下穿高速铁路框架桥顶进施工线路加固技术探索

刘燕

摘要：在进行永前路下穿高速铁路—柳南客运专线框架顶进铁路线路加固时，通过采用D型施工便梁、设置预应力砼横抬梁作为便梁支撑等线路加固的技术创新，在满足了高速铁路安全稳定运行要求的同时，也尽量减少了营业线上施工的工序，加快了施工进度、降低了施工成本，减少了对高速铁路正常运营的影响，确保施工安全顺利进行。上述线路加固的技术创新值得推广应用。

Abstract： In the reinforcement of frame jacking line of Yongqian Road underpassing high speed railway， the technical innovation of the line reinforcement by using the D-type construction beam and the prestressed concrete transverse beam as the beam support is adopted. While meeting the requirements for safe and stable operation of high-speed railways， it also minimizes the construction process on the business line， speeds up the construction schedule， reduces the construction cost， reduces the impact on the normal operation of the high-speed railway， and ensures the safe and smooth construction. The technical innovation of the above line reinforcement is worthy of popularization and application.

关键词：高速铁路;框架顶进;线路加固;技术创新

Key words： high-speed railway;frame jacking;line reinforcement;technological innovation

中图分类号：U445                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）10-0118-03

0  引言

下穿铁路的框架桥进行顶进施工前，需加固线路，以确保铁路行车安全;普速铁路基本是采用在线路两侧及线路中间设置孔桩支墩，然后设置工字钢作横梁、纵梁进行线路加固。但以上加固方案具有施工时间长、需要申请的“天窗”时间及次数多、线路加固沉降及变形量大等缺点。对于客运专线及高铁而言，受动车运行的影响，通常仅能夜间封锁要点施工，导致工期更长;同时客运专线等高速铁路对线路加固的沉降及变形要求非常严格，行车安全风险更大，故传统的线路加固方案已不能满足施工要求，需对线路加固方案进行全面提升及创新，方能适应高速铁路线路加固的施工要求。

1  工程简介

柳州市永前路为城市主干路，于K1+602.59处与柳南客专正线90°正交，相交段铁路位于直线上。永前路下穿柳南客专铁路处设置两座分离并排1-12.5m框架桥，即两个单孔12.5m框架并置，净间距为2.0m，长32.46m，框架中心线与永前路道路中心线重合。框架下穿柳南客专正线2股道（线路为P60轨），线间距4.6m，采用有碴轨道。框架顶面距轨面为1.87m。框架在柳南客专右侧工作坑内预制，向柳南客专方向顶进。顶进施工期间需对柳南客运专线进行线路加固，保持柳南客专正常通行。

2  高铁线路加固需要解决的技术难题

①考虑到客运专线封要点困难，“天窗”时间短，且仅能在夜间要点施工的特点，要求所采用的线路加固方案要尽量减少封锁要点的次数及时长。②同时要确保線路加固措施安全稳定，沉降及变形小，确保动车安全行车万无一失。

3  线路加固方案的研究及确定

纵梁选择：普通铁路路线路加固的纵梁通常采用工字钢，但对于高速铁路而言，其承载能力、变形及安全稳定性较差，不能满足高速铁路的要求。参考以往施工经验并经安全评估，本项目采用D型便梁进行线路加固，D型便梁为铁路制式应急器材，长期的施工实践证明，其具有施工简便、承载能力强、安全稳固及列车运行时变形值小（以往施工实测D24型施工便梁在“中-活荷”作用下跨中挠度在25～33mm之间）等优点，能够满足高速铁路对于线路加固的技术参数要求。

D型便梁支承方式设计：D型便梁的支墩采用孔桩，孔桩嵌入地基承载层内，其良好的承载能力及安全稳定性能够满足要求。但如果将孔桩支墩设置于D型便梁的支座下方，则本项目需在线路中间设置5个支墩，及紧邻线路两侧设置10个支墩。按宁铁运〔2013〕225号文《南宁铁路局高速铁路营业线施工安全管理实施细则（试行）》有关规定，孔桩支墩施工为营业线上施工，均需晚上封锁要点后方可施工，则孔桩支墩施工持续工期长，且施工期间动车需慢行，意味着孔桩施工将长时间对动车的正常运营造成影响，安全防护成本高。本项目采取在营业线设备安全限界外侧设置孔桩支墩，采用预应力砼横抬梁作D型便梁的支撑梁，横抬梁在场外预制后要点顶进到位，尽可能地减少对线路行车干扰。孔桩采取人工挖孔桩施工方式，按宁铁运〔2013〕225号文《南宁铁路局高速铁路营业线施工安全管理实施细则（试行）》在关规定，该孔桩施工为邻近营业线施工C类，孔桩施工时不需封锁要点及对营业线进行限速慢行，避免了施工与行车的长时间互相干扰，大幅降低了铁路行车安全防护成本。

4  线路加固总体施工方案

①柳南客运专线架空线路采用D型施工便梁，便梁孔径按D24m+D24m+D24m+D24m进行布置，共架空线路98m（便梁纵梁长24.5m）。设置横穿客专两股道的16m×2m×1.8m（长×宽×高）预应力砼横抬梁作为D24施工便梁的支撑，采用？准1.5m人工挖孔桩做横抬梁支墩，将孔桩布设在铁路设备安全限界外，两侧孔桩中心距为14m，同侧孔桩中心距为24.5m，避免了在两线之间设置横抬梁的孔桩支墩，从而降低了营业线上施工作业的工程量。

②砼横抬梁需承受列车、股道及自身重量等产生的巨大荷载，因砼横抬梁的安装跨度达14m，跨中弯矩非常大。为适应跨度要求、减小截面积、减轻自重、减小变形量，横抬梁设计为预应力砼结构，下缘受拉区设置5束预应力筋，预应力筋采用12S15.2高强度、低松驰钢绞线。本项目委托了铁四院南宁分院对横抬梁进行了结构承载验算及参数优化，确保了施工安全。

③因柳南客运专线双线为60kg/m钢轨，框架位于线路直线地段，线间距为4.6m。D24型便梁布置型式采用双线直线型，线间距a≥4.510m和丁式布置。便梁具体设置如图1所示。

④在D型施工便梁线路加固两端采用工字钢延长辅助加固，用4孔9m的56b工字钢纵挑横抬延长加固线路，纵挑梁采用56b工字钢，每束3根，横抬梁单根采用56b工字钢，间距为1m，采用1.2m×0.8m×2m（长×宽×高）砼墩作为纵挑梁的支墩。

⑤正式进行线路加固前计划要点，线路限速慢行45km/h。申请要点进入防护栏栅内设置临时硬防护。

线路加固总体布置见图2。

5  线路加固施工步骤、关键技术及铁路行车安全防护措施

5.1 第一步：施工10根？准1.5m的D型便梁支承桩（见图3）

①计划要点，列车限速慢行45km/h。

②因原有防护栏栅对支承桩的施工有影响，故需要点进入防护栏栅内，拆除原有防护栏栅，设置临时硬防护，并在线路两侧设置看守点。

③拆除原有防护栏栅，平整场地，测量放样。

④在支撑桩桩位进行地质勘探，如发现有溶洞，及时压浆处理，处理合格后再进行钻孔桩施工。

⑤旋挖钻机对位，采用钢护筒跟进施工，防止出现涌砂而造成路基下沉，施工支撑桩Φ1.5m共10根。

⑥施工开始后，要求现场看守人员中午和夜间对既有线路、基坑等设备按规定进行检查、观测，并形成记录，及时发现设备存在隐患及时上报。

5.2 第二步：预应力钢筋砼盖梁顶进施工，共5跨（见图4）

①首先在线路外预制好钢筋砼横抬梁，等待安装。

②要点计划线路限速慢行45km/h，进行无缝线路应力放散，将施工范围内砼枕换成木枕。

③每天报施工计划要点，接触网停电，在横抬梁位置用D型施工便梁主梁作纵梁，56b工字钢作横梁的横挑纵抬线路加固，跨径6m，采用1.2m×0.8m×3m（长×宽×高）砼墩作为纵挑梁的支撑。

④用人工提前挖开线路上横抬梁槽口，再用麻袋装道砟回填，整条横抬梁槽口挖通后。

⑤计划要点，接触网停电，横抬梁顶进施工。

⑥横抬梁顶进时，在横抬梁梁底用钢板或木板垫底，减少磨阻力，再用200吨汽车吊把横抬梁吊到对应位置，在横抬梁的后端设置顶进后背墙。

⑦横抬梁顶进就位后，拆除工字钢。

5.3 第三步：架设D24型施工便梁，共8跨

①每天报施工计划要点，与供电部门联系接触网停电施工。采用100吨汽吊吊装两线间双根D24施工便梁纵梁，穿横梁，再吊装外侧D24施工便梁纵梁，安装好牛腿、连接板、钢轨扣件，恢復及养护线路，共施工8跨。②D型施工便梁横梁设置，采用中位安装控制标高点。③D型施工便梁架设完后，在D型施工便梁线路加固两头采用工字钢延长辅助加固，用4孔9m的56b工字钢纵挑横抬延长加固线路。④每天要点将保护的缆线安放在D24型施工便梁内侧的外边并固定。⑤设立路基沉降观测标志并及时进行沉降观测。要求在每个孔桩四角、便梁两端支墩及孔桩前后20m对应路基位置每隔5m布设沉降观测点，并在现场做好明显标记，妥善保护好观测点，晴天时每天8：00及18：00各测一次，下雨时每2小时各测一次（动车通过前后必须各测一次）。

5.4 第四步：开挖基坑，顶进框架施工

①线路监控：在架空线路后，现场24小时安排专业的防护人员对架空地段线路进行检查，晴天时检查频次为每2小时一次。检查范围：既有客左、客右线;线路检查项目：轨距、水平、轨向、高低、三角坑、正矢及超高，及时发现线路几何尺寸出现的异常，及早进行处理，每趟车前后目视检查;强降雨时必须停止施工，且派干部昼夜在现场盯控，防护人员24小时3班倒值班，每趟车前后必须检查1次。②开挖基坑：按1：0.75坡度放坡开挖基坑，基坑开挖深度达到2m时，在基坑两侧边坡打入钢筋锚杆，再挂网喷射C20砼厚10cm防护坡面，基坑开挖至设计标高后，按要求设置两侧排水沟及进行基底处理。③框架预制与顶进：在工作坑内预制框架，将两节框架顶进到位。④采用混凝土回填框架两侧台背基坑（距路基面部分需动车过后回填）。⑤每天报施工计划要点，接触网停电，采用混凝土回填框架桥顶至路基顶面，再填筑道碴。

5.5 第五步：慢行45km/h，分次要点拆除D24型施工便梁，恢复线路

①每天报施工计划要点，接触网停电，拆除D24型施工便梁。②拆除D24型施工便梁顺序：拆除单侧主梁→拆除另侧主梁→拆横梁→拆除两线间主梁→换枕。③每天要点养护，恢复线路，取消慢行。

6  结束语

永前路下穿柳南客专框架顶进工程，采用了上述新型的线路加固体系，保证了架空线路的刚度、强度及稳定性。施工期间对线路进行了监测，线路水平及方向均满足高速铁路运行的要求，确保了施工顺利进行;工期提前了38d，线路加固施工造价也较原预算降低了56.3万元，具有良好的经济性。该线路加固技术在同类下穿高速铁路的框架顶进工程施工中，具有较高的推广应用价值。

参考文献：

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