下穿既有铁路框架桥施工技术

下穿既有铁路框架桥施工技术
摘要：下穿既有铁路施工是个非常复杂的系统工程，牵扯到各方面的方案及协调。

本文简单介绍了加固方案、挖孔桩施工、基坑开挖及框架涵施工等方案，解决了下穿难题，为施工的顺利实施创造了条件。

关键词：下穿铁路；线路加固；挖孔桩；框架涵
1工程概况
人民塘路铁路下穿框架桥（致兴路至蜀龙路段）起止里程K0+776-K1+420，全长644m，该段线形由一个R-900的圆曲线和直线段构成。

其中起点位于圆曲线中，终点位于直线上。

本下穿立交桥为人民塘路铁路下穿东环线DHDK6+085.86、既有成渝线K6+121.36、既有成昆线K5+597.17、动车段JK2+539.89而设计,下穿铁路段长45m,共6个框架，分别长10m、8m、5.5m、6.5m、5m、10m。

框架净宽11.9m，城市次干道，设计行车速度40km/h，设计荷载为中荷载。

2线路加固方案
本下穿工程线路加固涉及挖孔桩、线路防护、线路恢复和整修、抽换枕木、D梁安装及拆除清除道碴、补充道碴、吊轨梁3-3-3-3型安装及拆除和安装护轮轨等工作。

线路为无缝线路，施工不中断运营。

下穿地段是在成渝线、成昆路下，根据设计，施工中采用24m、16m、型梁加固线路。

框架部分采用每股道三跨16m，D型便梁，一跨24m，D型便梁，将D型便梁的挖孔桩置于箱体中间，避开框架的梗腋及边墙位置。

待铁路线路加工后在线下施工框架结构，挖孔桩施工前需要用3-3-3-3吊轨梁对铁路进行加固处理。

框架现浇时在挖孔桩的位置预留孔洞及钢筋，待混凝土浇筑完毕后达到设计强度后转换D型梁，并对预留孔洞采用钢筋混凝土结合的方式补强封闭。

挖孔桩采用组合钢模支撑，组合钢模与孔壁间的间隙压注M30水泥浆封闭，水泥浆厚度为15cm。

2.1 D型梁架设（图1）
如图1所示，采用工字钢纵横抬梁及3-3-3-3吊轨梁，卷扬机及滑轮组配合架空线路，做挖孔桩对线路进行加固。

图1D型梁架设示意图
2.2 D型梁施工方法：
(1) 根据下穿结构跨度的大小选择所采用的D型便梁。

(2) 确定便梁支墩位置及支墩的结构类型(一般情况下采用人工挖孔桩）。

(3) 按照选择的支墩结构类型及施工方案完成D型施工便梁支墩的施工作业。

2.3 D型便梁加固轨道作业操作方法：
按照施工方案，完成D型便梁支墩施工后，将线路恢复至便梁设置位置(便梁设置根据既有线路平面位置,配合便梁使用说明书进行设置)，复核便梁支墩顶面标高，清理线路两侧的施工料具及杂物。

2.4 横梁S2先就位的架设方法
(1) 在钢轨上准确标记横梁中心位置。

(2) 按照“六”抽“一”逐根抽换线路轨枕，插入横梁S2，连接钢轨扣件，用定位角钢S7控制横梁位置，防止列车多次碾压后位置变化。

(3) 按照架设方案架设纵梁S1。

(4) 逐根准确调整横梁位置，连接纵横梁及所有连接扣件。

2.5无缝线路的加固
无缝线路加固在进行线路加固、铁路架空施工前，必须提前与线路维修单位联系，了解轨道类型、长轨布置、缓冲区轨道构造以及锁定轨温范围等设计资料。

锁定范围、标准、方式：线路加固之前，在锁定温度27.5℃范围内锁定线路，锁定标准与既有无缝线路伸缩区标准相同，在此75m范围内设防爬支撑。

锁定方法：先将防爬支撑安设好，按规定位置安好防爬器；轨温达到锁定温度22.5℃～32.5℃范围内时，将其打紧，并以70kg/m的扭力扭紧所有扣轨扣件(视白天或晚上的气温施工)。

线路爬行和温度观测记录及维护：为了掌握线路爬行情况，在新增锁定区靠近顶进地点的两侧路肩上设爬行观测桩，钢轨上做对应标记，观测并记录线路锁定情况，并从线路开始加固的前三天起做气温和轨温观测和记录，并保存记录，需交负责该区段养护的工务部门，作为施工完毕后进行应力调整、重新锁定线路的依据。

根据线路爬行及温度观测记录，及时对线路进行调整及泼水降温。

2.6 63C型钢组合支撑柱施工
当对预留孔洞采用钢筋混凝土结合的方式补强封闭时，最中间的24m，D梁及16m，D型梁需要对换。

现浇框架底板施工完成后，63C型钢组合支撑柱必须同时与框架顶板同步实施，型钢组合支撑柱的钢顶板作为框架顶板模板。

支撑范围顶板底的分布钢筋应加强，加强钢筋采用支撑柱范围内原钢筋布置的间距中增设φ25钢筋。

2.7 路基下线路架空开挖方案
待挖孔桩成型并架设好D型便梁后，对线路下方路基进行开挖，开挖需在封锁时间进行，采用机械及人工相结合的开挖方式。

2.8 铁路封锁、慢行方案
框架箱涵的框架涵现浇施工及框架箱涵的顶进施工铁路都必须限速45km/h 行车，挖孔桩制作、线路加固便梁安装拆除及路基开挖还必须封锁进行。

施工中需要列车慢行或封锁线路施工提前向铁路部门提出申请要点计划，并递交有关资料，在正式批准的地点、时间内完成施工，确保准时开通线路或解除慢行。

封锁、慢行施工期间，必须安排驻站联络员驻站，加强与车站的联系，防护员负责设立有关防护标志，施工负责人全程指挥协调等。

每次慢行、封锁都必须按铁路有关规程、规则办理和实施，确保铁路运营安全。

2.9 施工封锁方案
线路加固便梁安装及拆除施工时需进行线路封锁，线路封锁根据《铁路技术管理规程》第316条有关规定进行进行。

2.10 施工慢行方案
线路加固支墩桩施工及框架箱涵顶进施工期间需进行线路慢行，列车限速45Km/h，慢行长度150m。

3 挖孔桩施工方案
3.1 挖孔桩施工
线路加固挖孔桩施工是此次施工中的重难点。

由于成渝线是动车走行线，为了保证线路正常运营，挖孔桩施工只有在每天凌晨天亮时间的4个小时内进行，为了保证能在4个小时内完成一节挖孔桩的成型，预先制作护壁支撑组合模板待每节挖土完成后，将4组护壁支撑组合钢模板运送至挖孔桩，人工在桩内完成型钢支撑模板的组装，再在模板与外壁之间空隙压注M30水泥浆。

3.2 人工挖孔桩锁口
人工挖孔桩在开挖前需先做好锁口，锁口的内净空与桩芯尺寸相同，锁口的厚度为30cm，高度1.0m（高出铁路路床顶面30cm），混凝土采用C25，环向内外层主筋采用φ16，内外层主筋间距均为25cm，钢筋保护层4cm，箍筋采用φ14间距20cm，采用模筑混凝土。

锁口高出路床顶面30cm，起挡道碴和排水的作用。

3.3 桩芯混凝土顶部1m范围的加强措施
桩芯混凝土顶部由于架设D梁，直接承受荷载，需要对桩顶进行加强，拟采用φ14钢筋网，钢筋网的大小与桩的断面尺寸相同，钢筋网格为100㎜×100㎜，按照25cm施工一层钢筋网，共施工5层钢筋网。

3.4 桩芯混凝土浇筑
桩芯混凝土的浇筑采用HTB60混凝土输送泵，采用每根桩布置一台输送泵和管道，完成后及时拆除输送混凝土管道。

3.5 挖孔桩的顶管
（1）顶坑距铁路边坡底面的距离约为3.5m，顶坑大小为5.0m×4.0m。

参照基坑作业方案。

（2）顶管大小为φ1200mm钢筋混凝土管。

（3）顶管垂直于挖孔桩壁边缘，顶进到位后破除桩与管交接处的部分钢筋混凝土管，部分桩与顶管之间的距离较大（最大距离0.5m），顶管与挖孔桩间的距离采用1200*1200格栅桁架隧道过渡，支护方式采用锚杆支护以及格栅桁架，最后喷射混凝土厚度20㎝。

（4）轨顶标高为512.27m，原地面标高约为510m，顶管管顶标高513.5，桩底标高约为508m。

（5）顶进到位后挖除顶坑，作为运输通道
（6）施工前先做好框架段铁路边沟的临时改沟
4 基坑开挖及支护施工方案
对线路和管线进行加固完成后，框架土方开挖，采用分层开挖，分层支护，每层开挖深度不超过1.5m，放坡系数1:0.2,土钉墙防护，采用C20喷射混凝土面层，挂φ6@20㎝×20㎝钢筋网，φ42钢花管管内注浆作为土钉，喷射混凝土厚度为15cm。

具体施工方法如下：基坑开挖及边坡修整--定位放线--成孔--土钉制作和安装--注浆--挂网及锚头安装--喷射砼--坡面养护。

5框架桥结构施工方案
本框架结构，均采用明挖顺筑法施工。

施工工艺:施工垫层→ 施工防水层→ 浇筑底板混凝土(包括应同步施工的附属结构的垫层、和底板混凝土浇筑) → 施工侧墙(包括应同步施工的附属结构的侧墙混凝土浇筑) → 浇筑顶板混凝土→ 施工预留孔洞、回填道碴和回填覆土→ 隧道内附属结构施工及装修。

模板采用1.8cm厚覆面胶合板和组合钢模板体系；采用满堂式碗扣脚手架作为模板支撑系统，纵横间距为60㎝×90cm。

框体设水平、竖向和横向剪刀撑。

框架桥顶板预留孔钢混连接布置图如图2所示。

框架顶板预留孔施工时，注意预埋件与安装件开孔位置的准确性，确保安装的准确。

预留孔灌注混凝土采用与框架同标号的微膨胀混凝土。

框架底板预留孔按照预留孔处梁体钢筋处理，并预埋两层遇水膨胀止水条。

图2框架顶板预留孔钢混连接平面布置图
6 结语
人民塘路地质条件复杂，地下水位浅，含水量丰富，渗透系数较大，渗透系数K＝20m/d，场地主要为砂卵石孔隙潜水。

丰水期地下水位变幅约1.00～3.00m，预计丰水期最高水位4.00m左右。

框架涵开挖深度大，横断面大。

最重要的是，不能影响成昆铁路、成渝铁路运营安全，施工难度难度非常之大。

工程上马之初，即邀请业主、设计院、科研部门、相关专家，以设计为蓝本，多方、多次论证，形成目前的施工方案，在具体施工过程中，将不断反馈信息，修正完善。