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摘要：针对市政工程下穿既有运营铁路的施工，本文通过对采用顶进法施工下穿铁路框架桥成功案例的阐述，为类似的工程提供借鉴和参考。
关键词：下穿铁路；顶进法；框架桥
前言
近年来随着各大城市建设的飞速发展，在市政道路桥梁或者地铁建设的过程中不可避免的要发生下穿既有铁路线施工的情况。基于此，为确保新建市政道路设施施工对下穿的既有铁路运营和结构的安全，又能确保工程的工期和质量，本文以成都地铁5号线建设过程中需要迁改新建的川大路下穿铁路框架桥为案例，阐述了采用顶进法施工下穿铁路框架桥的技术，为类似的市政工程施工提供参考和借鉴。
1、工程概况
1.1工程简介
本项目由于成都地铁5号线元华停车基地占用了原有的川大路部分路段，为了保证东西向的市政地面交通，需还建一条东西向的道路。其中新建川大路需要下穿既有在运营的成昆铁路等。下穿铁路段采用内轮廓断面尺寸为（8m×8.3m+8m×8.3m）+(9m×8.3m+9m×8.3m）+(8m×8.3m+8m×8.3m）的框架桥，与铁路中心线交角为80.9°，新建框架桥总宽为57.8米，预制顶进段长35米，现浇段长度为40米，顶进段船槽长度为15米。桥梁主体采用C40钢筋混凝土，抗渗等级为P10。
框架桥平面、剖面布置示意图见下图：
1.2 地质水文概况
根据勘探揭露及查阅邻近工程勘察资料，主要地层为人工填土、下伏基层为泥岩。场地内和附近未见地表水。场地地下水为散堆积层上层滞水和孔隙潜水。
2、框架桥预制
2.1 顶进工作坑的施工
框架桥基坑开挖前需进行降水施工，以把地下水降低到基坑底部1米以上，需加强降水的质量控制及检查。施工完毕基坑围护结构人工挖孔桩后，在保持降水条件下进行土石方的开挖，在开挖过程中采用喷锚砼进行桩间支护，同时进行运营铁路加固及轨下维护系统的施工。（篇幅限制此处不再详述）。
2.2滑板及后背墙施工
2.2.1 滑板施工
在顶进基坑开挖完成后，在基底进行滑板的施工。滑板采用20cm钢筋混凝土+2cmM10水泥砂浆抹面找平层。为了防止预制框架与滑板粘结，难以起动，在滑板顶面涂机油两次+塑料薄膜一层+滑石粉作为润滑隔离层。滑板间隔200cm设置一道50cm宽钢筋混凝土地锚梁，地锚梁与滑板整体浇筑；施工时严格控制滑板顶面标高，不符合要求必须做返工。
2.1.2 后背墙施工
后背墙及后背梁采用C25钢筋混凝土结构。严格按照设计施工，防止后背墙受顶进反作用力的影响产生变形或坍塌。
2.3框架桥预制施工
框架桥采用满堂支架进行现场预制，框架桥钢筋、混凝土、防水等严格按照设计及相关规范施工，以确保施工质量。并做好铁路接触网钢支柱点的预埋工作。
3、框架桥顶进施工方案
3.1顶进总体施工方案
挖孔桩达到设计强度后，架设一期线路加固D型施工便梁。D型施工便梁架设施工每日请点封锁，架设后铁路昼夜限速45Km/小时，计划15天；
开挖一期顶进土石方，一期顶进中间框架桥，因顶进距离较长，分二次顶进到位（第一次顶进到位后，砌筑二次后背墙，再二次顶进框架桥）；回填两侧超挖部分，恢复线路，计划35天；
架设二期线路加固D型施工便梁。D型施工便梁架设施工每日请点封锁，计划19天。
开挖二期顶进土石方，二期先顶进昆明方向侧框架桥及电力管廊，因顶进距离较长，分二次顶进到位（第一次顶进到位后，砌筑二次后背墙，再二次顶进框架桥），回填两侧超挖部分，恢复线路，计划45天；最后顶进成都方向侧框架桥。
拆除D型梁，整修恢复线路，计划22天；
采用卧式千斤顶9台，每台额定推力为500T(总推力为4500T),分别在每个M洞框架桥的两侧边墙和中墙各布置3台，9台千斤顶同步顶进。每个M洞框架桥重约5300T,顶进滑板表面涂抹石蜡等润滑措施。查相关资料，顶进时其滑动摩擦系数可取0.4～0.5，取最大摩擦系数0.5，则摩擦力为5300×0.5=2650T<4500T,故顶进设备满足顶进要求。顶进施工现场如下图：
3.3施工准备
（1）准确测量箱体轴线和标高，准备好照明，做好箱身防水层和试顶工作，顶铁、传力杆和横梁等设施进场吊装。（2） 联系工务段、电务段、通信、供电和车务等相关单位做好协调工作。（3）进行人员分工和安全技术交底。（4） 基本工作准备就绪后，接长滑板。（5）用全站仪或GPS将顶进框架桥的外侧边墙精确敷设在在滑道上，并用墨线清晰弹划出来。
3.4顶进设备
3.4.1液压传动系统的动力机构、高压油泵、油箱及其辅助装置的布置，应使用油泵和千斤顶配套。
3.4.2设置液压系统的油管时，应符合下列要求
（1）油管内径应按流量决定，但回油管路主油管的内径不得小于10mm，分油管的内径不得小于6mm。油脂过滤，油管清洗干净，油路布置合理，密封良好，便于调整与控制，不影响施工工作。
（3）液压系统的各部件，应进行单体试验，合格后方可安装，全部安装后必须试运转，详细检查油路、千斤顶及操作箱达到要求方可使用。
（4）在顶进过程中，当液压系统发生故障时，严禁在工作情况下进行调整与控制，以防伤人。
3.5调试
调试工作的目的是全面检查液压元件是否可靠，千斤顶功能有无异常，管路有否泄露，调整电接点压力表和压力继电器的保安值，调整溢流阀的作用压力并且逐步加大油压推动箱身，检查后背的情况等。
3.6试顶
试顶前一天把顶进设备连接好，进行试顶。试顶仅需将框架桥往前顶进20公分即可，主要以检测顶进设备的工作状态是否完好，千斤顶油管等是否有破裂，顶进是否顺畅等。
3.7顶进作业
顶进时采用三台油泵集中供油，确保顶进时所有千斤顶能同步进行。顶进作业时每次顶进前检查液压系统、顶柱安装和后背变化情况等。每前进一顶程即切换油路，并将顶进千斤顶活塞拉回复原，补放小顶铁，更换长顶铁，安装横梁。
中线、水平测量：在框架的顶进施工中，中线和水平的测量非常重要，用于指导框架的顶进，每次顶进完毕后，马上测出中线和水平的偏差。边顶边观测、边纠偏，随时掌握框架顶进的进行状态。
接长顶柱：框架进行一定距离后，接长传力柱，传力柱上面放置砂袋等，防止顶柱起拱，传力顶柱每接长6m就加设一根工字钢横梁，以平均分配顶力。安装顶柱时，应与顶力轴线一致，并与横梁垂直，应做到平、顺、真。
3.8顶进施工控制及预防措施：
为防止框架桥在顶进过程中出现抬、低头和轴向偏移，需精心组织，并加强施工过程的监控，严格控制顶进误差。
3.8.1 保证方向措施
（1）两侧滑板每3m设置导向墩，顶进时横向顶紧箱体，限制侧向位移；利用底板开挖沟槽作为框架桥顶进的导向槽；
（2）在顶进过程中尽量保持平衡顶进，如万一发现左右偏差较大时，采用增减一侧顶力调整或挖土调整。
3.8.2 保证安全质量的措施
（1）顶进前接长框架桥前端的滑板，并对框架桥预制至就位之间的地段进行加固，确保框架桥顶进时不过早产生“扎头”现象。框架桥前端两边墙设钢筋砼刃脚，刃脚底部与水平成5度角，采用切土强迫顶进，增加抬头力矩。同时可有效保证支墩安全。
（2）合理安排，采用快速顶进施工方法，防止因中途停顿时间过长、重新启动而造成的下沉。浇筑滑板时，较设计坡度提高3‰，以确保顶进就位后标高误差控制在规范允许范围内。在每次顶进前应细致检查液压系统，顶柱(铁)安装和后背变化等。
（3）施工现场安全防护员应与驻站联络员加强联系，掌握列车运行情况，最大限度的利用行车空隙，对线路随时进行检查养护，并准备足够数量的道碴、方木、草袋、组织好人力和工具，一旦发生不良情况，立即进行抢修加固，必要时将箱涵刃脚处用木板封闭。严禁冒险放行列车。
（4）建立各项安全制度，设专职人员作巡回检查施工范围内线路和安全防护。各工种间加强协作，互相配合，统一指挥。做好交接班记录，避免接班人员情况不明，盲目顶进。为确保安全，严格执行在列车通过的时候不得顶进箱身。
4、监控量测措施
4.1 对既有铁路路的监测
为了确保在施工期间既有铁路的运营安全，必须对既有铁路进行沉降变形监测。根据定期地进行铁路沉降的监测，能动态地反映既有铁路的沉降量，当变形超过有关标准或监测结果变形达到报警值时，能够及时地进行加固处理措施，防止出现事故。
同时对铁路接触网、电力杆塔是否沉降、倾斜等其他防护有无不到位的地方采取监测措施。
4.2对框架桥施工过程的监测
为确保该工程在施工过程中的安全，必须在施工过程中全过程不间断的监测，监测项目有：基坑的水平、垂直位移，地下水位的状况，基坑底部及周围土体变形情况等，通过按照既定频次的监测收集相关数据进行分析对比，当变形超过有关标准或监测结果变形达到报警值时，能够及时地进行加固处理措施，防止出现事故发生，确保施工安全有序地的推进。
5、结论
该下穿既有铁路的框架立交工程按照既定的顶进法施工方案进场后仅用了146天提前顺利完工，过程中未发生任何影响既有铁路行车安全和自身施工造成的安全事故事件发生，而优质、高效、有序地完成了施工任务。
参考文献：
[1]《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ 203-2008；
[2]《铁路桥涵工程施工安全技术规程》TB10303-2009；
[3]余彬泉, 陈传灿. 顶管施工技术， 人民交通出版社, 1998.
[4]马保松.顶管施工技术及验收规范, 人民交通出版社，2007.2.
作者简介
蒋岿松（1970-）男，汉族，隧道与地下工程，本科，高级工程师，主要从事轨道交通工程建设管理。
论文作者:蒋岿松
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
标签：框架论文; 铁路论文; 滑板论文; 千斤顶论文; 后背论文; 油管论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第28期论文;