下穿立交框架桥顶进后的“低头”纠偏处理方法

周明生 上海铁路局合肥铁路办事处

下穿立交框架桥顶进后的“低头”纠偏处理方法

周明生 上海铁路局合肥铁路办事处

针对当前新建下穿和既有铁路道口“平改立”工程项目普遍展开，由于工程地质、施工管理、顶进工艺和天气等原因，在框架涵顶进过程中如控制不到位，经常发生框架涵“低头”现象，造成人力、物力浪费，耽误工期，笔者通过多年现场施工检查，结合合肥市新安江路1#桥下穿合宁绕行下行线框架涵“低头”案例，分析造成“低头”原因和纠偏措施，希望能为类似施工提供借鉴和参考。

下穿；框架涵；施工；低头；纠偏

1 工程概况

合肥市新安江路1#桥下穿合宁绕行下行线，位于三十里铺～肥东区间，属高速客运铁路，仅通行动车组和少量普通客车。铁路中心里程为K446+270.69，主体结构为6×8.5 m+1×5 m共七孔分离式框架，框架轴向长度为10.4 m，道路中心线与合宁绕行下行线中心线相交夹角为74°，桥位处有1座3.5 m× 4.0 m盖板涵需拆除。线路为单线1股道，无缝线路电气化区段，在该区段运营速度≤140 km/h,钢轨型号为P60轨，轨枕为普通砼枕，桥处位于直线段，施工期间限速45 km/h。

新安江路1#桥顶进时，采用D16和D24便梁加固线路，因考虑到电气化接触网立柱迁改，框架顶进按照4#→3#→5#→6#→拆既有盖板涵→2#→7#→1#的顺序进行。本工程仅4#框构顶时利用2座条基，架设D16+D24+D24便梁加固线路，其余均设独立支墩架D24便梁加固线路。

4#框架在切土顶进过程中，前段因地质条件发生突变，出现淤泥软弱夹层，地基承载力突然下降，导致4号框架顶进过半后出现突然“扎头”现象。现场虽然采取应急措施，对顶进方案进行调整，使得“扎头”现象有所缓解。顶进后期又遭遇连续强降雨，为了确保线路安全，不得不加速顶进到位，尽快恢复线路，保高铁运输安全。因此，箱涵顶进到位后，前端低头56 cm。

2 低头产生原因分析

2.1 地质原因分析

合肥市新安江路下穿立交桥工程根据地质报告，该地区箱涵所处地层承载力为240 kPa，但当4号箱涵顶进过半时突然出现淤泥软弱夹层地基承载力只有60 kPa，是箱涵低头主要原因之一。

分析原因主要是项目部对施工地段土质状况了解不够深入，从前期基坑开挖情况推测，盲目认为该地区土质很好。当顶进前段土体承载力由240 kPa降到只有60 kPa时，应急措施未能跟上，致使箱涵低头。

2.2 施工管理原因分析

项目部在施工过程管理中存在偏差，前期工作粗放，后期工作考虑不全面，顶进前未做详细部署和预案措施，应急处置时不科学不合理。当箱涵顶进过程中，技术人员测出箱涵低头5 cm后，采取措施不当，箱涵低头趋势没有得到及时纠正。

2.3 顶进工艺原因分析

本次顶进的箱涵是新安江路1#桥框架最大重1 000 t，顶程29.22 m，顶进时采用了200 t液压油顶，这种小油顶每次顶程只有0.45 m，造成更换顶铁频繁且不稳定，同时造成顶进时间加长，也是造成箱涵低头的原因。

箱涵顶进时挖土量未控制好，存在超挖现象。

箱涵前期预制时，因盲目认为土质条件良好，所以未考虑滑床板，滑床板也未做抬头坡，箱涵前端也未设船头坡。

2.4 天气原因分析

箱涵顶进前虽然努力避开降雨天气，但是因顶进过程中低头纠偏和更换顶铁占用时间过长，致使顶进后期天气发生变化后，连续降雨造成地质条件突变，因合肥地区膨胀土的遇水膨胀的特性，为了确保线路安全，不得不加速顶进到位，致使纠偏未能及时到位。

3 纠偏处理方法

因4#框架是1#桥第一孔顶进就位箱涵，月度施工计划已经下达，无法临时调整施工计划。经研究，决定等到7孔箱涵全部顶进到位后再进行纠偏。这样既同时考虑相邻3#和5#箱涵的高程控制，又能兼顾新安江路1#桥7孔框架顶进质量及顶进框架的整体美观。

相邻孔顶进后，经测量4#框架与相邻3号框架高差为-40 cm，与5号框架高差为-19 cm。最后经过方案论证，决定将4#框架进行抬高处理，纠偏值为抬高+30 cm（见图2、表1）。

图24 #框架纠偏断面图

表1 4#箱涵顶进低头纠偏前后对照表

3.1 现场准备

（1）材料准备情况：D24便梁1组；50 cm支点顶铁6组；1 cm、2 cm、3 cm支撑钢板若干，枕木、方木若干。

（2）机械准备情况：高程测量仪器自动安平水准仪1台，线路几何状态检查仪器若干，200型挖机1台，配备200 t液压千斤顶6组。

（3）人员准备情况：安排现场总指挥1人，防护人员3名，技术员3人，线路检查人员2人，油泵负责人1人，劳务工10人，挖机司机1人。

（4）施工计划安排：严格按施工计划进行日作业安排，天窗点以外，施工线路限速45 km/h。纠偏计划起顶时间为120 min。

3.2 纠偏方法

3.2.1 架设D24 m便梁加固线路

框架桥纠偏需在封锁点内进行，4号框架纠偏前，利用施工天窗点在3号、5号框架上架设D24 m便梁1组进行线路加固，待线路加固完成后，再将框架顶上的道碴挖空，确保抬起箱涵时线路几何尺寸不出现偏差，然后再进行框架纠偏施工，见图2。

3.2.2 框架底部拉槽

在4号框架底板与基层间进行底部拉槽，拉槽尺寸为深1.65 m×宽1.0 m×箱长12.23 m。

3.2.3 浇筑地梁

在箱底拉槽位置制作1.0 m×1.0 m×12.23 m矩形钢筋混凝土地梁。混凝土强度采用为C40，钢筋布筋为Φ25@15 cm上下各一层。

3.2.4 低头框架纠偏

（1）地梁浇筑完成，待砼强度检测达到75%后，在地梁顶部设置3块5 cm厚钢板作为千斤顶基础。

（2）纠偏时采用6组200 t千斤顶进行同步纠偏，在每组千斤顶之间设置支点，以确保顶起高度稳定。

（3）纠偏过程中，技术人员不间断地对框架抬起高度进行测量，以确保纠偏数据的准确性。

（4）待纠偏高度达到设计高度，并核实无误后，做好支撑，并拆除千斤顶。

3.2.5 底部封堵

纠偏完成后，对挖开的基础及箱底部缝隙，采用C40混凝土进行封底处理。中间采用压注浆封底，确保箱底缝隙灌注密实，防止底板下空洞造成后期产生箱体病害。

3.2.6 撤除施工便梁

基底灌浆强度达到后，撤除D24便梁，恢复线路。

3.3 安全保证措施

（1）千斤顶设备要有备用。纠偏过程中，要加强对千斤顶设备进行检查，发现异常及时停机检修，防止设备出现故障。

（2）要加强对线上便梁的监测，防止清道不彻底，造成线路偏差。纠偏期间派专人对线路轨距、方向进行检查，发现问题及时消灭。做好驻站和现场防护。严格执行邻近营业线施工的“一机一人”防护。

（3）作业过程中，要密切监测机械设备及支柱的稳定性，防止千斤顶和支柱失稳，尽量多加支柱。

4 整治效果

4#框架纠偏处置后，箱体顶进中线和高程误差均符合规范要求，相邻箱体间误差基本消除，整体线形完美，如图5，图6。

图5 箱体纠偏后局部效果图

图6 箱体纠偏后整体效果图

5 结束语

合肥市新安江路1#桥下穿合宁绕行下行线7孔框架顶进工程工期历时一个多月，包含D型便梁加固线路与撤除时间。但因4#框架纠偏，重新申请月度施工计划，架设D24便梁1组，造成大量的工作延迟，虽然不影响整个工程的工期，但是还是增加了工程的成本。因此，应该吸取的教训还是深刻的。一是要认真复核工程地质情况；二是要做好设计要求的内容，不能盲目优化方案，改变施工工艺，弱化保障措施；三是发生问题后，要科学评估分析，合理组织整改，不要乱了阵脚，造成后续工作的被动。本次工程纠偏，对长度为20m内的框架的抬高还是有借鉴意义的，但对于长大框架的纠偏还是要经过科学论证，防止造成结构病害，希望本工程能为类似的工程提供参考。

责任编辑：宋飞 龚佩毅

来稿时间：2015-5-18