談鐵路既有線頂進施工工藝優(yōu)化
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引言
為滿足國內(nèi)交通強國的要求，新增規(guī)劃道路及改擴建工程已日顯突出。在保證鐵路運營安全和施工質量的前提下，既有線頂進涵施工已成為提高工程施工效率、保證工程質量的重要手段。
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1-13.0m框架橋，總長44.31m，基坑深度3.57m，頂進部分全長24m，單側分兩節(jié)預制，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，預制頂進段框架，施工后背墻，便梁支墩及頂進段基坑防護樁施工。第二步：塔設落梁鋼管支架。第三步：進行無縫線路應力放散、架設20mD型便梁。第四步：拆除既有梁體和中間橋墩，開挖橋下基礎，滑床板及框架預制及頂進。第五步：拆除D便梁，恢復線路。
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、監(jiān)控量測五個方面進行總結，其他工藝沿用傳統(tǒng)工藝未進行優(yōu)化。
3.1后背墻優(yōu)化
通常情況下采用鋼軌樁進行施工，為避免對鄰線鐵路基礎造成影響，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
既有線橋臺基礎為擴大基礎，如采用人工挖孔樁會破壞既有橋臺基礎，減小基礎受力面積，且基礎下部臨空面易坍塌，造成既有橋臺失穩(wěn)，影響既有鐵路運行。通過優(yōu)化，便梁支墩側面在既有臺身雙側植筋幫寬，底部坐落于既有橋臺基礎上，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。既有橋臺擴大基礎至于500kpa地層，基礎尺寸為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
在架設便梁前，在既有橋下搭設落梁鋼管支架，支架立柱共設4排，每排2根，采用Φ63cm鋼管柱塔設，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。鋼管柱基礎尺寸為1m×1m×4.5m鋼筋混凝土條形基礎，鋼管柱底部與基礎預埋螺栓連接，以確保支柱的穩(wěn)定。單孔梁（兩片T梁）重44.78t，由4根鋼管立柱承擔該豎向荷載，每根立柱承擔的荷載為：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，承受的應力為14.262MPa，小于其承受的最大應力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。便梁架設完成后進行既有線橋梁拆除，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頂進方式優(yōu)化
將傳統(tǒng)分節(jié)頂進優(yōu)化為中繼間串聯(lián)頂進，為克服頂進下沉、整體框身就位平面位置標高卡控及防水質量要求，在兩節(jié)框架邊墻、頂板結構混凝土外側設置錨梁，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1根32#工字鋼，每0.5m設置錨固孔，并采用φ50mm帶絲鋼銷固定。頂進完成后拆除錨梁并用微膨脹混凝土封閉錨固孔，并在邊墻側面及頂板頂面鋪貼防水卷材?？蚣芄?jié)預制時沉降縫處設置中埋式止水帶，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)測往往采用埋設觀測樁定期定時人工采用測量儀器進行觀察，觀察不連續(xù)，且存在人為誤差，不能及時準確的進行數(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、基準點和變形點組成。根據(jù)現(xiàn)場條件安裝靜力水準儀及固定式測斜儀傳感器并設置好基準點及變形點，電源采用太陽能板，傳感器通過無線網(wǎng)絡將測量數(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，并對超限情況進行報警并以信息的方式推送至相關人員手機上，便于及時采取措施，避免事故的發(fā)生。
4結語
綜上所述，在鐵路既有路線箱涵施工過程中，采用頂進施工技術，需要根據(jù)實際現(xiàn)場條件，經(jīng)過科學準確的計算，在不影響既有鐵路運營安全，保障施工安全質量的前提下，合理提出優(yōu)化方案，可以提高施工效率，減少施工成本。
參考文獻
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作者：李孟 單位：中鐵十二局集團有限公司
