市政道路明挖下穿铁路桥梁施工安全影响分析

市政道路明挖下穿铁路桥梁施工安全影响分析

招方超,丁修昌,侯跃伟,张刘斌,刘继东

中国电建市政建设集团有限公司    天津300000

摘  要：在当下市政道路建设中不可避免地会面临着需要穿越既有路桥的情况，整个下穿作业难度较大，安全危险隐患众多，必须要对下穿铁路桥梁施工方案进行优化设计。本文结合某一具体市政道路工程，对市政道路明挖下穿路桥的施工安全影响进行分析基础上，重点对下穿路桥施工的要点进行了讨论，旨在有效保障市政道路明挖施工作业的质量。

关键词：市政道路；明挖施工；下穿道桥；施工安全

城市化进程的快速推进使得市政道路工程项目不断增多，其中许多新建项目本身需要穿越既有道路桥梁，如框构桥是下穿路桥中一种常用的一种结构形式，本身不会对既有路桥交通产生影响，应用范围比较广泛。在市政道路明挖施工作业中，通过有效运用下穿道桥施工工艺与技术，可以对整个市政道路明挖施工作业质量和安全进行有效控制。

一、工程概况

本次项目为淮新路下穿青芦铁路立交桥工程（图1），为淮新路孟沟至华殷路段，总长804m，包含立交主体、引道U槽及涉铁相关工程，道路及附属工程两部分。立交主体、引道U槽及涉铁相关工程，主要包括立交桥主体工程、引道U槽工程、铁路三电迁改防护工程、线路工程、箱内照明工程、孟沟箱涵工程。道路及附属工程，主要包括道路工程、交通工程、绿化工程、给排水工程、房建工程、电力工程（泵房用电）、照明工程（道路照明）等。

图1 淮新路下穿青芦铁路立交桥工程

二、市政道路明挖下穿铁路桥梁施工安全影响分析

拟建场地位于濉溪县淮北煤化工基地淮新路南侧，场区大部分为耕地，场地整体地势较平坦、开阔，属于第四系淮北冲积平原地貌，地面高程约28.10至30.05米。根据本次勘探揭露，在勘探深度范围内，按照土的工程性质，地基土自上而下可分为以下几层：填土、粉质粘土、粉砂、粉质粘土、粉土。

基于上述工程背景与场地所处区域，主要施工重难点如下：

（1）框架桥框架总长80.5m，顶进距离较长，箱体跨度较大，横跨小湖集站8股铁路线，位于铁路咽喉区且道岔集中。在保证铁路线正常运营下进行线下顶进施工，施工过程中会对既有路线产生较大影响，既要保证线下两侧支护施工作业的安全性，并且要避免对上方既有路基结构造成破坏。

（2）施工场地大多数为耕地，土质整体比较松软，同时地下水位较高，引道U槽基坑与工作坑最不利开挖深度达8.4m，属深基坑。为了保证施工作业的安全，需要切实做好基坑支护、降排水等方面的施工工作。

基于上述安全影响分析，针对本次工程项目，实际施工作业中采用了淮新路下穿青芦铁路立交桥顶进施工，借助框架桥顶进施作业来保障整体施工作业的质量与安全。

三、市政道路明挖下穿铁路桥梁安全施工的要点

3.1 做好必要施工准备工作

下穿路桥施工本身是一项专业化的施工操作，为了对整个框架桥顶进施工作业的质量及安全进行有效控制，必须要在正式施工前立足整体施工现状，对施工工艺及方案进行优化设计，对现场施工作业条件进行有效控制，对施工材料及机械等进行准备等，这些都是施工之前需要进行有效控制的必要准备工作，会对后续施工有序开展产生直接影响。比如，施工现场临时便道沿线路两侧布置，能利用地方道路尽量利用，不能利用的地方在施工红线内清除植被后铺设临时便道。临时便道宽6米，结构采用50cm厚砖渣、20cm煤矸石,20cm厚C30混凝土，便道外围设排水边沟。这些必要的施工准备工作都会为后续整个施工作业高效开展产生直接影响。

3.2 工作坑、后背梁及滑板施工

工作坑土方开挖与支护施工技术的要点是：沿纵向按限定长度的开挖段逐段开挖，在每个开挖段中分层，分小段开挖，按30m为一个区段，同时做好基坑降排水，减少基坑暴露时间。基坑在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循“竖向分层、纵向分段”的施工原则。

1.放坡开挖施工

第1层土方开挖时，根据开挖边线直接按1:2进行放坡开挖2m。开挖顺序为从工作面纵向配置3台挖掘机同时倒退式向一端开挖，开挖时两侧边坡土均先预留30cm，开挖下台阶配置1台挖掘机并配合人工进行边坡修整，边坡修整完成一段及时进行挂网喷砼。每个开挖面配备技术人员一名，随时进行开挖深度、边坡坡度的测量（坡度尺），避免超挖。同时现场配备车辆指挥人员按顺序进行倒车、装土、运走。

2.土方垂直开挖施工

围护桩以内基坑，围护结构已经达到设计要求强度，圈梁完成，基坑才可开挖。

后背梁是为框架桥顶进提供反力的临时结构物，应具备足够的强度、刚度和稳定性。本工程箱体顶进后背采用 φ1.5m 钻孔桩及 φ1.0m 钻孔桩连梁，后背梁采用 C30 钢筋混凝土后背。

滑板施工，在基底先铺一层10cm厚碎石垫层，然后绑扎滑板钢筋，浇筑C30滑板混凝土。滑板厚度20cm，为增加抗滑力，在滑板下每2.4米设一道地锚梁，锚梁高度为30cm、宽度为40cm、长度与滑板同宽度，与滑板同时进行浇筑。

图2 工作坑明挖工艺

3.3 预制框架箱体

在浇筑框架箱体期间可以应用现场浇筑工艺。整个箱身进行浇筑中采用如下两个阶段：其一，对底板钢筋进行绑扎，之后在对底板砼进行浇筑；其二，在砼强度大于50%抗拉强度之后，对上层钢筋进行绑扎，并开展立模施工，对边墙及顶板部分的砼进行浇筑。在砼达到规定设计强度之后再进行箱体顶进施工。

3.4 加固线路

顶进施工时，采用便梁、钻孔桩及钢支撑组成的线路加固系统。在铺设纵梁期间，可以在路基支墩之上搁置工字钢，纵梁接头借助高强度的螺栓与拼接板进行固定处理，借助扣板与U型螺栓将横梁吊扣在纵梁的上面。在顶进前方部位处可以合理地设置一排钢轨桩地锚，避免横梁在安装完毕后发生移动而危及行车的安全性。而在铺设横梁的施工作业中，一般主要是在木枕之下穿过工字钢，确保其支撑的支点位于混凝土支点带上面。此外，在横梁支点施工作业之前，要注意灵活地运用吊轨梁来对整条施工线路进行加固处理。

3.5 框架桥顶进施工

箱涵顶进采用吃土顶进方式进行，顶进桥在起动时，由于需要克服与滑板的粘着力，其起动顶力较大，为设计最大顶力的0.8～1.0倍。起动后顶进桥属于空顶阶段，其顶力较小；每次顶进启用前应对顶进设备、基坑边坡路基、后背墙等情况进行全面检查，确认一切正常后再顶进。完成一个顶程后回顶，更换不同的顶铁再次顶进，如此反复，直到顶进就位。每班交接前，对千斤顶、油泵液压系统、顶铁、后背和平台等设备，要经过检查保持设备状态良好，掌握箱身的方向及高程状况后，才能开始操作继续顶进。在顶进过程中，要始终做好数据记录，随班交接有利于箱身顶进。在整个框架桥顶进施工中，要切实对如下几个施工环节的施工要点进行有效控制：

（1）顶进施工作业要点：在顶进施工作业之前要立足整体视角做好全面化的施工检查工作。顶进施工作业要注意保持施工的连续性，杜绝在施工阶段出现长期停顿情况，以及对地下水渗出情况进行降低，避免路基出现坍塌安全事故。在顶进施工正式进行阶段，可以借助千斤顶等顶进设备来讲框架桥主体的箱体结构相应地推顶到规定部位处，交替进行顶进施工和挖土施工，并借助滑板来对箱体进行移动。路基和箱身在相互接触之后方可进行土方开挖运送施工，同时顶进出土施工作业阶段适宜采取人机配合的方式开展施工作业。

（2）顶进箱体偏差控制：顶进前先测量已预制的框架桥中心线，并与设计中心线进行复核以确定顶进方向，同时设置高程控制点，对框架内侧预埋标高及中线控制桩，控制桩预埋底板中线上，最外侧两个设置在框架边50cm位置，剩余沿底板中心每隔2米设置一个，在顶进涵外侧顶进前方开挖面每隔2米设置一个中线控制点。顶进过程中按标高控制基坑底预留土的开挖施工，严禁超挖，同时要做好标高、方向测量记录。每次顶进控制在50cm以下为宜，应用全站仪和水准仪进行跟踪测量，每顶进一次测量一次，方向测量随时进行，根据方向调整好千斤顶顶力，随时纠偏。

总之，明挖下穿铁路桥梁是当下市政道路建设中穿越既有路桥工程的一种重要施工工艺。在实际的明挖下穿路桥施工作业中，要在做好必要施工准备工作基础上，切实做好工作坑开挖，铁路线路加固、框架桥预制、框架桥顶进等关键施工环节质量控制与安全控制工作，这样才能全面保证整个施工作业过程的安全。

参考文献：

[1]李翼.市政道路明挖下穿铁路桥梁施工技术安全影响的初步探讨[J].砖瓦世界,2020,37(10):53-54.

[2]黄伟.市政道路明挖下穿铁路桥梁施工安全影响分析[J].浙江建筑,2020,37(2):53-54.

[3]李翼.市政道路明挖下穿铁路桥梁施工技术安全影响的初步探讨[J].砖瓦世界,2020,46(20):126-127.