山西三晋地方铁路开发集团有限公司 山西省 030013
摘要：随着社会建设的高速发展，以及城市规模的逐步扩大，城市道路、城市管网的延伸与铁路线路势必发生交叉作业，因此，采用框构桥涵下穿铁路的形式是解决道路管网与铁路交叉的重要技术手段。作为铁路施工中经常采用的施工技术，各施工单位已具备丰富施工经验，但因其受铁路周边环境影响较大，对技术实施要求高且与铁路线路发生的交叉作业项目繁杂，所以准确、全面掌握铁路既有线桥涵顶进施工技术的要点，明确顶进过程中的安全风险点，提前预警，是确保铁路线路施工质量、铁路运行安全的先决条件。
关键词：铁路既有线；桥涵顶进；施工技术
众所周知，铁路是我国交通体系中不可替代、最大众化的交通工具，桥涵顶进作业由于在铁路既有线进行实施，因此桥涵顶进施工期间对铁路运行安全的影响成为了人们更为关注的话题。施工单位要提前预警分析可能发生的风险，特别是线间挖孔桩施工、线路加固和恢复时吊装D梁、工作坑开挖、线间出土以及顶进过程挖土量的控制等施工关键环节，要制定相应的安全卡控措施，责任到人，确保施工全过程安全可控，把对铁路运行的影响降到最低。
一、铁路既有线桥涵顶进施工概述
1.1桥涵顶进施工的特点
铁路既有线桥涵顶进工程，具有对铁路线路运输干扰时间短，在顶进施工期间采取慢行的措施，不需要中断行车；施工占地拆迁少，减少大量的土方工程；预制结构整体性好，刚度大；基底应力小，基本不受地基地质条件的限制，受气候条件的影响也较小；相比上跨铁路施工，工程造价低等特点。
1.2桥涵顶进施工原理概述
铁路既有线桥涵顶进工程，顶进方向一般选择从高程较低处向高处顶进，尽可能保证顶进过程中不发生向前扎头的情况。工作基坑在铁路既有线路一侧进行开挖，然后浇筑制作滑板、后靠背，然后预制框架桥涵，框架桥涵预制的施工流程一般为搭底板钢筋及模板—底板砼灌注—边墙钢筋及模板—顶板排架搭设—顶板模板铺设—顶板钢筋绑扎—边墙、顶板砼灌注—养护、拆模。待框架桥涵预制完成后，进入封锁要点施工阶段，吊装D梁加固线路，安装顶镐开始顶进，当桥涵整体开始移动后，观测人员每顶一镐都要对桥涵垂直和水平位移以及线路路基情况进行监测，以便发现偏差时及时纠正。当框架桥涵刃脚接触到路基边坡时开始挖土运土，当挖土深度达到60～70cm时开启高压油泵，使用顶镐将框架桥涵逐步顶进铁路线路下方路基土体。待顶镐顶完一个行程回镐后，在空档处安放相应长度的顶铁，如此循环反复直至桥涵顶进到位。
二、铁路既有线桥涵顶进施工过程中的风险点
2.1挖孔桩施工安全风险
开挖前进行电缆沟探挖，未在电务段监护人员的配合下进行探挖，损坏电缆，发生铁路电力通讯设备故障进而影响铁路运行安全；挖孔桩坑内靠近线路一侧钢筋护壁强度不够，对路基的防护作用减弱，影响铁路运行安全；挖孔桩孔口未按要求设置活动盖板，有发生人员意外坠落的安全隐患。
2.2线路加固安全风险
桥涵顶进一般采用D型便梁进行线路加固，根据D梁重量及具体施工条件选择最经济合理的汽车吊进行吊装D梁施工，吊车支腿处地基处理不到位，土质松软，吊车作业过程中发生倾覆线路的事故，中断行车，影响铁路正常运行。
2.3顶进挖土安全风险
桥涵顶进挖土过程中，观测人员每顶一镐都要观测桥涵主体结构的水平和垂直方向的位移情况，桥涵主体开挖路基土体的厚度控制在1m/次左右，如发生超挖，将导致桥涵主体前倾扎头，影响路基稳定性，危及行车安全。
三、铁路既有线桥涵顶进施工关键
3.1做好前期准备工作
根据工程项目的难易程度，选派具有丰富的桥涵顶进施工经验的人员组建成立项目部，编制科学合理的施工组织方案，制定邻近营业线施工计划及慢行封锁要点施工计划，对现场的用水、用电及道路进行规划，对施工影响范围内的区域进行封闭隔离。根据施工特点选取施工材料，框架桥涵的主要受力部位（框架桥主体）采用C35钢筋混凝土。电缆槽采用C30混凝土，支撑桩，防护桩采用C25钢筋混凝土。后背梁，导向墩，滑板等采用C25钢筋混凝土。钢筋采用HRB400和HPB300。施工现场所使用的顶镐、吊车等，根据顶力要求以及D梁吊装的重量要求来确定具体型号、布设位置及数量。特别是吊车的选择，在满足吊装重量要求的前提下，还要做足吊车支腿处的地基处理工作，确保吊车稳定，不倾覆线路。待以上施工准备工作完成后，安排现场施工人员、机具、材料全部达到指定位置，在确保铁路运行安全的前提下，严格按照专项施工方案组织施工。
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3.2工作坑开挖及后靠背制作
工作坑开挖前，根据桥涵顶进的地理位置、周边环境、地勘资料等，选择土方工程量小、顶进长度短、高程偏低的一侧进行工作坑开挖。若工作坑基底标高高于地下水位标高，一般采用井点降水的措施并在工作坑四周设置旋喷桩止水帷幕防水，同时沿场地四周布设排水沟（深度300mm～500mm）和截水沟，避免地表水流入开挖基坑内。在采取降排水措施的同时，要对线路路基垂直及水平位移进行监测，确保路基基础稳定。
桥涵顶进的后靠背，作为顶进时为顶镐提供水平支撑力的临时结构物，它是确保顶进施工顺利实施的根本保障，直接关系着顶进过程中桥涵主体及线路路基的稳定性，常见的后靠背形式有板桩式、重力式和拼装式，其中施工单位常使用的为板桩式后靠背，主要由钻孔桩、后背梁和后背填土组成。采用C25钢筋混凝土浇筑；后背桩一般采用挖孔桩，具体数量、桩长及布设间距视工程实际情况来定，同时在后背桩外侧设两排旋喷桩，确保后靠背抗压力稳定性，为顶进施工提供坚实、稳固的基础保障。
3.3 框构桥涵顶进施工阶段
框构桥顶进前必须对线路加固的质量进行检查。如加固方案是否严格按照修改后的施工方案执行；加固部件是否有无侵入限界的情况；加固扣件是否有松动脱落等现象。顶进前各项工作准备就绪后，进行试顶，全面排查、查验顶进施工机具的状态，特别是顶镐、高压油泵等设备的状态，检查顶镐的顶力是否满足施工需要，高压油泵油管是否漏油，顶铁的长度及数量配置是否满足施工要求。经检查各部位情况均属良好后，便可进行正式的顶进作业。在顶进过程中，当框架桥涵刃脚接触到路基边坡时开始挖土运土，挖土人员与观测员紧密配合，随时根据顶进偏差情况改进挖土方法，测量人员要每顶一镐都要进行中线及水准测量，并详细做好记录，发现偏差及时采取措施纠正。顶镐每顶完一个行程回镐后，在空档处安放相应长度的顶铁，如此循环反复直至桥涵顶进到位。
四、桥涵顶进施工过程中的事故预防措施
4.1顶进过程中防止框构扎头措施
框构桥涵顶进过程中，挖土人员与观测员紧密配合，顶镐每顶完一个行程回镐后，都对主体结构进行水平和垂直方向测量，发现问题及时调整，以免造成较大偏差；顶进过程中要及时将顶进坡道上挖掘出的土方运出，挖掘机作业完毕后及时退出，减少因顶进前端的附加重量对高程的影响；在制作滑板时，预留滑板顶面预留2‰的仰坡，在预制框构桥涵时设置5‰的船头坡，抵消顶进过程中的主体结构的前倾扎头现象。当监测发现主体结构出现扎头现象时，通过挖土位置的调整，先在左右两侧刃角下部挖掘20cm-30cm，使侧刃角上部全部吃土，与土体发生摩擦阻力，产生一个抬头的力矩，抵消前倾扎头位移。
4.2机械设备安全卡控措施
施工现场的施工机具设备，严格执行“一人一机”制度，由专人负责进行定期查验设备状态、定期维修保养，建立设备台帐，责任到人。特种机械设备操作人员必须经过省、市级安全监督机构的安全培训并经考核取得合格证后，方可持证上岗操作，杜绝违章上线作业。施工现场机械设备要制定防倾覆措施，吊车支腿处地基要进行硬化处理。施工中严禁超负荷使用施工机械，合理安排设备台班，对存在故障隐患或使用中发生问题的机械设备，应在设备停止运行后及时进行维修保养。夜间施工时，要安装照明设备，确保施工区域内照明充分。
4.3人身及行车安全卡控措施
施工单位定期开展施工安全教育，将铁路安全施工的相关规定普及到每个施工者，牢固树立“安全第一、预防为主”的理念，通过举办安全教育培训班，向施工人员强调按规定正确配带安全帽、安全带、橡胶手套及黄马甲等安全防护用具的重要性。同时，施工现场主要人员必须经过路局安全培训并经考核取得合格证后，方可持证上岗操作，杜绝违章上线作业。施工单位要根据施工内容及施工进度安排，及时编制慢行、封锁要点施工计划，严格按照路局批准的慢行封锁计划组织施工，不得随意改变施工内容、扩大施工范围。施工前，施工负责人要组织召开施工预备会，对工程技术标准和要求，安全、质量、注意事项和控制措施进行交底，做到任务明确，责任到人。
桥涵顶进施工技术，已经在解决城市道路管网与铁路交叉领域得到了广泛应用，技术更加纯熟，工艺更加先进，设备更加高效，但因其施工过程对铁路运行安全存在一定影响，所以施工单位要与铁路部门加强合作，以确保铁路安全为前提，充分掌握桥涵顶进工程中的技术要点，编制符合铁路施工安全规定的施工方案，提前预警分析桥涵顶进工程中易出现的问题，制定有效措施，提高桥涵顶进工程的质量，加快推进城市建设发展的步伐。
参考文献
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论文作者:刘杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/5/30
标签：桥涵论文; 铁路论文; 线路论文; 路基论文; 作业论文; 过程中论文; 吊车论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;