铁路交叉暗涵安全顶进措施

摘要南水北调总干渠在南阳段穿越宁西铁路暗涵采用双层框架形式，涵顶与轨顶高差为2.66m。采用人工挖孔桩和d24钢便梁对穿越段既有线路进行架空加固，框架涵在顶进工作坑的滑板上预制，顶进过程中采取纠偏措施和安全保证措施保证了既有铁路线通车运行安全和顶进施工安全。本文对框架暗涵顶进过程中线路加固方案、顶进方案、安全风险点控制措施进行了总结，以供类似工程参考。

关键词 双层框架暗涵 人工挖孔桩 线路架空加固 滑板 顶进 控制措施

中图分类号： f530.31文献标识码：a 文章编号： 1、工程概况

南水北调总干渠ts91+420～93+050段在南阳市与宁西铁路既有线共有3处交叉：宁西铁路正线、西南联络线、西北联络线，其中总干渠与宁西铁路正线交叉位置ts92+838=宁西铁路k411+227，斜斜交角为15°,铁路为单线非电气化铁路，ⅱ型钢筋混凝土枕，轨枕1820根/km，p60kg/m钢轨，有缝线路，线路纵坡为4.5‰，轨面高程为152.7m，位于圆曲线上，曲线半径为800m，曲线外轨超高为100mm。

宁西线路基范围内总干渠暗涵采用双层框架形式，底层孔径为3—2×7m，净高7m，边墙厚0.8m，底板厚0.9m；顶层孔径为3—2×7m，净高4.7m，边墙0.8m，顶板0.75m，两层中间板厚为0.7m；

框架外轮廓尺寸为16.4×14.05m（宽×高）。顶进段自重为3510.75t，涵顶高程150.04m，轨顶高程为152.70m，即涵顶与轨顶高差为2.66m。 2、工程地质及水文情况

该项目位于南阳盆地中西部，地势西高东底，由西北向东南倾斜，海拔高度在120.39～161.67m之间，工程区地基土自上而下可分为2层，各土层的分布及其物理性质自上而下分述如下：一层棕黄色粘土；主要为冲洪积物，岩性为棕黄色粘土，含有钙质结核和锰铁结核，土体裂隙比较发育，裂面光滑，部分裂隙中充填灰白色粘土，具中等膨胀性。二层褐黄色粘土；主要为冲洪积物，岩性为褐黄色粘土，裂隙不发育，随机分布，呈块状结构，含锰铁结核和钙质结核，具中等膨胀性。地质钻孔7m以内容许地基承载力为250kpa，7m以下地基承载力为300kpa，暗涵基础位于地质钻孔7m以下。据勘察地表以下15m未见地下水；本工程地基土的类型为中硬土，具有中等膨胀潜势，场地周围未发现其他不良地质。 3、线路加固方案

线路加固在桥涵顶进作业中，是保障行车安全的核心，合理的加固方案是确保行车安全的重要保障。本工程架空纵梁采用d24m便梁联合架空，架空横梁采用与d型施工便梁配套的钢枕，以专用螺栓配合牛腿进行纵横梁连接，横梁长度为4.46m，间距67cm；架空采用两次架空，第一次先架空中孔框架桥，架空方式为

d24+d24+d24m便梁架空，架空长度为72m，中孔箱涵顶进到位线路

恢复后，两边孔同时架空，架空方式为d24+d24m便梁架空，架空长度为48m，架空时d24m便梁一端支撑于中孔顶板上，另一端支撑于支点桩上。

线路架空涉及的支点桩共16个，直径为1.8m，深度为26m，支点桩中心距离线路中心为2.5m；在开挖前，对挖孔桩处线路进行竹胶板防护，防止道碴下滑影响道床稳定危及行车安全。挖孔桩采用人工开挖，架设辘轳配吊桶出渣，每节开挖深度为1.0米，及时现浇护壁，逐节往下循环作业，直至挖至要求的深度为止。由于挖孔桩较深，桩内光线较暗，接入低压照明，挖孔时孔口要做支护，当挖空深度大于10m时应采用机械强制通风，确保井内施工人员安全。每日施工完毕要及时加盖防护，防止人员坠入和雨水流入。 线路架空：先在钢轨轨腰上标明纵梁的中心位置，并用油漆标出架空时要抽换的混凝土枕木，同时在轨腰上标出纵梁就位后的梁端线和横梁向上距轨腰的限界距离。穿钢枕前按照钢轨上油漆的标记，在钢轨下面掏宽度0.3m×深度0.25m的槽，拨移影响穿钢枕的混凝土枕木，逐次穿入钢枕，并调节到同一高度，钢枕与钢轨之间用绝缘胶垫，防止联电出现红光带。穿钢枕严格遵循“隔六穿一”的原则。钢便梁由轨道车按照线路封锁的时间提前运到施工现场，采用抬吊的方法，分别把两片纵梁吊放在线路两侧的支点桩上。三孔纵梁就位后，要抓紧时间与钢枕进行连接，钢梁升降时两侧用方木做好支撑，并由专人看护，防止钢梁倾倒。先安装一侧纵梁，用

扣件连接横梁、牛腿、连接板，然后安装另一侧纵梁并同时安装钢轨胶垫，安装扣件时同根横梁两侧不能同时作业，防止扳手同时接触轨道传电。

线路控制：便梁及轨道扣件全部安装完成以后，利用行车间隙时间调整支点垫木，使便梁全面受载加压。因砼枕按原位不动，不抽换，其轨距一靠砼枕来控制，二靠钢枕上的钢轨扣件，确保轨距符合要求。由于钢枕上都有钢轨扣件，钢枕与纵梁相联结，使线路固定在工便梁之间，不致发生横向移动。曲线超高控制采用在钢轨和钢枕间设置不同厚度绝缘垫片的方式调整线路外轨超高值，保证曲线顺适,曲线的各种几何尺寸在工务的指导下标示于外轨面，由成立的专业养路队进行测量，随时监护，确保线路稳定。

通过上述措施，纵梁、横梁、线路形成一个整体结构，能确保线路不变形。横梁及d24便梁架空后，应经常检查线路的几何尺寸，遵守“过一列车一检查、两小时一记录”的原则，线路几何尺寸应符合允许偏差要求，线路允许偏差不得大于(轨距-2～+4mm)，水平(4mm)。 4、涵体顶进 4.1、工作坑

涵体顶进时，为防止涵体两侧的边坡发生塌方，在左右两侧距框构外侧1.8米位置设置护坡桩，直径1.8m，间距2.5m，深度以深入滑板不小于4m考虑，桩上设冠梁，桩顶以下5.0米左右设置i45b钢梁，在钢梁上设φ25钢筋拉锚，间距2.5m，入土深度5.0m，外

露部分用钢垫板拉紧钢梁。

根据计算顶力及其他顶进涵施工的成功经验，顶进后背采用钢筋砼灌注桩，直径1.8m，间距2.0m，深度以深入滑板不小于4m考虑。为提高整体性，后背梁与工作底板浇筑成整体。 4.2、滑板制作

滑板是预制地道桥桥体结构的底模，又是在顶进过程中作为涵体正确导向的滑道以及顶进时排列顶柱顶铁的场地，工作坑滑板采用c20钢筋混凝土，厚20cm,设3‰仰坡，滑板表面应平顺、光滑，为减少启动和滑动阻力，在滑板上做润滑隔离层，润滑隔离层共设三层，分别为3mm石蜡、1mm的滑石粉、塑料薄膜，为了克服顶进时发生的摩擦力带动滑床板跟着前进，滑板的下面每1.5m设置一道锚梁，锚梁的高度为0.5米，确保顶进的顺利进行。 4.3、预制框架

在工作坑内已做好润滑隔离层的滑板预制框架涵，框架涵分三次浇筑，第一次浇筑底板，第二次浇筑底层箱涵边墙及顶板，第三次浇筑顶层箱涵边墙及顶板，施工缝均设置在倒角以上15cm。在涵体外表面上做防水层，喷涂dps混凝土永凝液。 4.4、顶镐布置及试顶

总干渠最大设计计算顶力：线路下双层框架每孔自重为3510吨，顶程为36.5m，需320t顶镐18台。两边孔同时顶进，需要320吨的顶镐36台，另准备2台备用。安装顶进设备并进行试顶，试顶可以检验顶进设备的液压系统是否能正常工作，后背是否稳固可

靠，测得箱身启动的各项数值，以利改进和调整，为更主动地把握后续顶进。

4.5、顶进土方开挖

顶进前方土方每次开挖长度应与顶镐顶进进尺长度相符合，不得超挖，开挖坡度以1：0.5为宜（以临时坡度控制）。顶进土方开挖总高度为15m，土方开挖由上至下分三层开挖，第一层挖至总高度的1/3m处，设2米宽台阶，继续挖土，挖至2/3时，设2米台阶，最后挖至框架桥底板以上30cm时，开始顶进。在箱涵进入线路限界时，尽可能少挖勤顶。对箱涵两侧土方塌方应采用级配碎石及时回填夯实。

顶进挖土直接影响着人身和线路的安全，要设专人进行防护，机械和人工不能同时作业，要用机械开挖和人工修整相结合的方法，及时观察和了解土质变化情况，如发现异常和大体积土体坍塌，要果断采取措施，确保行车和人身安全。

从试顶开始到顶进期间设专人认真观察后背，传力桩的情况，保证顶进方向和箱桥轴线要一致。每次开顶，线路负责人一定要观察好线路的方向和水平，特别是夜间顶进时。顶进过程如果发现顶进异常，要立即停止，发现问题即使解决。 4.6、框架涵顶进

框架涵的顶进时整个工程的关键步骤，顶进程序为：试顶——调整——挖运土——顶进——换传立柱——测量——校正。先顶进中

孔，中孔顶进到位后，两边孔同时顶进。

当箱体底板挖土完成一进尺长度时，开动油压泵使千斤顶受液压而产生顶力，推动箱身前进，当千斤顶顶进到限位时，控制操作系统将活塞退回原位，在空档处增放传立柱，以待下次开镐。循环往复，直至就位。 4.7、顶进纠偏措施

①降低滑板后端高程，使滑板形成上坡趋势；

②线路架空后，顶进前对滑板前端地基进行换填加强处理有效防止软基地段顶进箱桥“扎头”；

③人为预先设置接长滑板，接长滑板采用钢筋混凝土滑板，混凝土应用早强型混凝土，以便快速凝固，加快顶进。

④斜交时发生方向偏移，应根据与线路斜交角度计算不平衡力矩，采用调整千斤顶位置加以平衡。

⑤顶进时箱身两侧的土体尽可能保持均等一致，开挖土体时避免一侧松一侧紧。

⑥中线偏差主要依靠两侧挖土量来进行调整，所以事先要控制拉槽尺寸，避免超挖。

顶进过程中，为保证箱体均匀受力，平行推进，液压系统装置采用集中控制，同时调动顶镐，每顶完一镐后，详细测量其中线和高程以防止涵洞偏移和抬扎头，并在第一时间将测量结果反馈至顶进人员，以便其正确的调整框架桥方向，直至桥涵顶进到位。 5、安全控制措施

5.1、线路架空控制措施

线路加固施工严禁使用绝缘性能不良的施工机具，并保持轨道电路绝缘。派专人检查水平支撑、垫木是否支垫牢固和线路轨距、水平和方向，确保线路几何尺寸符合要求。在无缝线路地段施工前，要对无缝线路进行应力放散并加固处理。经常测量轨温，采取有效措施将轨温控制在锁定轨温±10℃之内，做到“四不超”即：作业不超温，扒碴不超长，起道不超高，拨道不超量。 5.2、线路架空桥涵顶进施工控制措施

在顶进传力柱受力后，任何人员不准接近和跨越顶铁传力柱。在线路架空加固地段两侧线路应设防爬设备，现场要设专人经常检查，防止线路有大的纵移，经常检查架空线路的轨缝，以免发生胀轨跑道。

挖土作业时，应设专人监护边坡土体，发现异常（如土体有较大裂缝等）必须立即告知作业人员停止作业，撤离工作面，并根据情况对列车发出必要的信号，待妥善处理后，方可进行挖土作业。挖土作业必须按安全技术交底自上而下进行，且开挖坡面分阶应平顺整齐，不得有鼓肚、凹腰现象，更不能掏神仙洞。已开挖面不得长时间暴露，严禁超前挖土。顶进挖土要按顶镐行程的尺寸，做到勤挖勤顶。

在桥涵顶进施工期间必须保证供电，工地要有备用发电机，夜间开挖时，作业面要保证照明。并严格落实“一机一闸一箱一漏一锁”，确保施工人身安全。

7、结语

穿越既有铁路线的暗涵顶进安全施工是重点，为保证既有线的通车运行安全和顶进施工安全，通过反复论证，制定了既有线的加固方案和框架涵顶进施工方案，并制定控制风险的措施，确保了施工安全。