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铁路二线下穿既有线施工工法
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铁路二线下穿既有线施工工法
一、前言
增建铁路二线下穿既有线时，施工中如何保证既有线设施和行车平安是一重大难题。随着我国铁路二线的广泛修建，这种情况会越来越多。在埋深较浅、基底承载力较小、斜交角度小的情况下，采取隧道或涵洞直接下穿既有线路基的施工方法有防护难度大、平安系数小、基底不易处理、本钱高等诸多弊端。陇海铁路XX～XX二线下穿既有线工程先采用临时便线通车运营过渡，在下穿处修建立交桥，待立交桥完成后，将便线回拨到立交桥上恢复既有线运营。通过此方法，顺利完成了增建二线工程，确保了既有线设施和列车运营平安，收到了良好的经济效益和社会效益。据此，将相关的施工技术总结整理本钱工法，供类似的工程施工时参考。
二、工法特点
1.两线穿插处修建立交桥，实现增建二线下穿既有线，具有简便、平安、低耗等优点。 2.采用临时便线保证正常通车运营的同时，为修建立交桥创造施工条件、赢得施工场地和时间。
3.总体施工平安防护措施系统有效，能确保营业线运营平安。
4.临时便线路基采用人工配合机械施工，爆破利用“天窗〞 时间进展，严格控制爆破强度和作业范围，平安防护采用布鲁克网，成型边坡结合设计及时进展深孔锚杆、喷砼、钢筋网联合支护和挡土墙防护，能到达全面保证施工与运营平安的目的。
三、适用范围
本工法适用于增建铁路二线下穿既有线路基的类似工程，也适用于新建铁路、公路下穿既有铁路路基等类似工程。
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四、工艺原理
本工法的工艺原理是：在既有线旁先建临时便线，利用临时便线过渡保证线路正常运营不中断，在便线运营期间于既有线和二线穿插处修建立交桥，立交桥完工后回拨线路恢复既有线运营，然后完成新建线路，从而实现二线下穿之目的。
五、施工工艺
〔一〕工艺流程〔见图1〕
临时便线轨道、接触网工程、信号电缆、通讯光缆工程施工 临时便线土石方施工 便线排水系统、防护工程施工
便线验收、线路拨接封锁要点 与站段签定平安协议、召开协调会审议拨接方案 既有线拨接至施工便线
人工卸架梁 立交桥根底、墩台施工 卸架梁封锁要点 召开协调会审议卸架梁方案 便线边坡防护
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立交桥桥面系、附属工程施工； 轨道施工及接触网、光电缆恢复 二次拨接封锁要点 召开协调会审议二次拨接方案 施工便线回拨至既有线 .
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图1 铁路二线下穿既有线施工工艺流程图
〔二〕关键技术 1.临时便线施工
临时便线路堑开挖及路基填筑紧邻既有线，堑高坡陡，行车密度大，有电气化接触网相临，施工场地狭窄，运输不便，弃碴困难，施工干扰大。根据以上工程特点，选取相应的施工方法至关重要。通常，先安排山坡截水沟和填方段基底处理施工。土石方开工前与永久性排水设施相结合，先作临时排水设施，到达无冲刷、无污染和淤积的目的。
〔1〕路堑开挖
土方施工以人工为主，机械为辅，在有效的防护范围内施工。边开挖边施作边坡临时支护，确保边坡稳定，做到万无一失。
石方施工采用人工风钻打眼、深孔松动非电控制爆破和风镐撬挖相结合，按地形情况自上而下分层开挖。爆破作业均安排在“天窗〞 时间点，爆区用布鲁克网防护，同时采用钢管排架进展防护。布鲁克网利用砂浆锚杆固定，分段倒换使用。防护排架采用φ42钢管，间距80×120厘米，扣件连接，排架与边坡锚杆焊接固定，再用方木顶撑φ12钢丝绳紧固，满挂竹排。排架平面形状视既有线边坡坡度、长度、高度平安需要而设置。此外，靠既有线侧始终保存一道高1.0～1.5米，宽不少于1.5米的临时护墙。
在爆破作业中，对现场布孔、钻孔质量、装药、防护覆盖等关键环节由技术人员进展把关，严格控制作业范围、一次作业数量和爆破强度，布好防护网，搞好平安联络和指挥，充分保证作业平安、边坡稳定和既有线平安。
挖方施工中，经常对山体及坡面进展详细全面检查，及时去除危石、活石及杂物，按设计及时对边坡进展加固。当有破碎岩面时，提前进展灌浆封闭。
〔2〕路基填筑
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填方路基采用水平分层填筑、人工配合机械施工，自卸汽车运料，推土机摊铺、整平、压路机压实。路基成型后严格检核、修整至铺碴标准。
根据地质情况和与距既有线的距离，同时考虑立交桥施工对便线路基稳定的影响，如立交桥基坑开挖较深或便线填方路基边坡较高时，即使设计已有平安考虑，便线填方路基仍需增设平台或加缓坡度，或增加路堤防护构造，确保线路行车一切平安，将立交桥施工对便线行车的干扰降低到最低限度。
〔3〕临时便线轨道与线路
临时便线轨道与线路工程用人工配合专用设备施工，接拨方案和便线质量由运营主管部门主审和验收，到达接拨条件后按确定的方案接拨。
铺轨前先进展测量放样，每10M钉设中线、标高控制桩一个，同时进展配轨计算，配足各种轨料。逐根丈量已配置的钢轨长度，长度偏差值用白油漆写在钢轨头部上，由一端接轨点位置按钢轨长度和预留轨缝配轨计算轨节位置，然后人工将轨料均匀散于铺轨路段，按要求进展铺轨作业。
通信、信号工程施工前详细了解现场光缆径路走向及需要改迁的光电缆的位置和型号规格，根据现场实际情况作出详细施工配合方案，由通讯专业施工队伍严格按?铁路通信工程施工标准?组织施工：电务处〔段〕负责埋设便线信号电缆，做好既有线电缆切割准备工作；铁通公司负责埋设便线通讯光缆，做好既有线光缆切割准备工作。施工完毕后，严格按?验标?要求对光缆电器指标进展全面测试检验〔包括传输实测〕。
接触网立柱或临时铁塔的架立、承力索和接触线的架设、两拨接点以内接触悬挂的安装均由供电处〔段〕负责施工。接触网支柱或临时铁塔基坑开挖前先进展地下设施情况调查，对基坑将影响到的地下设施采用调整躲避或其他有效平安措施进展防护处理。支柱立杆，整正回填，上部安装，架网调整均按各专项工艺标准进展施工。
线路按?铁路轨道施工及验收标准?要求完成拨道、起道、拨正轨距、补齐配件等工序
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作业，全面到达便线交付运营条件，并由工务处〔段〕负责准备拨接所需的轨道和道碴。
2.线路封锁拨接
封锁拨接施工是在时间紧、工作量大、作业内容多、牵连面广、施工人员密集的环境中进展。因此，封锁拨接施工必须认真制定施工方案和平安措施，精心组织，严格管理，协同配合，统一指挥，切实执行有关规章制度，确保行车和人身平安。并要求严格控制在限定的时间内完成，整个工作中必须做到紧X、有序、高效。
两次线路拨接工作内容为：轨道拨接、接触网拨接、信号电缆切割连接、通讯光缆切割连接。
〔1〕拨接准备阶段
拨接前与工务、供电、电务、车务、铁通等部门密切配合，签定平安协议，催促铁路〔分〕局召开由相关部门参加的协调会，审核通过拨接施工方案，办理拨接封锁要点和便线慢行方案，沟通与临近车站的联络。
根据设计的拨接范围，提前完成拨接范围内的通讯、电务、供电等相关工程工程，尽量减少拨接工作量，减少人为干扰，确保线路拨接时各项工作准时进展。
以拨动量小省工省料为原那么，先测定拨接段轨道中心和接轨点位置，据此确定龙口位置，计算好龙口轨长度。配轨时做到“三量〞制：配轨人员按图纸丈量；配轨后，主管技术人员进展复量，纠正误差；最后由施工队长再进展一次复量。
既有轨道拨动段在拨接前再次去除枕盒内和拨动方向枕端的道碴，撤除影响拨道的各项设备，列车做到限速通行。确认轨道拨接段预铺道碴已密实，碴面略低于既有轨道枕底，补充道碴已摊铺在两侧。确认施工前已做好技术交底和组织联络等相关的交底工作，作业人员已熟悉施工方案，到达四明确：明确施工的步骤方法；明确施工平安技术措施；明确责任范围；明确职责分工。
明确防护人员，防护器具和机具全部安排到位。按施工放行列车条件的要求进展准备
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作业〔不允许超前〕。在电务人员指导配合下，对有可能影响轨道作业电路和信号的作业进展准备。做好各种平安防范措施。为防高温出现轨缝挤死情况时，现场准备好割设备及操作人员。
准确安排施工人数；确定各拨接口或专项任务的施工单位及负责人；进展材料、机械、车辆、抢修机具的调配，做到“三清〞；作好救护生活保障等。
〔2〕拨接实施阶段 ①组织要点
按封锁给点的预令，组织队伍提前两小时到场，做现场发动和技术交底，重复统一信号，提出具体要求，每人作好在拨接前的各项准备。
现场设立与各拨接口连网的调度中心，负责传递进展情况，掌握和办理要点或延长时间事宜。
封锁命令一下达，指挥者即通过播送、或无线电对讲机立即转达解断施工的命令，做到果断准确。施工人员坚守岗位，分工协作，做到令行制止、全力奋战、有条不紊。
②轨道拨接
既有线轨道接头松开后迅即用千斤顶抬轨，将轨道靠近便线一侧道碴迅速扒底，随后人工拨轨至龙口位置，与便线轨道连接。拨接合拢后，由技术人员确认线路到位的标准和新旧轨连接的偏差情况，按规定整正轨面水平、拨顺轨向、校正轨距。随后，利用机车压道，迅速补碴整道。个别有问题的地方及时处理，直至符合开通放行条件。
③接触网拨接
采取平行作业的方式，停电后在两端拨接处分别利用梯车、作业车直接断开既有线承力索，双钩紧线器解开导线接头线夹，手扳葫芦拉起新导线，将紧线器倒入接触线上，作业车即可紧线，连接好新架的接触线；触网搭接好后，利用滑轮组剪断便线承力索，卸掉所有的紧线工具，调整好定位器及拉出值。假设允许停电时间太短，可考虑带电处理影响
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行车的问题。总之，要将当天接触网拨接转线作业的工作量降到最少。
④电务、通讯切换
电务、通讯切换与轨道和接触网拨接施工同时进展。恢复区间轨道电路后，电务单独要点，对区间信号设备进展联锁试验，确保联锁关系100%正确。
光、电缆切割后，光、电缆盒配线由专人进展，按编号对号入座，分型号做好对接，作到准确无误。切割电缆后及时将两根电缆屏蔽线相连接入端子。
施工负责人在拨接完毕、经检查质量合格、能确保行车平安后，通知驻站联络员登记消点，同时撤除施工停车防护，开通线路。
当施工中出现未预计到的特殊情况而不能按时开通、或不能按施工方案中规定的速度运行时，施工负责人应提前通知车站值班员，要求列车调度员延长施工时间或限速运行。
〔3〕养护交接阶段
线路开通后，利用第一列慢车极其它慢行车的间隙补碴整道，个别有问题的地方那么采取特别加固处理。慢行期间充分加强线路沉落整修，重点作好方正轨枕、补足并紧固配件和扣件、拨顺轨道方向、串实承轨处的枕下道碴等养护工作，及时消灭反超高和三角坑，指定专人负责养护线路设备，派员日夜巡查，做好各项检查记录，发现超限处所及时修复，全面保证行车平安。
当线路维修养护到符合铁道部?关于旧技术改造工程的几项规定?〔239号文〕有关验收交付的要求时，以及到达与运营单位签定的协议规定时，报告有关单位或主持部门组织验收交接，取消慢行方案，恢复列车的正常运行。
3.立交桥施工
因便线行车速度受限制，便线运营时间安排较短，从而造成立交桥施工工期紧、任务重。加上立交桥紧靠便线、场地狭小，故施工困难较多。桥位土方直接用挖掘机开挖，石方采用定向松动爆破。为加快施工进度，桥梁根底、墩台平行作业，多个工作面同时进展
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施工。梁体由专业制梁单位生产，人工配辅助机具架梁。
〔1〕立交桥施工防护
开挖前调查清楚既有线的地下通讯、信号等设施埋设位置，并提前进展保护或拆迁。立交桥施工区与行车线路间须设立平安防护隔离墙。
便线路堤施工虽已考虑到立交桥的施工影响进展了防护加强，但在桥位开挖后边坡防护期间，在便线路肩和对便线运营有影响的边坡顶部必须布设观测点，施工中加强量测及观察，发现异常那么立即采取有力措施进一步加固边坡，防止变形继续开展，保持边坡稳定，确保便线的运营平安及立交桥的施工平安。桥位开挖前先做好临时排水系统，上部边坡成型后及时进展锚喷网或浆砌防护。
桥基开挖遇岩层时，用风钻钻眼，非电松动控爆作业，作好爆破震动检算，布平安防护遮挡，搞好联络指挥平安，选择非行车时间进展爆破作业，防止根底周围围岩松动，从根本上消除爆破对便线行车的影响。
挖孔桩或钻孔桩按对角两孔或跳跃式隔孔的方式进展，尽量消除桥基施工中对周围环境的不平安影响。
〔2〕桥梁架设 ①工艺流程〔见图2〕
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制定申报梁体运架方案 施工准备、铺设枕木垛 〔包括要点封锁线路〕 给点封锁线路，运输砼梁 安装钢轨于枕垛上 卸梁到小轮轨车上 取转向支架 撤除限界内枕木垛、封锁开通 移梁至行车限界外 枕木垛上落梁，降低梁体 底部至与支撑垫石顶同高 .
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图2 人工架梁施工工艺框图
②施工准备
制定申报梁体运架方案和线路封闭时间给点；确定梁体存放场地〔一般存放在便线靠近立交桥一侧路肩上〕后进展平整，搭设卸梁枕木垛和墩台处枕木垛，枕木垛根底用打夯机夯实；根据梁选择重轨道车数量及型号，在给点时间内用专车把梁体逐片由临近车站运至工地。
卸梁枕木垛的高度以从轨面起1.6米为宜，采用标准6成新的旧枕木搭成空心垛，但最底3层枕木必须密排。墩台处枕木垛的尺寸要充分满足移落梁的需求，最底六层采用密排，其上可搭成空心垛，枕木垛宽度设计为矩形，每处宽度为5m。每层枕木面要求水平而不倾斜，每相邻两枕木之间用扒具扣死打紧，防止枕木垛在移梁过程中发生相对滑移。根据?技规?建筑限界要求，枕木垛距线路中心的距离不能小于2.6m。
②卸梁
桥轨道车将梁运至施工现场后先进展梁车对位，在梁车对位完成后，用“铁鞋〞将梁车两端车轮打死，防止产生滑移。曲线上需考虑外轨超高，卸梁时梁车必须支撑结实。在曲线内侧搭设四个支撑点，在路基上埋设四个短枕。梁车到位后及时用短枕支撑梁车。
检查无误后，用4台千斤顶〔吨位视梁重而定〕将梁打起，起梁时一端起后，再起另一端。整体打起后，在支座位置靠梁中心0.5米处各穿入2根6.25米长滑道钢轨〔钢轨滑
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道设置成带≤1.0%的上坡〕，梁车下部应对滑道位置架设短枕木支撑加固。
滑道按要求铺设完毕后，安装移梁小车及倒链等设备，检查其状态是否良好。当千斤顶回油落梁，使梁完全承重于移梁小车上，同时用“大头楔〞将梁体两端打死，对梁体进展稳定加固。
横移梁体机械设备可采用顶进油缸或倒链设备。
顶进油缸推梁法：梁体稳定后，梁体两端同时用200mmm行程顶进油缸推动小轮轨车滑动横向推动梁体，推动距离到达油缸最大行程后立即前移顶进油缸并固定，再次推梁前进一个行程，依次类推，直至把梁体移到行车界限外为止。
倒链拉梁法：采用倒链设备牵拉移梁小车，倒链固定于滑轨上，牵拉时做到梁体两端同步行走，专人统一指挥。
当梁走到行车界限外卸梁枕木垛上后，采用液压千斤顶起梁，抽掉移梁小车及滑轨，撤除铁鞋和梁车下加固枕木，放行运梁车进入临近车站，取消封闭要点，开通线路。
为提高效率，缩短移梁时间，每次两片梁同时作业。 ③落梁、移梁及架梁
落梁前先在梁体支座位置下面重新搭设两个1.25m×1.25m的落梁小枕木垛，小枕木垛较置梁枕木垛低3层枕木,将千斤顶置于小枕木垛上，先将梁体一端打起，抽掉移梁枕木垛上的一层枕木，千斤顶回油将梁轻轻落下，用木楔打紧梁底，使梁端稳定。然后再将梁体另一端打起，抽掉一层枕木落下，依次逐层将梁体落至存梁平台上。用千斤顶起落梁体必须两端交替进展，严禁同时起落，且两端高差不宜过大，未施顶一端的全部重量应落在稳固的支垫构造上。整个落梁过程中专人统一指挥，专人抽设木板、木楔，专人移动、打紧支撑斜木，保证梁体平稳、水平，不致发生倾倒。每次落量为一层枕木〔即0.16m〕。顶落梁体时须设置保险枕木垛，紧随桥梁起落加高或落低，并用木板、木楔等调整间隙，使梁底与垛顶间保持不超过30～50mm的距离。中途停顿工作时，将空隙立即用木楔打紧，防
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止梁突体然坠落。
当单片梁都落于路肩枕木上时，在夯实的路肩上将枕木密排、钉上走行轨后，即可采用顶进油缸或倒链进展砼梁横移工作，将砼梁移至墩台外侧枕木垛上位置。走行轨选用外表平整、磨损程度不大的钢轨，长12.5m，与梁端平行。假设采用两根钢轨联结，须用夹板卡死，且选用与联结螺栓形状对应的圆孔夹板。此外，移梁的钢轨滑道设置成带≤1.0%的上坡。
当梁移至墩台外侧枕木垛上时，利用千斤顶逐层将梁落至顶帽设计标高位置，再在枕木垛与顶帽上铺设一滑道，通过移梁小车将梁移至顶帽顶设计位置。
在桥墩沿线路方向因施工需要，须在两侧搭设临时作业平台，作业平台尺寸根据实际需要及墩台尺寸而定，采用碗扣式脚手架搭设。
采用同样的方法将另一片梁也移至顶帽上，利用千斤顶将砼梁纵横方向调整好后落梁，锚固地脚螺栓。
六、机具设备〔见表1〕 七、劳动组织〔见表2〕 八、质量控制
1.本工法以?铁路路基施工标准?、?铁路桥涵施工标准?、?铁路桥涵工程质量检验评定标准?、?铁路混凝土与砌体工程施工及验收标准?、?铁路轨道施工及验收标准?及其它与既有线相关的施工技术标准为依据进展质量控制。
2.健全质量保证体系，实现标准化、标准化、科学化作业。
3.切实做好技术交底，加强重量教育，抓好现场施工控制，确保工程质量。
九、平安措施
1.没有经建立单位或上级主管部门审查签认的施工组织设计或施工方案，没有制定平安技术措施，没有与工务、电务及行车部门签定好施工平安协议的工程不准开工。
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2.没有书面的技术交底，对施工现场的地下电缆、水管、光缆、通信信号等隐蔽设施，没有查明并采取保护措施不准开工。
3.凡阻碍营业线行车和人身平安的如：线路拨接、调整轨缝、更换钢轨、过轨作业、通信信号施工、电化施工、轻型车辆使用、机械作业、护坡开挖等施工作业均按规定设置防护。
4.驻站联络员、工地防护员应指定专人，防护使用的通讯设备必须时刻保证使用状态良好，互相通话时必须严格执行复核制度，防止听错，并及时记录通话内容。如通信联系中断，工地防护员应立即通知施工负责人停顿作业、机具下道，尽快恢复线路；在恢复工作未完或机具未全部下道前，不得撤除防护。
表1 便线及线路拨接主要机具设备表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 设备名称 推土机 压路机 挖掘机 装载机 自卸汽车 风动凿岩机 风镐 空压机 砂浆搅拌机 钢筋加工设备 机加工设备 木加工设备 电焊机 冲击钻 卷扬机 砼自动计量拌和站 砼输送泵 砼运输车 规格型号 TY-200 SC-33 WY100 ZLC-40 8T YT-28 20m MS-400 LGT4-14 CQ40-1 MB-106 RY-500 YKC-31 JJM HZS25 HB60D QH-4 3单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 套 套 套 台 台 台 座 台 台 数量 1 1 2 2 6 10 10 2 2 1 1 1 2 4 4 1 1 1 用途 便线 便线 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 便线、立交桥 立交桥 立交桥、线路拨接 便线、立交桥 立交桥 立交桥 . .word.zl.
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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 工种 管理技术人员 爆破工 信号工 电工 电焊工 钢筋工 装载机司机 砼工 木工 挖掘机司机 汽车司机 轨道车司机 普工 后勤效劳人员 合计 人数 22 10 6 4 2 12 4 8 2 4 12 2 120 20 228 备注 含专职平安员4人 含拨道、边坡防护人员
5.采用控制爆破法开挖石质路堑,严格按爆破平安规定设置平安戒备,防止人员伤亡。还
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应按行车平安规定进展行车防护后开通线路前检验确认，杜绝行车事故。
6.任何机具、机械严禁侵入铁路界限内，并在界限位置钉设醒目的界限桩，桩桩之间使用麻绳连接。
7.移梁时桥梁两端的走行速度应根本一致，并在移动时注意桥梁位置；梁前后均应备有止动木楔，桥梁停顿移动时应立即塞紧，防止溜动。
8.封锁线路施工完毕后要认真检查线路设备、状态，确认到达放行列车的规定条件，施工机具、材料均撤离限界以外，才能通知撤除防护信号，开通线路，并向车站办理销点手续。
十、技术经济分析
1.以陇海铁路宝兰二线四方头隧道出口下穿既有线为例分析：与以隧道方式斜交下穿既有线方案相比，采用以立交桥方式实现既有线的下穿,具有平安系数较高、施工难度相对较小、造价较低等优点。
2.立交桥采用人工卸架梁，与架桥机架梁相比，大幅度的节约本钱，经济效益明显。 3.该项成果在宝兰二线应用期间，两次线路封锁拨接、三次立交桥卸梁封锁要点期间均做到了快速、平安，且在便线、立交桥施工期间，保证了列车的平安运营，社会效益明显。
十一、工程实例
本工法成功的应用于由中铁隧道股份公司承建的陇海铁路XX至XX段增建二线四方头隧道出口下穿既有线工程。设计方案为：既有线右侧设便线，既有线在K1293+194.43～K1293+251.81段设立交桥一座〔L=57.38m〕，便线在立交桥施工期间承当运营任务，立交桥施工完毕既有线恢复运营后，完善二线隧道和路基工程，实现二线下穿既有线。
此段既有线与便线均为曲线，曲线半径分别为300m、250m，便线运营设计时速为45Km/小时。K1293+223.0立交桥设计为3－16 m低高度钢筋混凝土梁，二线斜下穿立交
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桥1号墩与2号墩之间，斜交角度28.5°。二线、既有线、便线平面关系见图3。
便线于2002年2月15日开工，3月29日既有线拨接至便线，6月6日、6月8日、6月10日卸梁、7月21日便线拨回既有线，既有线恢复运营。
以上工程工程包括了便线、立交桥、两次线路拨接，从施工准备到完工仅用了5个月，在既有线每天48对的高密度行车运营中，施工中没有发生任何平安质量事故，优质、高效地完成了任务，确保了行车平安，经济效益和社会效益显著。
四方头隧道出口便线设计终点四方头隧道L=2880m5.82宝天二线立交桥L=57.38m施工便线L=470.42m曲线要素既有线便线既有线a=76-58-52a=76-58-52R=250R=300l=50l=55T=224.11T=266.38L=385.89L=458.07(1便线设计起点 图3 陇海铁路宝天二线下穿既有线平面示意图
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