談鐵路既有線頂進(jìn)施工工藝優(yōu)化
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［關(guān)鍵詞］鐵路；既有線；頂進(jìn)涵；工藝優(yōu)化
引言
為滿足國內(nèi)交通強國的要求，新增規(guī)劃道路及改擴(kuò)建工程已日顯突出。在保證鐵路運營安全和施工質(zhì)量的前提下，既有線頂進(jìn)涵施工已成為提高工程施工效率、保證工程質(zhì)量的重要手段。
1工程概況
某新線引入既有線需對既有線2-8.0m梁式小橋進(jìn)行改造，改造方式為拆除既有2-8.0m梁式小橋橋梁，對孔頂進(jìn)1-13.0m框架橋，總長44.31m，基坑深度3.57m，頂進(jìn)部分全長24m，單側(cè)分兩節(jié)預(yù)制，每節(jié)長12m。
2總體施工方案
框架橋施工共分為六步實施，第一步：開挖工作坑，預(yù)制頂進(jìn)段框架，施工后背墻，便梁支墩及頂進(jìn)段基坑防護(hù)樁施工。第二步：塔設(shè)落梁鋼管支架。第三步：進(jìn)行無縫線路應(yīng)力放散、架設(shè)20mD型便梁。第四步：拆除既有梁體和中間橋墩，開挖橋下基礎(chǔ)，滑床板及框架預(yù)制及頂進(jìn)。第五步：拆除D便梁，恢復(fù)線路。
以下主要從后背墻、便梁支墩、既有T梁落梁、中繼間串聯(lián)頂進(jìn)、監(jiān)控量測五個方面進(jìn)行總結(jié)，其他工藝沿用傳統(tǒng)工藝未進(jìn)行優(yōu)化。
3.1后背墻優(yōu)化
通常情況下采用鋼軌樁進(jìn)行施工，為避免對鄰線鐵路基礎(chǔ)造成影響，減小后背墻變形，采用挖孔樁加腰梁梁方式做后背墻，挖孔樁樁長8m，樁徑1.25m，樁間距1.5m，樁內(nèi)配Φ16主筋32根，錨入土體深度4.43m，后背墻長度14m，頂進(jìn)過程中最大頂推力為1444t，每延米后背墻頂力103t，根據(jù)朗金理論土壓力及挖孔樁內(nèi)力計算后背墻每延米承受最大273t，樁頂位移2.4mm，即滿足頂進(jìn)要求，又避免對鄰線鐵路橋墩基造成影響。
3.2便梁支墩優(yōu)化
既有線橋臺基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ)，如采用人工挖孔樁會破壞既有橋臺基礎(chǔ)，減小基礎(chǔ)受力面積，且基礎(chǔ)下部臨空面易坍塌，造成既有橋臺失穩(wěn)，影響既有鐵路運行。通過優(yōu)化，便梁支墩側(cè)面在既有臺身雙側(cè)植筋幫寬，底部坐落于既有橋臺基礎(chǔ)上，支墩尺寸為2m×2.5m，植筋呈梅花形布置采用Φ20鋼筋，植筋深度55cm，間距20cm，經(jīng)計算架設(shè)便梁后作用單個支墩上的壓力428KN小于支墩的承載力992KN，滿足要求。既有橋臺擴(kuò)大基礎(chǔ)至于500kpa地層，基礎(chǔ)尺寸為4.3m×4.8m×1.0m，線路荷載、支墩自重及橋臺自重作用在基地共計3622KN，遠(yuǎn)小于基地承載力10320KN，滿足要求。
3.3既有T梁落梁方式優(yōu)化
在架設(shè)便梁前，在既有橋下搭設(shè)落梁鋼管支架，支架立柱共設(shè)4排，每排2根，采用Φ63cm鋼管柱塔設(shè)，鋼管柱上部為分節(jié)連接，每節(jié)長度為20cm。鋼管柱頂部橫梁為40cm工字鋼，鋼管柱中部采用剪力撐固結(jié)。鋼管柱基礎(chǔ)尺寸為1m×1m×4.5m鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，鋼管柱底部與基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓連接，以確保支柱的穩(wěn)定。單孔梁（兩片T梁）重44.78t，由4根鋼管立柱承擔(dān)該豎向荷載，每根立柱承擔(dān)的荷載為：1.2×447.8/4=134.34kN，施工時考慮2.0的動力系數(shù)，其承受的荷載為268.68kN，承受的應(yīng)力為14.262MPa，小于其承受的最大應(yīng)力119.63MPa，鋼管立柱的強度和穩(wěn)定性滿足要求。條基坐落于原有混凝土路面承載力滿足要求。便梁架設(shè)完成后進(jìn)行既有線橋梁拆除，首先拆除T梁，再拆除墩柱，T梁拆除步驟如下：搭設(shè)鋼管柱、切割墩（臺）安裝千斤頂、落梁、梁體鑿除、墩柱拆除。采用繩鋸或風(fēng)鎬將影響千斤頂安裝的部分墩臺混凝土鑿除后，采用300t，尺寸為40cm×30cm，行程為20cm，每孔梁4臺千斤頂，將既有梁起高2cm后，在事先搭設(shè)好的鋼管柱支架頂面插入雜木板或鋼板，下落千斤頂并取出，使橋梁落在鋼筒支架上。按300t千斤頂頂程20cm鑿除影響千斤頂安裝的部分墩臺混凝土后，安放千斤頂并升高頂起既有橋梁，抽出鋼管支架頂面墊板，拆除一節(jié)20cm鋼管支柱，降低鋼管支架高度，后千斤頂回油落頂將既有橋梁下落在降低高度的鋼管支架上。按照上次作業(yè)方式，依次循環(huán)，直至將既有橋梁頂下落距便梁縱梁底50cm止。
3.4頂進(jìn)方式優(yōu)化
將傳統(tǒng)分節(jié)頂進(jìn)優(yōu)化為中繼間串聯(lián)頂進(jìn)，為克服頂進(jìn)下沉、整體框身就位平面位置標(biāo)高卡控及防水質(zhì)量要求，在兩節(jié)框架邊墻、頂板結(jié)構(gòu)混凝土外側(cè)設(shè)置錨梁，錨梁順箱體方向每3m一道，每道長度3m，每道錨梁在框架內(nèi)外各布設(shè)1根32#工字鋼，每0.5m設(shè)置錨固孔，并采用φ50mm帶絲鋼銷固定。頂進(jìn)完成后拆除錨梁并用微膨脹混凝土封閉錨固孔，并在邊墻側(cè)面及頂板頂面鋪貼防水卷材。框架節(jié)預(yù)制時沉降縫處設(shè)置中埋式止水帶，有效解決了框架間錯臺及沉降縫漏水等問題。
3.5監(jiān)控量測優(yōu)化
傳統(tǒng)工藝對鐵路路基邊坡監(jiān)測、線路加固便梁支墩監(jiān)測往往采用埋設(shè)觀測樁定期定時人工采用測量儀器進(jìn)行觀察，觀察不連續(xù)，且存在人為誤差，不能及時準(zhǔn)確的進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及分析。采用沉降撓度自動測量系統(tǒng)，實現(xiàn)了對線路變形位移的自動監(jiān)測系統(tǒng)。自動監(jiān)測系統(tǒng)由自動化傳感器、控制計算機、基準(zhǔn)點和變形點組成。根據(jù)現(xiàn)場條件安裝靜力水準(zhǔn)儀及固定式測斜儀傳感器并設(shè)置好基準(zhǔn)點及變形點，電源采用太陽能板，傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)將測量數(shù)據(jù)傳輸給控制計算機，事先在控制計算機上將各超限指標(biāo)輸入系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)會實時收集數(shù)據(jù)并分析，并對超限情況進(jìn)行報警并以信息的方式推送至相關(guān)人員手機上，便于及時采取措施，避免事故的發(fā)生。
4結(jié)語
綜上所述，在鐵路既有路線箱涵施工過程中，采用頂進(jìn)施工技術(shù)，需要根據(jù)實際現(xiàn)場條件，經(jīng)過科學(xué)準(zhǔn)確的計算，在不影響既有鐵路運營安全，保障施工安全質(zhì)量的前提下，合理提出優(yōu)化方案，可以提高施工效率，減少施工成本。
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作者：李孟 單位：中鐵十二局集團(tuán)有限公司
