框架涵下穿营业线顶进施工技术探索与实践

李永恒

（中交一公局集团有限公司，北京 100024）

1 引言

在铁路工程中，运营线路的改扩建升级施工非常关键，对营业线施工提出了更高的要求。而在保障营业线行车安全基础上完成相应路基、结构物的施工要求，营业线中框架涵顶进技术工艺的应用显得十分重要。在营业线的实际施工中，受到工期紧、施工环境特殊等因素的限制，施工难度较大。因此，在框架涵下穿营业线的顶进施工中，一定要认识到上述问题，并结合铁路工程项目的施工特点，分析框架涵下穿营业线顶进施工技术，逐渐提高各项施工工序的整体质量，为行业的稳步发展提供参考。本文以G316国道公跨铁框架桥工程为例，分析框架涵下穿营业线顶进施工技术与工艺要点。

2 工程概述

既有316国道在横岗站南侧K1464+611.4里程处采用1-20 m框架桥上跨既有京九铁路，夹角42.2°。由于杭长铁路需要在横岗站引入京九线，既有316公跨铁框架桥孔径无法满足新增的横岗联络线，需拆除重建，改移该段国道，最终确定为采用新建G316国道框架中桥（见图1）下穿既有京九铁路的方案。目前，既有G316国道公跨铁框架桥已拆除完毕。

框架桥设计采用3孔分离式箱型结构，孔径为1-5 m+2-12 m+1-5 m。主孔边墙厚1.1 m，中墙厚1.0 m，顶板厚1.1 m，底板厚1.3 m；边孔边墙厚0.5 m，顶板厚0.9 m，底板厚0.7 m。主孔结构净高为7.5 m，边孔结构净高为8.3 m。框架斜跨58.66 m，顶进部分斜长30.66 m。现浇部分斜长10.47 m，U形槽斜长14.9 m。

图1 框架中桥平面布置图

3 框架涵下穿营业线顶进施工管理中存在的问题

3.1 施工管理中存在的问题

结合铁路工程中的框架涵下穿营业线顶进施工项目特点，在实际的施工管理中，受到施工管理制度不足、施工工序没有协调等因素的限制，出现了施工技术使用及管理工作流于形式的问题，这些现象与施工管理不规范存在关联。如在实际的框架涵下穿营业线顶进施工中，施工单位在项目开始之前没有与设备管理单位进行沟通，导致施工技术参考资料不足，施工人员不能按照标准规范进行，从而出现了施工方案执行不严格的问题，无法提高施工管理的安全性，同时也对框架涵下穿营业线顶进施工造成影响[1]。

3.2 施工人员综合素养的问题

为了提高框架涵下穿营业线顶进施工的整体质量，施工人员要充分发挥自身职能，结合工程项目的特点，制订各项施工管理方案，以便有效提高铁路工程项目施工质量。但框架涵下穿营业线顶进施工中的部分人员，并没有经过岗前培训，在实际的施工中也只是凭借自身经验进行施工，由于施工人员专业能力不足，会降低框架涵下穿营业线顶进施工的整体质量。而且，部分施工项目中，存在着施工监管不足以及一人身兼数职等问题，这些现象增加施工人员的工作难度，无法保证框架涵下穿营业线顶进施工各项工序的稳步进行。

3.3 施工现场监控管理的问题

在框架涵下穿营业线顶进施工中，现场监控管理不足的问题包括：（1）项目安全监督人员并没有经过系统安全培训，实际工作中并不能履行自身的监督职能，从而导致框架涵下穿营业线顶进施工现场监督管理工作流于形式；（2）框架涵下穿营业线顶进施工现场中，防护标志、范围规划不明确，部分场地出现了防护备品不齐全的问题，降低了施工管理的整体效果；（3）在框架涵下穿营业线顶进施工中，受到施工材料质量不足的影响，导致一些施工工序出现了质量审核不及时的问题。这种情况下无法发挥框架涵下穿营业线顶进施工的管理优势，导致各项施工管理工作流于形式。

4 框架涵下穿营业线顶进施工技术

4.1 线路架空加固施工

在线路架空加固施工前，需要与设备管理单位签署相关安全规定协议，能够及时明确各自的分工内容与安全职责，在各自加固范围内的设备需要做好及时的迁移防护工作。除此以外，设备管理单位必须要做好前期调查工作，掌握架空线路、底下电缆以及管线具体状况，如在其中出现问题需要尽快上报进行规范处理。在施工前需要结合设计图里程与控制导线网测量放样，并确定结构物所在位置与开挖深度、范围大小，以具体施工要求来设立完整的保护桩。注意，在这其中需要提前准备好各类线路加固所用材料，避免出现材料不足而导致施工延误的现象。另外，还要准备足够的发电机、抽水机以及其他机具设备，以保证在线路架空加固施工过程中的行车安全。同时，要准备好慢行安全防护设备，防护人员需要做好随时上岗的准备工作[2]。

4.1.1 挖孔桩施工

本工程以16 m工字钢梁为施工便梁架空线路，以1.2 m×1.2 m的挖孔桩作为支座，在架空施工过程中确保列车慢行速度降低至45 km/h以内。在挖孔桩开挖方式中以人工开挖为主，提升土方同样以人工为主，将其运输至施工范围以外废弃土堆场内，当挖孔桩在开挖到设计深度后，对其尽快灌注桩身混凝土，完成挖孔桩施工步骤。

4.1.2 架空施工

线路架空以4根挖孔桩支撑1孔16 m的工字钢梁开展工作，将16 m工字钢梁利用轨道车运送到施工区域内，在安装过程中，应当严格根据安装顺序进行安装。首先，在枕木垛堆码中要注意调整好纵梁标高参数，利用轨道车来将工字钢运送至施工现场，并吊装枕木顶放置牢固后，其中一片纵梁高度需要比出轨底部标高参数大0.2 m，确保横梁能够得以进行顺利安装；注意在横梁安装中，其位置应当与枕木保持一致。所以要能够先调整好枕木间距到合适大小之后，在抽换横梁当中要先从纵梁两端逐步朝中心排列进行抽换，抽出1根枕木之后再更换横梁，钢轨下方要事先垫放绝缘橡胶板，避免导致轨道电路出现红轨的现象而影响正常行车信号。在横梁塞入时要确保与主梁连接板对准方位，并固定好扣件，垫置橡胶轨垫。另外还要注意，该处属于长钢轨地段，为了能够提高钢轨横向稳定性，必须要在横梁部位安装好挡砟板以及捣固道床，在垫高纵梁降落完毕后连接纵横梁，然后逐一除去道砟安装斜杆与联结系统，在组装过程中要确保联结板上满螺栓。此时，注意观察弹簧垫圈安装状况，以避免出现漏装的现象。

4.2 细化工作坑开挖施工工序

4.2.1 开挖工作坑

结合施工设计图纸与工程量清单，进行挖掘机开挖工作坑工作，注意在清底工作中需要人工来完成工作，当开挖至300 mm设计基底标高位置中可以停止机械开挖，以人工开挖方式为主继续开挖工作坑，其目的是为了避免机械开挖对基底周边带来破坏影响，在开挖完毕后要核对实际地质状况，同时借助轻型动力触探试验仪器来进行测试，如地基承载力不足的情况下可以换填土的方式进行处理。注意由于顶程比较长，基坑底面最好以头高尾低的仰坡来进行设计，在基坑换填垫层中以100 mm厚度的碎石垫层为主[3]。

4.2.2 工作坑底板

为了避免在工作坑底板顶进期间出现扎头，最好将底板设为头高尾低且坡度为1%的仰坡，可以根据实际状况延长仰坡长度。在工作坑底板中以C20混凝土底板为主，同时要考虑提升滑板下方抗滑能力，在滑板混凝土灌注前对基底挖槽灌注C20混凝土锚梁。同时还要在底板上方设立导向墩，其目的是为了能够确保箱体空顶方向的正确性特征，在底版内部还要预埋压梁环，避免在顶进过程中出现蹦铁事故。最后要注意，底板最好分为2层，在浇筑完毕后利用1∶3水泥砂浆来进行压实、抹光，设立润滑隔离层。

4.2.3 顶进挖土

在开展顶进作业中，需要在列车间隙开展工作，箱体净跨度为15 m×6.2 m左右，具有较为充足的施工空间，在顶进施工中做好借助机械设备配合人工来进行挖土，然后利用机动三轮车运输土方。在开挖过程中，每一次开挖深度要控制在0.8 m以内，但要注意，在列车通过期间内必须停止挖土顶进作业，此时防护人员需要尽快通知挖土人员，先停止作业并离开作业区域。在此时需要结合顶进所挖的土质与前后2次顶程高差等参数，做好框架底板前端土体的调整工作，避免箱涵在顶进中出现扎头。在箱身两侧挖土时要确保控制在箱身边墙内的3～8 cm进行切土顶进，在此过程中要准备好沙土编织袋，避免路基坍塌事故发生，同时还要避免对行车带来安全、延误等影响。在运输土方时要尽量避免碾压油管，必要情况下可以将油管放在枕木道路的支垛中，防止路边过往车辆对油管带来影响，导致顶进工作出现意外现象。

4.3 明确施工技术要点

4.3.1 顶进方向控制与水平控制

在启动顶进箱涵入土前的空顶阶段，需要借助导向轨来控制方向，即放在导向墩与箱涵间的钢轨。注意方向控制需要借助左右不均匀开镐的措施，以调整左右开镐数量和刃角不对称吃土的方式提高方向控制质量。另外，在框构涵顶进过程中非常容易出现扎头现象，且处理难度比较高，对整体工程质量与施工进度均有可能会带来负面影响。因此，为了避免出现箱体扎头，可以在箱体快出现扎头时，令底板前端、侧刃脚上方吃土，转移土阻力作用点，形成抬头力矩，还要准备好充足的砂石、水泥等物资，在土质比较松软的情况下填入砂石，以提升地基承载力，如有必要可以借助浇筑速凝混凝土来解决实际问题[4]。

4.3.2 顶进测量控制

在顶进测量控制中需要注意2点：一是能够在箱体前后中轴线两端设立观察标志物，借助水平仪与经纬仪等测量仪器对顶进过程中涵体的位置、水平偏差大小进行测量；二是能够在每一顶开展测量，测量其标高参数及方向，如果在其中发现问题需要及时进行处理，避免出现偏差影响顶进控制。

4.4 落实安全防护方案

通过对框架涵下穿营业线顶进施工状况的分析，为了提高各个工艺的施工效果，施工单位需要根据铁路工程的项目特点，落实安全防护管理方案：第一，及时恢复线路，拆除架空。在铁路工程的框架涵施工中，应该组建专门的技术小组，小组任务中一定要将各项工作任务明确责任到人，实现施工中在拆除梁的情况下保证车辆的安全出行。在拆除架空的过程中，应该在开始拆除之前准备道砟，相关维护人员在捣实道砟之后抽取横梁，保证施工线路的及时恢复。对于施工人员而言，在进行技术交底中，一定要明确施工安全防护内容，通过施工方法、施工步骤的确定等，将施工安全管理工作落实到人，避免违章行为的出现。第二，在横抬梁拆除完成之后，安全防护人员一定要按照施工计划确定拆除顺序，并在道砟修正、车辆检修的过程中，在最短时间内保证铁路恢复运行。第三，在线路架空的安全管理中，施工单位培养施工人员的安全意识，通过安全教育方案的落实，引导施工人员掌握安全施工标准，保证各项施工工序的安全进行。需要注意的是，施工人员进场之前一定要佩戴安全帽，有效降低施工现场安全隐患对施工人员造成的影响。而且，在施工现场的安全管理中，应该落实监督管理规范，项目管理者结合以往经验，细化安全防护管理方案，如基坑位置一定要在旁边设置安全警示标识，避免施工现场安全隐患的出现[5]。

5 结语

总而言之，在框架涵下穿营业线顶进施工过程中，需要严格根据施工规范要求来提高施工质量与施工速度，结合以往施工经验，及时分析项目施工以及施工管理中存在的问题，通过各项影响因素的分析，构建针对性的处理方案，以提高框架涵下穿营业线顶进施工的整体效果。通常情况下，在框架涵下穿营业线顶进施工技术使用中，需要通过线路架空加固施工方案的落实、工作坑开挖工序的确定、施工技术的明确以及安全防护方案的落实等，保证框架涵下穿营业线顶进施工工序的稳步进行，使工程项目可以在有限的工期内圆满完成施工任务，以便为后续施工提供经验参考。