm厚的卵石、碎石、混凝土碎块，或灌筑速凝混凝土、打入短木桩、挖孔灌筑白灰柱、砂桩等方法加固地基，增加承载力，纠正“扎头”。

8) 用增加箱身后端平衡重的办法，改变箱身前端土壤受力状态，达到纠正“扎头”的目的。但应注意增加重量后的逐步卸载问题，否则会出现“抬头”现象。同理亦可用于纠正“抬头”现象。

9) 在桥体底板前端浇筑混凝土纵梁。

3 顶进后高程控制

框架桥顶进就位后，在桥体和两侧路基间隙进行注浆，浆液采用水泥砂浆。注浆前，应先对桥体与路基间隙进行探测，确定间隙大小和分布情况，然后按探测结果进行注浆。这种处理方式被认为是防止铁路路基土下陷而采取的加固措施，但笔者认为对抑制桥体的后期沉降也有一定的作用。

4、工程应用情况

在天津市规划沙柳南路框构中桥（桥体结构高8.65m，轴向长度19.65m，宽44.50m，采用6m-14m-14m-6m四孔封闭式框构设计）下穿京山上、下行线的工程中，滑板采用40cm双层钢筋板，3‰仰坡；框架桥底板底前端设船头坡，坡高10cm，坡长1.5m；京山双线路基采用水玻璃和水泥浆双浆液进行注浆，固化宽度为框构桥两侧各5米，固化深度为框构桥底板以下8米；采用φ350无砂盲管降水井进行降水，京山双线两侧共布置32口降水井，间距4m，井深14m；顶进作业中，各作业组密切配合，没有出现进行大幅度调整高程的现象，桥体就位时，左侧高程偏差-4cm，右侧偏差-2cm，完全符合规范要求（-15cm-+10cm）。

5、结语

在既有铁路改造工程中，平改立工程一般都采取顶进方法来施工。此方法施工相比便线施工投资少，建设周期短，对铁路运营影响时间短等优点，但相较而言也存在较大的施工难度。顶进作业中的偏差控制是整个工程当中最复杂的一个环节。要圆满地完成这项工作要做很多的准备工作，要求工程管理人员从工程一开始就要控制好每一个环节，控制结果的好坏直接体现在顶进就位的结果上，也体现在经济利益上。

参考文献

[1]<《地道桥设计与施工》 冯卫星 王克丽 河北科学技术出版社 2000

[2]朱健身 陈东杰.城市地道桥顶进施工技术及工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2006..

[3]《铁路桥涵施工规范》TB10201-2002：中国铁道出版社 2002