《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２1）第一部分橋梁工程篇《城市超大斷面框構(gòu)橋零距離下穿既有運(yùn)營鐵路頂進(jìn)施工關(guān)鍵技術(shù)研究》

本期項(xiàng)目簡介

完成單位：中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司；中鐵二十局集團(tuán)有限公司

主要完成人：王劍；張峰；王耀文；段鋒；吳紅兵；張康鎖；謝昆；胡計高；李忱；張玉偉

項(xiàng)目簡介

　　近年來，城市市政道路下穿鐵路站區(qū)的特大型地下立交工程日益增多，立交建設(shè)規(guī)模越來越大，工況條件也越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的地下框構(gòu)橋架空頂進(jìn)工藝不能滿足施工要求。由中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司承建的西安市經(jīng)九路－隴海鐵路立交工程是西北地區(qū)最大的城市地下互通式框構(gòu)隧道立交工程，是西安十四運(yùn)的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。立交下穿華清路、西安火車站改擴(kuò)建工程8股道、六合窯路，主隧與隴海線斜交26.6°，隧道基底為飽和軟黃土不良地質(zhì)，主體進(jìn)入地下水位2.5m。立交與華清路右轉(zhuǎn)互通，與經(jīng)九路地下綜合管廊合并建設(shè)，立交長、斷面跨度大；橋址位置鐵路線路高程間距、走向差異大、處于飽和軟黃土不良地質(zhì)且跨越F3地裂縫，工況復(fù)雜。1.結(jié)構(gòu)跨度大：結(jié)構(gòu)總寬50.5m，總高7.95~11.35m。2.預(yù)制基坑深：基坑深14.2m，采用樁基、掛網(wǎng)噴錨聯(lián)合支護(hù)。3.穿越距離長：主隧道洞長355m，其中穿越鐵路部分95m。4.架空股道多：穿越西安火車站改護(hù)建工程8股道，施工期間架空加固運(yùn)營線路5股。5.行車干擾大：隴海鐵路上、下行正線行車密度3～8min/趟。6.安全風(fēng)險高：施工期間長大深基坑穿越繁忙干線鐵路。7.人工挖孔難：飽和軟黃土不良地質(zhì)，地下水位高，需大范圍降水且降水深度達(dá)12m。

　　中鐵二十局集團(tuán)聯(lián)合設(shè)計單位和高校開展了科技創(chuàng)新，研究探索和實(shí)踐了“城市超大斷面框構(gòu)橋零距離下穿既有運(yùn)營鐵路頂進(jìn)施工關(guān)鍵技術(shù)”這一國內(nèi)領(lǐng)先、國際首創(chuàng)的新成果，由于在傳統(tǒng)工藝不能滿足的情況下，對類似工程具和重要借鑒意義，且關(guān)鍵技術(shù)先進(jìn)，故有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　創(chuàng)新點(diǎn)1：提出了大跨度箱型橋架空頂進(jìn)與架空現(xiàn)澆結(jié)合施工技術(shù)

　　針對橋址位置鐵路線路高程間距、走向差異大，結(jié)構(gòu)處于飽和軟黃土不良地質(zhì)且跨越F3地裂縫，工況復(fù)雜，提出了大跨度箱型橋架空頂進(jìn)與架空現(xiàn)澆結(jié)合施工技術(shù)，采用“架空線路－兩端對頂－中段現(xiàn)澆”工藝，實(shí)現(xiàn)了大跨度、長距離、復(fù)雜工況條件下箱型橋安全平穩(wěn)穿越多股鐵路線。施工靈活、速度快、預(yù)制場地小、頂程短，不受線路高差條件限制。

　　創(chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了多股道大范圍復(fù)雜工況條件下既有線路架空加固技術(shù)及其施工方法

　　采用過渡架空既有線下拉槽，解決大面積線路架空支承樁人工挖孔作業(yè)深度施工降水難題，同時小型機(jī)械可進(jìn)入線路下方施工中間基坑圍護(hù)樁，解決了中間基坑樁基支護(hù)施工難題。

　　創(chuàng)新點(diǎn)3：研制了三分段施工專用橫抬梁

　　采用縱向架空和橫向架空相結(jié)合工藝，傳統(tǒng)縱向架空使用的D型工便梁改作橫抬以提高橫向架空跨度，利用先完成立交結(jié)構(gòu)段替換橫向架空支承樁，在線路下方形成完整現(xiàn)澆基坑，實(shí)現(xiàn)無樁現(xiàn)澆，提高了中間基坑現(xiàn)澆段橫向架空跨度，確保了既有鐵路正常營運(yùn)下的工程結(jié)構(gòu)施工安全。

　　創(chuàng)新點(diǎn)4：研制了用于大斷面橋涵下穿鐵路斜交頂進(jìn)的滑動支座

　　框架頂進(jìn)過程中，一般會在框架頂部與架空梁間設(shè)置滑動支撐，以減少頂進(jìn)摩阻力。列車經(jīng)過時架空梁頂端千斤頂將架空梁頂起作為固定支座承受荷載；無列車經(jīng)過時，千斤頂將架空梁落下置于滑動支座上，且架空梁與本實(shí)用新型滑動支座交角與頂進(jìn)方向和線路的交角一致，最大限度防止了對列車運(yùn)行造成影響，同時滑動支撐也會減少施工工作量。

　　創(chuàng)新點(diǎn)5：開發(fā)了下穿既有線斜交箱涵頂進(jìn)姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

　　為了保證框構(gòu)節(jié)段在頂進(jìn)工程中按照預(yù)定位置前進(jìn)，開發(fā)了一種斜交箱涵頂進(jìn)姿態(tài)的監(jiān)控量測系統(tǒng)，實(shí)時調(diào)整頂力系統(tǒng)的頂推力，保障了框構(gòu)節(jié)段的順利就位。

應(yīng)用案例

　　西安市經(jīng)九路－隴海鐵路立交是西北地區(qū)最大的城市地下互通式框構(gòu)隧道立交工程。隧道由南向北連續(xù)下穿華清西路、隴海鐵路、六合瑤路，主體全長355m，總寬50.5m，高7.95~11.35m不等，與華清西路右轉(zhuǎn)互通，配套建設(shè)地下綜合管廊、第五污水處理廠污水主干管道、雨水泵站等。1#箱橋是該隧道施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之一，自重4660噸，計算頂力65240KN，頂程23.77m，17臺500噸千斤頂，PC220挖掘機(jī)3臺，P50裝載機(jī)1臺，歷時15天，平均日頂程1.5m。5#箱橋是該隧道施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之二，自重7680噸，計算頂力107520KN，頂程47.7m，36臺500噸千斤頂，PC220挖掘機(jī)3臺，P50裝載機(jī)1臺，歷時28天，平均日頂程1.74m，比原計劃提前了8天。施工中創(chuàng)新采用全斷面預(yù)制斜交正頂雙向?qū)敽图芸宅F(xiàn)澆結(jié)合方案，期間架空加固隴海鐵路上、下行正線和站改等既有運(yùn)營線路6股道，克服了鐵路大范圍深度降水、飽和軟黃土不良地質(zhì)人工挖孔樁、多股道大面積線路架空和多次架空體系轉(zhuǎn)換、運(yùn)營線路下方深基坑開挖支護(hù)、大斷面框構(gòu)橋長距離斜交正頂?shù)仁┕るy題，為類似工程提供的寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　　黃蒲高速公路工程位于陜西省渭南市蒲城縣，全長81Km,總投資額75億元，工期兩年。其中中鐵二十局集團(tuán)六公司所屬施工任務(wù)為6億元，管段場21.375km。在黃蒲高速公路下穿包西鐵路頂進(jìn)框架橋工程中，采用防護(hù)樁、支撐樁、3跨16mI100號工字鋼梁先簡支后連續(xù)架空運(yùn)營線路。具體加固方案在頂進(jìn)框架橋施工前與鐵路相關(guān)部門協(xié)商，根據(jù)該段鐵路工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)計算確定，并經(jīng)專家評審、論證后實(shí)施，實(shí)現(xiàn)鐵路下方困難條件下大跨度箱橋頂進(jìn)施工。項(xiàng)目成本、進(jìn)度、質(zhì)量、安全等方面得到綜合管控，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益顯著。

社會效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　1.經(jīng)濟(jì)效益

　　西安市經(jīng)九路-隴海鐵路立交工程施工中采用兩端架空對頂中間架空現(xiàn)澆工藝，實(shí)現(xiàn)大跨度、長距離、復(fù)雜工況條件下框構(gòu)立交貫通合龍，比原計劃工期提前120天；采用過渡架空、拉槽、降水等綜合施工措施快速解決了飽和軟黃土不良地質(zhì)條件下大范圍線路正式架空加固人工挖孔樁施工難題，保證了下穿施工順利進(jìn)行和列車行車安全的同時實(shí)現(xiàn)綜合成本節(jié)約1100萬元。該技術(shù)工藝簡單，操作方便，施工速度快，縮短了施工工期，降低了施工成本。

　　2.社會效益

　　西安市經(jīng)九路隴海鐵路立交工程屬西安市打通斷頭路和“十四運(yùn)”交通疏解重點(diǎn)工程。建成后可有效緩解西安市城東區(qū)南北向交通壓力；提供西安站改太華路立交改造期間交通疏導(dǎo)關(guān)鍵通道；鐵路南北居民出行便捷。同步建設(shè)的西安市第五污水處理廠污水主干管承擔(dān)著降低城河污染、清潔城市環(huán)境的重要作用。2019年10月項(xiàng)目獲評“西安市市政文明工地”榮譽(yù)稱號。自項(xiàng)目建設(shè)以來，省、地媒體報道累計30余次，引起社會廣泛關(guān)注，為公司今后在類似工程施工方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，社會效益顯著。