公路施工：框架桥中继间法下穿高速铁路施工工法

框架桥中继间法下穿高速铁路施工工法 中铁六局集团有限公司 中铁六局集团北京铁路建设有限公司 刘奉良 张雷 傅利 靳博昊 韩海英 1 前言前言 框架桥中继间顶进施工，具有对既有交通影响小、土方开挖量少、占地少、 安全、快速、经济等优势。京台高速公路下穿京沪高铁工程，顶进过程差异性沉 降要求不高于 2.3mm，一般顶进技术不能满足高速铁路的技术要求。 中铁六局集团有限公司在京台高速公路下穿京沪高铁工程施工中，以“下穿 高速铁路、长桥体、大吨位、长顶程框构桥中继间法顶进施工关键技术研究”课 题研究为依托，研发出了一套中继间法顶进框架桥施工技术，减少了顶进过程中 高铁桥墩的差异性沉降，取得了良好的效果，现总结成工法。 2 工法特点工法特点 2.0.1 施工过程中，对既有高速铁路桥墩影响较小，安全度高，能保证既有 高速铁路的正常运营。 2.0.2 施工工艺合理，桥体分段预制，交替顶进，大大减小桥体局部受力， 可良好的控制顶进方向，就位精度高，施工质量好。 2.0.3 避免了一次性整体顶进对桥体本身的破坏及对高铁墩柱的影响， 将对 高铁的运营影响降至最低，具有明显经济效益和社会效益。 3 适用范围适用范围 本工法适用于框架桥下穿高速铁路的施工，其中对长桥体、大吨位、 长顶 程框构桥下穿高铁工程具有显著指导意义。 4 工艺原理工艺原理 本工法在研究下穿高速铁路与下穿普通构筑物不同特点和影响因素的基础 上，按照适合下穿高速铁路的精度控制。将框构箱涵分为两个单独的桥涵进行顶 进，每个桥体分为三节，中继间法顶进顺序为 第 1 页 共 13 页 如此往复，充分利用前一节框构顶进设备的回镐时间，进行下一节箱涵的顶 进，能够加快施工进度。顶进过程中每镐行程为 1m，在顶进过程中,实时监测高 铁桥墩差异性沉降值情况、箱身轴线和高程情况, 采取相应措施动态纠偏。 图图 4.1 箱涵中继间顶进平面布置图箱涵中继间顶进平面布置图 5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5. 1 工艺流程工艺流程 图图 5.15.1 施工工艺流程图施工工艺流程图 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 开挖工作坑开挖工作坑 预制框构的工作坑沿框构轴向方向长 86m，宽 52m，基坑边缘距离既有京沪 高铁基础边缘为 35m。地勘报告表明，桥体范围内以粉质粘土为主，在底板底以 上 1.5m 处为粉砂，根据土质情况确定边坡采用 11 开挖，靠近高铁侧的边坡采 用 11.5 进行开挖。开挖采用 2 台 270 挖掘机同时开挖，20 台斯太尔自卸汽车 运输土方，土体逐层进行开挖。技术测量人员全程跟踪测量基底高程及工作坑几 第 2 页 共 13 页 何尺寸，为避免超挖，在机械开挖至距基底标高 200mm 后，剩余部分采用人工 开挖至设计标高。基坑开挖过程中时刻关注天气情况，备足塑料布，遇到下雨天 气及时覆盖基坑边坡，防止被雨水冲刷。 在边坡四周进行挂网锚喷混凝土。基坑四周用土堆成 30cm 高土坝，防止地 面水流入基坑， 冲刷坑壁， 距基坑边 2m 处设置 30cm 深， 下口宽 30cm， 上口宽 40cm 的截水沟。基坑开挖成型后，周围外设置围栏，并用密目网封闭。同时在基坑周 边以及施工临时便道设置警示标志。 基坑排水采取在基坑四周设排水沟及集水坑， 并由专人负责排除基坑积水，严禁积水浸泡基坑。 5.2.2 后背施工后背施工 后背桩施工完成及工作坑开挖完成后，进行顶进后背的施工。顶进后背与滑 板及框架桥预制平行作业， 保证主体桥梁开始顶进时后背梁混凝土强度能够达到 设计强度的 100，确保施工工期不受影响。后背采用钢筋混凝土重力式后背， 高 2.5 米，厚度为 1.5 米，长度与基坑两侧边坡下口线等长。混凝土型号为 C25，模板采用 9015 钢模板，拉筋采用 16 圆钢。 5.2.3 导向桩、隔离桩、防护桩施工导向桩、隔离桩、防护桩施工 导向桩桩长 25m，桩径 1.5m,桩间距 3m。隔离桩桩长 25m，桩径 1.5m，桩间 距 1.75m。防护桩桩长 25m，桩径 1.5m,桩间距 1.8m。施工工艺与后背桩相同。 5.2.4 滑板施工滑板施工 基坑开挖完成后，铺设 20cm 碎石垫层；在基底每 3m 设置一道锚梁，锚梁平 行线路方向设置，锚梁宽 30cm，深 50cm。绑扎完滑板及锚梁钢筋后进行滑板混 凝土浇筑，为避免顶进过程中出现扎头现象,将滑板顶面设立 3‰的头高尾低 （北高南低）的坡度。为保证大面积混凝土的平整度，在滑板的长宽方向每 5m 设立一个高程点。本桥顶程长,顶力大,为确保顶进方向，在施工滑板时两侧按设 计图每隔 3 米设立混凝土导向墩。 滑板混凝土采用 C25 商品混凝土浇筑，选用熟练的混凝土工进行抹面作业， 保证混凝土表面平整度在3mm 以内。 在滑板混凝土强度达到要求后，开始在滑板顶面设置润滑隔离层的工作。首 先，将滑板顶面清扫干净，铺设一层 5mm 滑石粉，在其上面顺顶进平行方向覆盖 一层塑料膜作为隔离层，在塑料薄膜上铺设油毡，铺设时两边宽出桥体 0.15m 及 第 3 页 共 13 页 以上。在油毡上进行施工放线，开始框架桥预制施工。 5.2.5 桥体预制桥体预制 本桥混凝土浇筑分两次进行，第一次浇筑框架桥底板浇筑至下八字以上 10cm 位置。 图 5.2.5-1 框架桥底板浇筑横断面示意图 图 5.2.5-2 框架桥纵断面示意图 第二次浇筑包括框架桥墙身、顶板、前后悬臂板混凝土。 5.2.6 中继间镐窝制作中继间镐窝制作 1 镐窝预留 第一节与第二节中间镐窝预留区范围如下图，从桥体外侧除去 80cm 边墙、 30cm 下八字、20cm 预留区，剩余 17.75m 为镐窝预留区。 图 5.2.6-1 框架桥镐窝剖面图 第三节框架桥范围均可布置顶镐。 2 第一节与第二节拖拉封闭钢板 桥体第一节与第二节中继间拖拉钢板按照 1.2m 行程的镐预留缩镐状态下 第 4 页 共 13 页 钢板埋入底板 30cm，深入后节桥体 150cm，出镐状态下钢板深入前节、后节桥体 均为 30cm。 图 5.2.6-2 第一节与第二节拖拉封闭钢板 图 5.2.6-3 第一节与第二节拖拉封闭钢板 3 第二节与第三节拖拉封闭钢板 第二节桥体与第三节桥体中继间拖拉钢板按照 0.6m 行程的镐预留缩镐状 态下前节钢板 30cm，后节钢板 90cm，出镐状态下前节钢板、后节钢板均搭接为 30cm。 图 5.2.6-4 第二节与第三节拖拉封闭钢板 第一节第二节 185cm（镐长）4cm（钢板）5cm（预留）194cm 30150 180 194 40 7,5 8 150 1203030 第一节第二节 前 节后 节 1 2 5 c m（ 镐 长 ） 4 c m（ 钢 板 ） 5 c m （ 预 留 ） 1 3 4 c m 1 3 4 3 0 前 节后 节 1 9 4 6 03 03 0 1 2 0 图 中 为 6 0 0 m m 行 程 顶 镐 ， 镐 长 1 . 2 5 m 。 5 0 第 5 页 共 13 页 5.2.7 桥体压重桥体压重 框架桥轴向长度为 76.06m，分为三节，第一节长 26m，第二节长