框架桥下穿城铁施工技术

框架桥下穿城铁施工技术

东浩

中铁六局集团北京铁路建设有限公司  北京市海淀区 100036  

摘要：随着城市规划的进一步细化，城市建设的飞速发展，城铁地上部分轨道交通对城市的切割造成的道路堵点更为明显，为了打通断点，更好的疏通城市道路，因此城铁的下穿施工页随之出现。本文以林萃路四孔框构桥下穿地铁13号线的实例，介绍下穿城铁施工的施工工艺流程及注意事项，以期为以后的类似工程提供借鉴经验。

关键词：下穿 城铁 顶进 框架桥

1. 引言

林萃路道路设计范围南起北五环路，北至回南北街，道路全长7.6km。因为需要下穿城铁13号线及国铁东北环线，下穿国铁施工有成熟的施工工艺，采用工字钢纵挑横抬的加固形式将铁路线完全架空后可进行框构桥穿越施工，但是城铁的动力电源是靠接触轨供电，不具备线路加固架空轨道的条件，无法采用常规的顶进施工，因此综合设备稳定性、人员安全、施工可实施性、社会影响及投资等多方面的因素考虑，决定采用特定时间点内的城铁停运，临时拆除线路待框构桥顶进完成后恢复线路的施工工艺。

2. 工程概况

拟建林萃路下穿城铁箱涵位于地铁13号线霍营站与立水桥站区间，霍营站往东230m位置，与地铁13号线相交于地铁右线里程K20+850.330，二者呈81°12’交角。相交处地铁13号线有左出入线、左线、右线、右出入线四条线路。线路均为直线路基段，线间距分别为5m、5m、8.5m。正线及左出入线以平坡为主，局部纵坡6‰;右出入线纵坡13.86‰,道床为碎石道床。

就位后的箱涵南侧与国铁箱涵相接，北侧与市政箱涵衔接，箱涵采
用净宽5m+13.5m+13.5m+5m四孔框架，其中两个中孔内为机动车道，紧邻中孔的边孔内为非机动车道和人行道。箱体高度分三段，分别为8.4m、9.2m、8.4m,结构净高6.5m、7.3m、6.5m。顶板厚0.9m,底板厚1.0m,边墙厚1.Om,中墙厚0.9m。框架桥主体顺道路全长为39.385m,顺地铁方向长42.2m。桥体自重12065t，最大顶力总顶程82米。

箱涵平立面位置图

施工影响区段内的四电设备包含：更换光电缆184条，新铺电缆槽13.1公里，更换轨道电路设备、环路发送设备及环线设备，信号机设备，更换灯杆拆除及恢复7座。室内进行联锁设备改造及实验，CTC设备改造及试验。

3. 施工工艺

林萃路下穿地铁13号线箱涵采用停运、由北向南吃土顶进方式施工。停运施工时拆除接触轨、走行轨、护轨及电力、信号、通信、机电（四电）等设备设施，然后进行挖土顶进，顶进就位后施工雨水管、过渡段、搭板、连接过渡段轨排，进行压道验收，恢复四电等设备，然后恢复运营。总时间186小时。

4. 施工卡控关键点

4.1接触轨拆除（1月22日0:30-3:30，3小时）

接触轨拆除位置：K20+786-K20+929，单线143m，四条线572m。

第一步：拆除防护罩（0:30-1:30，60分钟）

组织30人拆卸防护罩、防护罩支架、配套螺栓螺母（286套），每个人随身携带一编织袋用于收集拆卸的螺栓、螺母，以备回收。

同时另组织10人，负责将防护罩及防护罩支架人工运至物资存放区。在物资存放区，各种拆卸物资分门别类堆放整齐，以备回收。

第二步：拆除绝缘子螺栓（1:00-1:30，30分钟）

组织30人，2人一组共拆除220套绝缘子螺栓，平均每组2分钟拆除一套，拆除接触轨与绝缘子的螺栓，拆卸下来的物资，运至物资存放区，以备回收。

第三步：拆除接触轨夹板（1:30-2:00，30分钟）

组织12人，分4组，拆除10个接头，3人一组，每组需要7分钟。接触轨膨胀接头鱼尾夹板及与接触轨连接的缆线，并收集好拆卸下来的配件放置拆卸物资存放处，以备回收。

第四步：抬运接触轨（2:00-3:30，90分钟）

组织120人，分1组，将8根（每股线3根）接触轨，每根约50m长，就近抬运至东侧走行轨线心，物资码放整齐以备回收利用。接触轨的拆除平行推进施工，抬运顺序及编号及存放位置如下所示：

第五步：拆除并联电缆、绝缘子（1月22日，2:00-3:30，90分钟）

组织20人，拆除线间并联电缆，拆卸物资存放处路基坡脚处，同时组织10人拆除枕木上的绝缘子，每隔3.6m一个绝缘子，四条线共计145个绝缘子，并保存好绝缘子及其配件，以备回收。

4.2走行轨拆除（1月22日2:30-7:30，5小时）

左出入线、右出入线走行轨拆除范围：K20+812-K20+899.5，两条线各87.5m。

左线、右线走行轨拆除范围：K20+812-K20+888，两条线各76m。

第一步：拆除护轨、走行轨（2:30-6:30，4小时）

①2:30-3:30，组织30人拆除防护轨及轨距拉杆，拆除时根据作业面长度，护轨拆除与轨距拉杆的拆除可同时作业。护轨拆除后，人工抬运出场外；轨距拉杆放至就近物资存放区，堆放整齐。

②3:30-6:30，共组织120人拆除走行轨。其中在拆除护轨及轨距拉杆时（2:30-3:30），根据作业面，可同时组织10人拆卸走行轨的扣件（2020年12月份在敷设电缆时，对扣件提前上油，进行拆卸演练），拆卸时每人一编织袋收集拆卸下来的扣件放置物资存放区，以备回收；

切割、拆除顺序如下图：

按照从北向南的顺序依次拆除四股线路的走行轨，每股线路按照1→2→3→4→5→6→7编号的顺序依次拆除走行轨，抬运至坡脚，然后人工配合机械运至场外。

施工时注意事项：现场锯轨尺寸必须精确，实行“三量测”，既配轨人员对预备换入的新钢轨进行任何复测时其长度与准备换出的旧钢轨长度一致；配轨后，主管技术人员必须进行复量，纠正误差；然后由施工队长再进行一次复量，严格把关。同时必须考虑旧钢轨拆除后两端钢轨可能伸长或缩短的影响因素。

第二步：清运枕木（6:30-7:30，1小时）

组织80个人，分20组，将拆除的走行轨范围内的548根枕木抬至路肩，翻滚至坡脚，再用铲车运出。恢复线路时枕木换新。

4.3箱涵顶进（1月22日7:30-26日19:30,108小时）

1月22日7:30待拆除清理完线上设备后开始进行箱涵的顶进。

第一步预铺长轨排：

在箱涵预制完成后，顶进作业前在顶板预铺左线、右线25m长轨排及桥上枕木，同时铺设左出入线、右出入线桥上枕木，随箱涵一起顶进。轨顶标高比设计标高低6cm，顶进就位后二次补砟时调整到设计标高。

第二步箱涵顶进：

顶镐设备配备

根据桥体中心线与线路夹角，并根据最大顶力16891T合理配置顶稿数量，桥体底板尾端设置两个顶进三角块，以利于顶镐布置。根据桥体最大顶力及桥体纠偏顶力计算布置500t液压顶镐。

桥体顶进时，人工配合挖掘机、装载机出土，自卸汽车运输。根据土质情况控制每次顶进时顶镐活塞的有效行程。每次顶进都进行中线和高程测量，将测量结果及时通知顶进施工负责人，作到及时调整，从而控制桥体顶进的水平、方向。

（2）根据顶力需要，框架桥采用流量为240L/min的高压油泵2台。

（3）横顶梁每6m设一道，断面尺寸0.55×0.6m。

（4）吃土顶程40m（总顶程82m），顶铁长度由6.0m、2.0m、1.2m、0.5m、0.3.0.2m组成，断面尺寸0.4×0.4m。顶铁拆装，采用吊车配合。

④桥体顶进循环时间

城铁剩余17米顶进循环时间

框架桥总顶程82m，地铁停运前顶进42m，停运前顶进时间为6天。箱涵前沿距离城铁北侧护网6米时，开始正式顶进。箱涵正式顶程40m（不含空顶），用时108小时。

4.4雨水管（1月26日19:30-23:30，4个小时）

右出入线南侧排水沟：南侧既有排水沟位于地铁和城铁之间，既有排水沟排水方向，由西向东排水，城铁框架器桥顶进完成后，框架桥西侧排水路径被框架桥所阻。为保证框架桥西侧排水通畅，根据设计图纸，框架桥顶进就位后，在框架桥西侧垂直于线路方向，埋设一条排水管道使南侧排水沟雨水汇入地铁北侧新建雨水泵站内。

4.5过渡段注浆1月26日23:30-27日13:00，13.5个小时）

桥体预制时，在东西两侧外墙上，水平布设通长注浆管，竖向间距90cm，随桥体进入路基。桥体外侧2.5米范围内采用竖向注浆管，间距0.8m，桥体以外2.5-8米范围内采用水平注浆管，注浆管打设在框架桥顶进施工时施作。顶进就位后进行注浆。

理论注浆量的体积为土的孔隙体积，但在注浆过程中，浆液并不可能完全充满土的孔隙体积，而土中水分亦占据孔隙的部分体积。所以，在计算浆液用量时，通常应乘以小于1的灌浆系数，灌注所需的浆液总用量Q可参照下式计算：

Q=K·V·n·1000

式中：Q为浆液总用量（L）；

V为注浆对象的土量（m3）；

n为土的孔隙率；

K为经验系数。

4.6桥头搭板施工（1月27日6:00-18:00，12个小时）

箱涵顶进就位，右出入线下方注浆完成后，进行桥头搭板的施工。

桥头搭板采用预制方式，预制桥头搭板尺寸为2m宽*8m长*0.35m厚，每块桥头搭板重量约为14吨。预制搭板在框架桥顶进后采用350t吊车进行吊装施工，框架桥东西两侧同时施工。

桥头搭板在桥体顶进过程中，由框架桥以外东西两侧路基过渡段进范围入施工现场，摆放在桥头搭板施工范围以外。注浆完毕后立即进行搭板吊装施工，节省搭板运输时间。

4.7线路恢复（1月27日18:00-29日12:00，18小时）

第一步补充石渣（1月27日18:00-24:00，6个小时）

箱涵顶进就位，过渡段施工完毕后，填补道砟，组织40人，分四组，人工配合铲车将石碴铺至桥体两侧8m范围内，本次补碴约478m³。

第二步散布枕木（1月28日0:00-29日4:00，4个小时）

组织72人，分两组，将桥区以范围内枕木，按编号进行恢复。

第三步走行轨恢复（1月28日4:00-29日12:00，8个小时）

组织120人，分两组，组装走行轨。组装时现场准备两台切轨机和两台打孔机用来进行配轨。走行轨连接完毕后进行二次补砟，补砟约100m³，道砟存放于路基北侧过渡段坡脚处。线路补砟施工中将接触轨绝缘子安装到位。

4.8接触轨恢复（1月28日12:00-29日24:00，12个小时）

组织120人，由城铁东侧的走形道抬运至施工现场，组装到绝缘子上，并用鱼尾板进行连接。接触轨安装时由西向东平行推进施工。接触轨组装时现场准备两把三轨测量尺，严格控制接触轨与走行轨的距离，组装完成后，供电专业将线间并联电缆恢复后，与接触轨上L型连接板进行连接，安装顺序如下图所示：

线间并联电缆与L型连接板连接好后，安装防护罩支架及防护罩。

4.9大机捣固（1月29日0:00-8:00，8小时）

大机压道前由施工单位清理现场人员及工机具，保证无侵限设备。捣固车从霍营站站线行驶至施工区域，整道范围K20+812-K20+899.5。

4.10线路验收（1月29日8:00-9:00，1小时）

线路及接触轨恢复后，由监理单位组织建设、设计、施工进行工程验收，地铁线路公司进行共同确认并对线路静态几何尺寸等进行检查。验收执行《铁路轨道工程施工施工质量验收标准》，《北京市地铁运营有限公司企业标准技术标准工务维修规则》。合格后报现场指挥部。

4.11监测点恢复（1月29日8:00-30日10:00，2小时）

线路验收及护坡、排水沟恢复期间，监测点由第三方监测单位布至，初始值在轨道车冷滑结束后进行采集。

4.12轨道车冷滑（1月29日10:00-12:30，2.5小时）

轨道车冷滑由运三分公司进行实施。冷滑完成后由地铁线路公司再次进行线路几何尺寸检查，执行《工务维修规则》规定的维修验收标准确认线路状态满足相关要求，向运营保障指挥部交令，具备热滑条件。

4.13电客车热滑（1月29日15:30-17:00，2.5小时）

电客车热滑由运三分公司进行实施。电客车热滑期间，由通号公司、供电公司、机电公司、线路公司对各自所辖设备设施再次进行功能验证，并向运营保障指挥部汇报，具备运营条件。

5. 结论

本文通过对既有框架桥下穿地铁施工技术进行整理和分析，结合实际施工中需要注意的各类问题进行了具体的分析，采用了严禁有效的技术措施，保证了工程的顺利进行。

通过严格的分配施工时间节点，合理的组织人员机械设备，进行详细的点前推演，做好充足的后勤保障工作，最终保证了安全正点的开通线路，同时也为后续的类似道路下穿地铁施工提供了宝贵的现场经验和理论证明。

参考文献：1.《北京市地铁运营有限公司企业标准技术标准工务维修规则》。2.周水兴、何兆益、邹毅松 2001.5 《路桥施工计算手册》3.尹继明;吕凡任;城市地道桥顶入法施工技术[J];山西建筑;2007(22)。