铁路二线下穿既有线施工工法

铁路二线下穿既有线施工工法工法编号：GZSJGF 07-03-06中铁隧道股份有限公司 韩静玉 周红芳一、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安全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、安全系数小、基底不易处理、成本高等诸多弊端陇海铁路宝鸡～兰州二线下穿既有线工程先采用旁接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，将线路回拨到立交桥上，恢复既有线原状通过此方法，顺利完成了增建二线工程，确保了既有线设施和列车运营安全，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成本工法，供类似的工程施工时参考二、工法特点1.两线交叉处修建立交桥，实现增建二线下穿既有线，具有简便、安全、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.总体施工安全防护措施系统有效，能确保营业线运营安全4.临时便线路基采用人工配合机械施工，爆破利用“天窗” 时间进行，严格控制爆破强度和作业范围，安全防护采用布鲁克网，成型边坡结合设计及时进行深孔锚杆、喷混凝土、钢筋网联合支护和挡土墙防护，能达到全面保证施工与运营安全的目的。

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四、工艺原理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交叉处修建立交桥，立交桥完工后回拨线路恢复既有线原状，然后完成增建线路，从而实现二线下穿之目的五、施工工艺（一）工艺流程（见图1）（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，先安排山坡截水沟施工和路基填方段基底处理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，达到无冲刷、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，做到万无一失便线排水系统、防护工程施工临时便线土石方施工临时便线轨道、接触网工程、信号电缆、通讯光缆工程施工与站段签定安全协议、召开协调会审议拨接方案便线验收、线路拨接封锁要点 既有线拨接至施工便线便线边坡防护立交桥基础、墩台施工召开协调会审议卸架梁方案卸架梁封锁要点人工卸架梁 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图1 铁路二线下穿既有线施工工艺流程图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行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、高度安全需要而设置此外，靠既有线侧始终保留一道高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行把关，严格控制作业范围、一次作业数量和爆破强度，布好防护网，搞好安全联络和指挥，充分保证作业安全、边坡稳定和既有线安全挖方施工中，经常对山体及坡面进行详细全面检查，及时清除危石、活石及杂物，按设计及时对边坡进行加固当有破碎岩面时，提前进行灌浆封闭2）路基填筑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，即使设计已有安全考虑，便线填方路基仍需增设平台或加缓坡度，或增加路堤防护结构，确保线路行车一切安全，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，达到接拨条件后按确定的方案接拨铺轨前先进行测量放样，每10m钉设中线、标高控制桩一个，同时进行配轨计算，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，按要求进行铺轨作业通信、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计划，由通讯专业施工队伍严格按《铁路通信工程施工规范》组织施工电务单位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行全面测试检验（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单位负责施工接触网支柱或临时铁塔基坑开挖前先进行地下设施情况调查，对基坑将影响到的地下设施采用调整躲避或其他有效安全措施进行防护处理支柱立杆，整正回填，上部安装，架网调整均按各专项工艺标准进行施工。

线路按《铁路轨道施工及验收规范》要求完成拨道、起道、拨正轨距、补齐配件等工序作业，全面达到便线交付运营条件，并由工务单位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行因此，封锁拨接施工必须认真制定施工方案和安全措施，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，确保行车和人身安全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张、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、铁通等单位密切配合，签定安全协议，督促铁路（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计划，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、供电等相关工程项目，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行以拨动量小省工省料为原则，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，主管技术人员进行复量，纠正误差；最后由施工队长再进行一次复量。

既有轨道拨动段在拨接前再次清除枕盒内和拨动方向枕端的道碴，拆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，达到四明确：明确施工的步骤方法；明确施工安全技术措施；明确责任范围；明确职责分工防护人员、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行准备作业（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行准备做好各种安全防范措施为防高温出现轨缝挤死情况时现场准备好切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行材料、机械、车辆、抢修机具的调配，做到“三清”，并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，做现场动员和技术交底，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，指挥者即通过广播、电话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，做到令行禁止、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，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若允许停电时间太短，可考虑带电处理影响行车的问题总之，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行恢复区间轨道电路后，电务单独要点，对区间信号设备进行联锁试验，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行，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、能确保行车安全后，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，个别有问题的地方则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，全面保证行车安全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，以及达到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，取消慢行计划，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，桥梁基础、墩台平行作业，多个工作面同时进行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，并提前进行保护或拆迁。

做好临时排水系统，在立交桥施工区与行车线路间设立安全防护隔离墙桥位开挖后在便线路肩和对便线运营有影响的边坡顶部布设观测点，上部边坡成型后及时进行锚喷网或浆砌防护施工中加强量测观察，发现异常则立即采取有力措施进一步加固边坡，防止变形继续发展，保持边坡稳定，确保便线的运营安全及立交桥的施工安全桥基开挖遇岩层时，用风钻钻眼，非电松动控爆作业，作好爆破震动检算，布安全防护遮挡，搞好联络指挥安全，选择非行车时间进行爆破作业，防止基础周围围岩松动，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行，尽量消除桥基施工中对周围环境的不安全影响2）桥梁架设①工艺流程（见图2）枕木垛上落梁，降低梁体底部至与支撑垫石顶同高移梁至墩（台）就位安装钢轨于枕垛上拆除限界内枕木垛、封锁开通制定申报梁体运架方案（包括要点封锁线路）卸梁到小轮轨车上检查并清洁支座孔管道安装梁体施工准备、铺设枕木垛移梁至行车限界外给点封锁线路，运输混凝土梁取转向支架 图2 人工架梁施工工艺流程②施工准备制定梁体运架方案，申报线路封闭时间给点，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）后进行平整，打夯机夯实枕木垛基础，搭设卸梁枕木垛和墩台处枕木垛，根据梁型和数量选择轨道车数量及型号，在给点时间内用专车把梁体逐片由邻近车站运至工地。

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2.6m②卸梁桥轨道车将梁运至施工现场后先进行梁车对位梁车对位完成后用“铁鞋”将梁车两端车轮打死，并用路基上预先埋设的四个短枕支撑牢固曲线上需考虑外轨超高影响，在曲线内侧搭设四个支撑点检查无误后，用4台千斤顶（吨位视梁重而定）将梁打起起梁时，待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米长的滑道钢轨（钢轨设置成带≤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，并事先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时，用“大头楔”将梁体两端打死，并对梁体进行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，两端同时用200mmm行程顶进油缸推动小轮轨车滑动，使之横向推动梁体。

推动距离达到油缸最大行程后立即前移顶进油缸并固定，然后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，拆除铁鞋和梁车下加固枕木，放行运梁车进入邻近车站，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行，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结构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。

中途停止工作时，将空隙立即用木楔打紧，防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行混凝土梁横移工作，将混凝土梁移至墩台外侧枕木垛上位置走行轨选用表面平整、磨损程度不大的钢轨，长12.5m，与梁端平行若采用两根钢轨联结，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，利用千斤顶将混凝土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）便 线 及 线 路 拨 接 主 要 机 具 设 备 表 表1序号设 备 名 称规格型号单位数量用 途1推土机TY-200台1便线2压路机SC-33台1便线3挖掘机WY100台2便线、立交桥4装载机ZLC-40台2便线、立交桥5自卸汽车8T台6便线、立交桥6风动凿岩机YT-28台10便线、立交桥7风镐台10便线、立交桥8空压机20m3台2便线、立交桥9砂浆搅拌机MS-400台2便线、立交桥10钢筋加工设备LGT4-14套1便线、立交桥11机加工设备CQ40-1套1便线、立交桥12木加工设备MB-106套1便线、立交桥13电焊机RY-500台2便线、立交桥14冲击钻YKC-31台4立交桥15卷扬机JJM台4立交桥、线路拨接16混凝土自动计量拌和站HZS25座1便线、立交桥17混凝土输送泵HB60D台1立交桥18混凝土运输车QH-4台1立交桥19抽水机D46-30×5台4立交桥20打夯机DF-10台2立交桥21轨道车JY290-3辆2便线、立交桥22千斤顶台8立交桥23顶进油缸200mm台4立交桥24滑梁小车台8立交桥25切割机台2便线、立交桥、线路拨接26作业车台1线路拨接27绝缘梯车台2线路拨接28非绝缘梯车台2线路拨接29双钩紧线器台1线路拨接30楔型紧线器台8线路拨接31绝缘滑轮组套2线路拨接32手扳葫芦台3线路拨接劳 动 人 员 组 织 表 表2序号工 种人数备 注1管理技术人员22含专职安全员4人2爆破工103信号工64电工45电焊工26钢筋工127装载机司机48混凝土工89木工210挖掘机司机411汽车司机1212轨道车司机213普工120含拨道、边坡防护人员14后勤服务人员2015合计228八、质量控制1.本工法以《铁路路基施工规范》、《铁路桥涵施工规范》、《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规范》、《铁路轨道施工及验收规范》及其它与既有线相关的施工技术规范为依据进行质量控制。

2.健全质量保证体系，实现规范化、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、安全措施1.没有经建设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，没有制定安全技术措施，没有与工务、电务及行车部门签定好施工安全协议的项目不准开工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动工3.凡妨碍营业线行车和人身安全的如：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安全防护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，并及时准确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止作业，让所有机具迅速下道确认轨道上已无任何障碍，线路能保证行车安全时才撤除防护，恢复线路行车5.采用控制爆破法开挖石质路堑,严格按爆破安全规定设置安全警戒,防止人员伤亡还应按行车安全规定进行行车防护，开通线路前进行检验确认，杜绝一切行车事故发生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，桩与桩之间使用麻绳连接。

7.移梁时，梁体两端的走行速度做到基本一致，并在移动时加强观察检查梁前后均配备止动木楔，梁体停止移动时立即用木楔塞紧，防止梁体溜动8.封锁线路施工完毕后再次认真检查线路设备与状态，确认达到放行列车的规定条件，施工机具、材料均撤离限界以外才通知撤除防护信号，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：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安全系数较高、施工难度相对小、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，大幅度的节约了成本，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、安全，且在便线、立交桥施工期间保证了列车的安全运营，社会效益明显十一、工程实例陇海铁路宝鸡至天水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担运营任务，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项目包括了便线、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安全质量事故，优质、高效地完成了任务，确保了行车安全，经济效益和社会效益显著 图3 陇海铁路宝天二线下穿既有线平面示意图。