大西客运专线长大坡道过隧道运架梁施工关键技术研究

赵省建

（中铁三局集团第三工程有限公司，山西 太原030006）

1 工程概况

大西客运专线站前七标线路位于临汾霍州市和洪洞县境内。线路起止里程为DIK442+546.69—DIK497+170.42，正线长度55.501km，合同价40.2亿元，建设总工期54个月。

本标段霍州制梁场位于李家峰隧道大里程的改DK456+450处，有85孔铁路客运专线双线简支箱梁需穿过李家峰隧道进行运输架设，其中32m梁76孔、24m梁8孔、非标准跨径27.5m梁1孔。该段最短运距9.737km，最长运距13.903km。

李家峰隧道全长2 882m，隧道进口里程改DK448+123，出口里程改DK451+005，线路纵坡为30‰下坡，其中：改DK449+867.70至改DK451+005段计1 137.3m位于半径为7 000m的平面曲线上，其中缓和曲线长540m，圆曲线长597.3m，其余段落为直线地段。

2 长大坡道运架桥施工难点及解决方案

2.1 施工难点

1）施工设备不适应 在30‰长大坡道过隧道运架梁时由于隧道断面空间有限，只有采取适当的工程措施和对运梁车进行设备改造才能满足需要。

2）安全风险高 在30‰长大坡道上过隧道运架梁，设备在动力、工作状态等方面与洞外常规运梁相比发生很大变化，引发安全风险因素增多，且均为目前技术条件和现有管理手段无法控制的不可接受风险因素，只能通过技术改进和设备改造手段进行解决。

3）工期形势严峻 自2011年4月1号开始架梁至2012年年底，霍州梁场架梁完成528孔，完成总数613孔的86.1%，梁场待架的箱梁数量多。根据新的建设单位总体施组计划及对该标段施组的批复，霍州梁场要求于2013年3月12日架设完成。为完成工期目标，运架梁速度必须达到正常条件下的架梁工效指标，然而，在30‰长大坡道上过隧道运架梁大大降低了施工工效。根据实际运架梁的速度统计，在一运一架设备配置条件下，采用国产运梁车运距为0～7km范围工效仅为1.0孔/d。特别是运梁车在30‰坡度上负重上坡行驶时的洞外最高时速仅为0.7km/h，而正常的负重运梁速度为3km/h。综合运架梁工效仅为正常条件下的1/3。以此折减系数推算架梁工效，架梁时间将持续至2015年4月28日，远不能满足全线和标段的总体工期要求，为此必须设法提高运架梁速度。

2.2 解决方案

在以往客运专线桥梁架设中从未遇到过30‰长大坡道过隧道运架梁施工，没有成功经验可借鉴，且铁路桥梁架设对工程质量和安全的要求非常严格，桥梁架设又属于高空作业，长大坡道过隧道运架梁更增加了安全风险，存在如运梁车过隧道遛坡、架桥机倾覆等重大危险。

为满足施工工期目标，需在隧道及其进出口路基施工中采取相应的工程措施，又要对运梁车进行相应的技术改造才能确保施工的顺利进行。

1）隧道施工措施 为满足运梁车分别运输架桥机和简支箱梁从隧道内轮廓空间内通过，经计算需在隧道仰拱完成后将仰拱填充层分成2次施做，即过隧道架梁前施做第1层隧道仰拱填充，过隧道架梁完成后，施作剩余隧道仰拱填充。

2）隧道进、出口路基施工措施 为满足运梁车分别驮运架桥机和简支箱梁顺利进入隧道内轮廓空间内，经CAD画图计算在隧道进口改DK448+123—改DK448+113段线路纵坡仍顺接洞内坡度维持30‰，改DK448+113—改DK448+042.51段调整为40‰。在隧道出口改DK451+005—改DK451+045段将线路纵坡由30‰调整为28‰。变坡点处适当设置竖曲线。

3）增设会车道，实现“两运一架”为满足架梁工期目标，该段架梁拟采用“两运一架”方案，结合现场地形，拟在李涧2号特大桥（含路改桥、东城大桥）西安台后路基工点改DK446+985—改DK447+065段线路右侧设运梁车会车道一处。会车点长80m，将原路基加宽15m。

4）运梁车技术改造 运梁车采用德国KIROW公司生产的KSC900型运梁车。根据本段30‰长大坡道过隧道运架梁的实际情况，对运梁车的动力、制动部分及驮梁台车进行检修和技术改造，采取增加2套制动系统，分别为液压制动和紧急空气制动，以确保运梁万无一失。

3 运架梁主要施工技术

3.1 运梁车低位驮运架桥机过隧道

3.1.1 施工准备

1）在过隧道前对运梁车和架桥机进行详细检查，做好检查记录，确保设备完好。

2）复测隧道空间尺寸是否满足架桥机过隧道要求。

3）为确保过隧道安全，必须在隧道两侧和中心设置间距3m、长2m、宽10cm的反光标志。距隧道进出口50m范围的路基及隧道路面上用白色油漆连续画出运梁车行车时轮胎外侧边线及路基中心线。

4）检查路面平整度是否符合要求，路基承载力是否大于运梁车轮胎接地比压力0.6MPa。

3.1.2 辅助导梁式架桥机过隧道

1）步骤1①安装油缸伸缩套并顶升到位；②拆除后支腿下横梁放于桥机前部；③安装临时支腿；④落回油缸伸缩套。

2）步骤2①运梁车进入架桥机下部；②后支腿下横梁转90°置于运梁车上；③支起油缸伸缩套；④拆除临时支腿；⑤折叠后支腿；⑥向后折起前支腿。

3）步骤3①利用油缸伸缩套将桥机下降4m；②运梁车降到低位，驮运主梁穿过隧道。

3.1.3 架桥机过隧道后组装

1）步骤1运梁车低位驮运架桥机通过隧道。

2）步骤2运梁车运行到桥头位置，落下下导梁。

3）步骤3落下并安装辅支腿，顶升油缸，使运梁车前支点脱离接触。

4）步骤4同时开动运梁车活动枕梁和辅支腿电机，架桥机前移。

5）步骤5在对应顶升油缸的位置加临时垫墩，后支腿顶升油缸和辅支腿油缸同时顶升。

6）步骤6落下并安装前支腿，扭转并安装后支腿。

7）步骤7收油缸，运梁车返回，用前天车和辅支腿吊起下导梁，安装下导梁前后支腿（需起重机配合）。

8）步骤8①运梁车运行到桥头位置；安装后支腿下横梁；②运梁车返回梁场取梁。

3.2 运梁车运梁过隧道

为将KSC900型运梁车整车高度由3.50m降到3.05m，通过重新设计制作运梁小车和固定承梁支座，可将整体高度降低350mm，并将橡胶垫由原设计的165mm厚更换为65mm厚，这样运梁车行驶位高度能降至3.05m。

运梁车外侧轮胎宽度为6 900mm，为保证箱梁能够通过隧道，将隧道仰拱填充宽度定为7 300mm，中心填充最大厚度为423mm。运梁车背梁后在隧道内的相对尺寸如图1所示。

图1 运梁车运梁过隧道断面

由运梁车运梁过隧道断面测得箱梁翼缘板距离隧道壁仅267mm，接触网杆距离隧道壁仅为311mm。外侧轮胎边缘投影下的仰拱填充厚度仅为45mm，内侧轮胎投影下仰拱填充最大厚度仅为300mm左右。KSC900型运梁车为大轮胎16轴线平板运输车，最大负载1 146t（包含车身自重246t）。每个轴线负荷为72t，单个轮胎负荷为18t。如此大的承载负荷加之填充厚度不够，薄厚不均，运梁车重载运梁过程中极易将仰拱上的混凝土填充层压坏导致运梁车在隧道内抛锚的严重后果。为满足隧道内运梁安全，必须在混凝土填充层上铺设钢板，增大受力面积以分散轮胎负载对混凝土填充层的冲击。

4 结语

针对30‰长大坡道过隧道运架梁施工难点，通过增设会车道、运梁车技术改造等取得良好的施工效果。在此基础上，通过组织、技术和管理措施，达到项目确定的“确保全部工程达到验收标准及设计要求，工程一次验收合格率达到100%，对工程的质量自检检测率达到100%”的质量目标；建立安全保证体系，通过安全、组织、管理、经济、技术等保证措施，实现无重大设备、交通及火灾事故；杜绝因工死亡事故，年轻伤率小于5‰，杜绝重大伤亡事故，创建安全标准工地的安全目标。工程实践表明，各项技术及管理措施在保证工程质量及安全生产方面发挥积极作用，取得良好的社会效益。