浅谈桥涵顶进施工对既有设备的防护

浅谈桥涵顶进施工对既有设备的防护

孙振岗

中铁二十五局集团有限公司西北分公司 陕西西安 710016

摘要：在既有站场改造，新线引入，下穿既有铁路等工程引起的桥涵接长，新增框架立交涵、圆管涵在不中断铁路正常运输的情况下一般采用顶进施工。由于是运营铁路，既有设备较多，尤其是在站内，场地狭小、管线密集、相互干扰大、安全风险高，在顶进施工前必须先对既有设备进行防护或迁改。首先，对影响施工的既有设备进行详细调查，确定影响范围、确定防护、拆改工作量，难易程度等。其次，制定防护方案，经过监理、设计、建设会审同意后，上报设备管理单位，站段、处室审核批准后，严格按照防护方案实施。第三，在施工中注意观测，巡查、检查，记录，分析、对比，发现问题及时处理。做好标识、标志，要让施工作业人员清楚此处有电缆，需要注意。最后，当所有顶进施工完毕后，对既有设备进行恢复，改移至原位，并请设备管理单位确认验收，交付使用。

关键词：桥涵顶进施工；既有设备；防护；改迁

一、工程概况

霞凝货场扩建工程位于京广线长沙地区霞凝站以东，粮食库专用线以南，青竹湖路北侧，华宁路东侧，星月路西侧。线路从京广线K1547+806起，至京广线K1550+228止，正线全长2.422km。霞凝货场扩建工程按“三类工程、十七个功能区”的总体布局规划设计，建成后为铁路总公司一级货场和湖南省最大的铁路运输物流基地，承担中欧班列运输任务。我们中铁六局承担站前路基土石方工程、轨道工程、货场道路、排洪渠工程。其中排洪渠工程贯穿整个货场，南北咽喉有3处下穿京广线，有2处下穿粮库专用线，分别为京广线K1547+840 1- ∅2.6m钢筋混凝土圆管涵，京广线K1547+954.6 1- ∅1.8m钢筋混凝土圆管涵， 京广线K1549+975.6 3-4m+1-3m框架涵、粮食库专用线LYK0+240.4 2-3.5m框架涵，粮库专用线LYK0+259.4 3-5.5m框架涵。本次重点探讨的是霞凝站南咽喉下穿京广线K1549+975.6 3-4m+1-3m框架涵，由西向东顶进，穿越牵出线、捞霞联络线、京广上行线、京广下行线、石长联络线，共5股道。其中，京广上行线、京广下行线、石长联络线为正线。

二、现场调查

根据施工图纸，测量放线后确定涵址和预制工作坑，在路基右侧有6根高压电缆，2根低压电缆，有一趟消防水管和一趟天然气管道，以及既有污水管道、水沟。在路基左侧有4根高压电缆，在既有线间有3根电务电缆，右侧路肩上有一架高柱信号机影响人工挖孔桩施工，在框架北端有接触网软横跨钢立柱，距离框构边0.5m，左侧路肩上有接触网钢立柱，距离人工挖孔防护桩0.7m。框架南端有接触网混凝土杆，距离人工挖孔桩边1.5m，在捞霞联络线和牵出线间有道岔转辙机、电务箱盒等影响物。左侧路肩坡脚外侧有一条宽2m的排水渠，排水渠外侧种植的风光带防护林，没有任何作业场地和运输通道，只能在西侧预制，从西向东顶进。东侧线路加固设备从青竹湖桥下利用未开通的石长联络线专运D型梁及加固设备。西侧在施工红线范围内修筑一条宽7m混凝土道路和20m宽和50m宽的作业场地。

图1 施工前现场

三、防护方案 

根据现场地形条件，场地狭小，既有设备较多，错综复杂，工期紧，安全风险压力大，营业线行车密度大等现状，在制定方案前通过详细调查，熟读设计图纸并与设备单位探讨最终确定安全、合理、可行的防护方案。

首先位于西侧预制框架涵工作坑范围内的水管、天然气管道进行改移。由于给水管道是整个货场内供水使用，只能沿着预制工作坑外围绕一周再回到给水主管路。天然气管道在不影响框构南端做一个井，待顶进时直接断掉。对路基坡脚外侧的电缆，采用人工挖探沟全部挑出来，利用钢管支架担起来。在顶进框构上方，利用路基防护桩，在两根防护桩上放置一根[10的槽钢，槽钢用钢筋固定于桩顶上。然后把所有电缆成捆放置槽钢中。

其次，影响人工挖孔桩施工的高柱信号机及电务箱盒的改移，经过与长沙工程建设指挥部、长沙电务段、广铁集团（公司）电务处专家沟通，高柱信号机改为矮柱信号机，固定于D型便梁上，需要电务段配合改移。难度最大、风险最高的接触网软横跨钢立柱杆和混凝土接触网杆，尤其是框构北端接触网软横跨钢立柱杆的基础距人工挖孔桩护壁只有0.2m。软横跨拉力有大，现场探挖既有接触网基础还是片石混凝土，并且埋设只有4m，框构底板至地面在6.5m，人工挖孔桩桩长15m，因此接触网基础加固防护是重点中的重点。经过与设计沟通，从桩位布置进行优化，本顶进涵采用D24型便梁加固，桩与桩间距离24.55m调整为23.55m两端支撑桩向框架涵各缩短0.5m，从而增大了支撑桩与软横跨接触网杆间的距离，由原来的0.2m增大到0.7m。另外在人工挖孔前，先对软横跨接触网钢立柱周围土体进行插打钢花管注浆密实。待接触网立柱周围土体注浆密实后再进行人工挖孔桩，为了保证安全人工挖孔桩护壁由原来设计的厚0.15m，加大到0.20m，混凝土标号由原来设计的C35提高到C40，护壁钢筋加密，每挖一模0.5m，及时浇筑混凝土。

挖土顶进时，软横跨钢立柱周围土体利用周围两根支撑桩作为防护桩，并在两根支撑桩中间设置挡土板，保证周围土体不破坏、不松动。框构南端两根混凝土杆与支撑桩护壁间还有1.5m距离，周围插打钢花管注浆加固后开挖支撑桩，支撑桩距离框构边还有2m距离。顶进挖土时对边坡进行喷射混凝土防护即可。在两线间电缆无法改移，人工挖孔桩时采用两块槽钢相扣保护。线间电务箱盒、矮柱信号机等障碍物在横移梁时提前一天下卧放到。线间水沟先临时拆除，两端封堵，下雨采用水泵抽水，待框架涵顶进就位后恢复。路肩上的位移观测桩施工期间拆除，施工完毕后恢复。

图2 道岔转辙机箱盒电缆临时固定于D24钢横梁上

图3 接触网杆需要提前插打钢花管注浆加固

四、过程监控 

所有既有设备防护到位后才能进行下一步施工，在施工过程中要注意监测记录，每天观测是否出现下沉、倾斜、位移等。如放置在槽钢中的成捆电缆，跨度大，挠度大，跨中部位容易出现下沉现象，顶进开挖时时刻注意放置槽钢的防护桩变化情况。软横跨接触网钢立柱，在人工挖孔桩施工和挖土顶进过程都要观测，通过观测数据分析是否安全。以及所有的支撑桩、路基防护桩都要进行观测，确保开挖顶进万无一失。每过一趟车对线路、防护后的既有设备都要进行检查，做好记录，加强维修防护。通过监控能够有效预防事故的发生，把发现的隐患消灭在初级阶段，能够提醒施工人员采取措施的依据，因此在顶进施工中观测，监控非常重要，必须要有的程序。

五、设备恢复

所有施工结束后，在设备单位监护下，对既有设备进行恢复，两侧架空电缆采用电缆槽按照标准埋设于路基坡脚外侧，做好电缆标识、标志。临时固定在D型梁上的矮柱信号机，恢复到原位，信号机基础周围用混凝土硬化。线路位移观测桩按原位恢复，信号机、电务箱盒待D型梁拆除后安放固定于原位。所有设备恢复完毕后组织设备管理单位验收，包括线路和护网。

6. 结束语

在营业线顶涵施工前对既有设备要进行认真详细的调查，有些既有设备能防护的采取防护措施，不能防护的必须迁改的要提前进行迁改，根据工期、施工组织、设备单位的意见制定安全、合理、可行的防护方案。营业线顶进涵施工涉及到线路专业、桥涵专业、路基专业及站后设备相关专业，错综复杂。往往由于既有设备防护不到位，迁改不彻底，方案不严密、措施不落实，引发产生一系列铁路交通事故。因此，在施工前把既有设备调查清楚，防护到位，基本把顶进过程中的安全风险降低一半。

参考文献

[1]铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10415-2018）

[2]铁路路基工程施工质量验收标准（TB10414-2018）

[3]铁路轨道工程施工质量验收标准（TB10413-2018）

[4]铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范(TB10002.4-2005)