赵海波

摘要：为保证既有线铁路的行车安全，石油管线在穿越既有铁路时必须按规定设置防护涵。防护涵管一般埋设很深，给施工带来很大困难。为保证既有线列车正常运行，必须对采用顶进的方法对防护涵管进行施工。新疆美汇特石化产品有限公司输油管线在兰新线K1594+620公里处穿越兰新正线，与线路夹角90度，管道最浅位置埋深（距原地面）为2.66m，距轨底深度为4.6m。穿越处设置护管涵，护管涵为钢筋混凝土圆管，内径1.75m，壁厚17.5cm。兰新铁路线路为P60kg/m无缝轨道，行车密度非常大，护管涵只能采用顶进法进行施工。顶进施工前对既有线路进行防护处理，即对线路进行无缝线路应力放散，采用架设3-5-3扣轨梁防护线路。本文结合此工程实例，介绍护管涵穿越既有线的施工工艺流程、施工方法、纠偏措施及安全防护措施等。

关键词：无缝线路应力放散；线路加固；涵管顶进；安全

中图分类号：U231.3文献标识码：A 文章编号：1674―3024（2016）07―53―03

前言

本护管涵为新疆美汇特石化产品有限公司输油管线穿越兰新线而设，位于兰新线K1594+620公里处。护管涵全长36m，采用顶进法，顶进方向与线路交角为90°，自南向北顶进。护管涵为钢筋混凝土圆管，内径1.75m，壁厚17.5cm，每节3.0m。两侧设置检查井，检查井设盖板，南侧设置通风管。本涵址范围内主要地层为第四系全新统人工填筑土、上更新统至全新统洪积细圆砾土。土色灰色，颗粒不均，灰岩砂岩为主。

1 工艺流程

施工工艺流程为：施工准备（包括场地平整、测量放线、材料机具准备等）—工作坑施工（基坑开挖、顶进滑道及后背墙制作）—线路防护（包括无缝线路应力放散、线路扣轨加固）一涵管顶进—检查井施工。

2 总体施工方案

根据施工图纸及现场实际情况，顶进护管涵的基坑设在兰新线南侧，以2%坡度上坡由南向北顶进。顶进过程中对既有线路应力放散后采用3-5-3扣轨梁加固，扣轨长度12.5米，采用P50轨，施工期间兰新线上下行限速45 Km/h。曲线外侧路肩上设置拉轨桩，将扣轨与拉轨桩连接，与钢轨接触部位用绝缘垫垫护，以保证绝缘。

2.1 施工准备

（1） 平整场地。

（2） 放线、定位及高程。根据测量控制点及施工图纸，用全站仪对涵管的位置进行放线工作，由技术人员通过打木桩、撒灰线放出中心线及工作坑的开挖边界，做好地面标高，确定开挖深度。

（3） 材料机具。准备基坑开挖时防护的槽钢，线路加固的钢轨及扣件，顶镐等。

2.2 工作坑施工

2.2.1 基坑开挖

（1） 本基坑深3.6米，为确保铁路行车安全，开挖前采用人工在工作坑四周先挖“井”字形探坑，探坑深不小于1.75m（或按设备单位的要求） ，确保工作坑范围没有光缆、电缆及各种设备后，采用机械开挖。工作坑上坡角距下行线路中心线8.6m。

（2） 开挖方式采用挖掘机与人工相结合的形式进行，工作坑大小应按设计尺寸和标高。工作坑要求坑底密实、平整，并有足够承载力。

（3） 挖出的土方及时清走，临时堆放应距坑边1.5米以外，堆放高度控制在1.5米以内。

（4） 工作坑施工完毕后，立即搭设围挡，设置警示标志，防止物体及人员掉落。

2.2.2 顶进滑道及后背墙制作

（1）基坑开挖到达设计要求夯实后，再进行涵管滑道施工。根据施工放线，每隔2m平行铺设旧枕木，然后浇筑20厘米C15混凝土，枕木略高于混凝土面。

（2）在枕木上平行放置两根P50旧钢轨，间距1.0m。用道钉固定在枕木，再用轨距拉杆固定两根钢轨，放置涵管在顶进过程中滑道发生偏离，影响顶进效果。

（3）在远离顶进一端的基坑边制作后混凝土背墙，宽2.2m，厚1.0m，高2.5m（深入基坑底1.0m，外露1.5m）。

2.3 线路加固

2.3.1无缝线路应力放散

为行车安全，扣轨施工前必须在既有线路上设置安全缓冲区，即在扣轨中心位置两侧切割两对12.5m无缝轨进行应力放散。线路封闭后，按提前测量好的位置进行切割，同时松开扣件，切割完毕，拨出长钢轨，运至线路以外，更换普通钢轨，联接扣件，达到应力。轨缝设置10 mm，10.9级螺栓接头扭力达到900～1100N·m，扣件扭力达到80～150 N·m。轨距误差+4，-2mm，变化率不大于1‰；水平误差不大于4mm。钢轨挡板，挡板座顶严、密靠、压紧、不密贴（缝隙大于2mm）的数量不超过6%（连续检查100头）且无连续失败；弹条扣件的弹条中部前端下颚应靠贴轨距挡板（离缝不大于1mm）或螺栓扭矩为120～150KN？m。Ⅲ型扣件为11～13.2KN，胶垫无缺损，歪斜量不大于5mm者不超过8% 。螺栓涂油。缓冲区钢轨接头：轨顶面及内侧面要求平齐，误差不得超过1mm。施工完成拆除扣轨后，在对线路进行无缝化处理。

2.3.2 线路加固

为防止涵管顶进过程中发生局部塌方，确保施工过程中的行车安全及施工安全，在涵管顶进前，必须对线路进行加固处理。本次加固线路采用3-5-3扣轨梁形式，即在线路中心制作5扣钢轨束轨道外侧分别制作3扣钢轨束作为纵梁，每空混凝土枕木间穿插普通木岔枕160ⅹ240ⅹ3500mm作为横梁和线路联接形成整体。

线路加固施工步骤：

（1）埋设立轨 在办理完相关安全施工手续后，在既有路肩开挖立轨基坑（深度不小于1.0m），然后埋设立轨，基础用C15混凝土浇筑，立轨在扣轨梁施工完毕后与既有线路轨底安装轨距拉杆，防止轨道横移。

（2）扒碴上木枕 封锁命令下达后，立刻组织施工作业人员扒除枕木盒内的道碴，然后进行穿插木枕作业。穿插后对线路进行全面检查，必须符合轨道施工的有关要求。

（3）铺设吊轨 木枕穿插完毕后，铺设吊轨，组装形式按3-5-3设置（下附图）。吊轨用钢轨为50kg/m轨。

（4）联接螺栓 吊轨与其下的普通岔轨采用Φ22-U型螺栓与箍板联结在一起。

（5）线路的整修 扣轨施工完毕后，回填道碴，枕木盒、枕木头道碴饱满，扣轨最高处应低于轨顶面20-30mm，顶面宽：3.5m，碴肩堆高：0.15m，边坡坡度：1：1.75，线路整修完毕安全员检查施工点堆放材料、机具是否侵线、施工负责人与设备单位管理人员共同检查线路，确认达到放行条件再申请开通线路。

2.4 涵管顶进

膨润土泥浆搅拌时间必须大于30分钟，经过充分搅拌的泥浆抽入储浆箱进行发酵，发酵时间大于6小时，再通过液压注浆泵压入关内，在膨润土泥浆压入以前，储浆箱内发酵的泥浆再一次搅拌，以减少压浆管道的阻力。注浆管采用SYB50/50-2型注浆泵，注浆量为建筑空隙的6—8倍Q-80L/min，注浆压力大于地下水压力，P=1.5Mpa。

2.4.3 纠偏措施

（1）涵管头上翘 ①在涵管底部适当超挖；②在涵管两侧适当超挖。

（2）涵管头下翘 ①涵管吃土顶进；②在涵管前段加设枕木；③如土质松软时，可适当换填砂夹石增加地基承载力。

（3）涵管左右偏离 ①增加单侧顶镐行程；②在发生偏离的一侧欠挖另一侧适当超挖。③在发生偏离的一侧加垫枕木。

2.4.1 涵管顶进

（1）施工准备 顶进前施工人员、吊车司机及顶镐油泵操作人员就位，涵管及弧形铁由吊车吊放在之前安装好的滑道上，顶进设备机具如发电机、顶镐、油泵、前横梁、顶铁、泥浆泵等现场安装调试完成，并由技术人员复核涵管高程及轴线等情况正常后，即可进行涵管顶进作业。

（2）开挖顶进 顶进挖土时，应严格按照乌鲁木齐铁路局要求施工，即：管前挖土长度，在铁路道床下不宜超越管端以外10cm，在道床以外部分不宜超过30cm，并应随挖随顶；管节周围上部允许超挖1.5cm，下部135°范围内不得超挖。开挖出的土方从涵管内由人工用独轮车运至基坑，再用吊车吊至基坑外。顶进过程中，技术人员全程监测涵管的标高及轴线偏离情况，指导现场施工人员开挖作业，控制涵管顶进的偏移量。

（3）顶进 在土方开完完成后，检查开挖的轮廓尺寸及顶镐顶铁的顺直度，确认正常后，撤出管内开挖人员，再开动油镐进行顶进作业。顶进到位后，停止顶进。在顶镐行程达不到顶进要求时，顶镐回油，加设顶铁以加大行程。新加设的顶铁必须与原顶铁在同一轴线上。顶进时应昼夜施工，随挖随顶，有列车通过时，应立即停止顶进作业。顶进过程中，严格配合铁路人员监护施工，听从路局监护人员的意见，并及时解决提出的问题。

（4）顶进完成后注浆 在顶进完成后立即注入水泥浆，填实涵管顶进过程中对既有路基所产生的空隙影响行车安全。

2.4.2 顶进过程中注浆

在顶进过程中，为减少顶进阻力，防止管道受力变形而采用触变泥浆。触变泥浆的主要成分为膨润土、纯碱、CMC（粉末化学浆糊）。在注浆时严格注浆压力不大于0.3Mpa，并测量监控线路的标高，防止钢轨拱起。注浆与顶进同时进行，贯穿于整个顶进过程。配合比如下：

2.5 检查井施工

涵管顶进及注浆完成后，再进行两侧检查井施工。检查井内径尺寸为1.5m×4.5m，厚0.3m，钢筋混凝土现浇。上加5块1.0m宽钢筋混凝土盖板。南侧检查井设置通风管道。

3 安全技术措施

3.1 架设扣轨梁

施工前应明确分配各班组任务，确保封闭施工过程中的各工序衔接，并进行关键点的实地演练。严防机具、材料侵限，机具材料放置在钢轨头外侧2.5米以外，人员在道上作业听到防护号后，立即撤离线路，防止事故发生。

3.2 涵管顶进作业

在顶进作业时，必须遵守铁道部、路局有关规定。做到“四不顶”，即列车通过时不顶，线路出现异常情况时不顶，圆涵方向、水平偏差过大时不顶、机械设备存在安全隐患时不顶。待消除隐患后，方可继续顶进。顶进过程中，顶柱上及高压油管附近不得站人。

3.3 注浆作业

注浆过程中，必须设专人对管内注浆过程检测，避免注浆量过大产生管节错台。顶进就位后注浆设专人观测线路变化，保证线路几何尺寸不发生变化。设专人观测注浆压力表，保证注浆压力不得超过0.3Mpa。

3.4 临近既有线安全防护措施

施工前应与铁路局各部门签订施工安全协议。施工时对既有线实行限速及线路封锁时，在红山口车站设置驻站防护员，现场设置专职防护员，驻站联络员及时通报列车的运行情况并及时与现场联络员联系、通报，有列车通过时，必须停止开挖作业，列车通过后再恢复作业。严格监控线路状况，如有意外立即向上级报告。

4 结语

新疆美汇特石化产品有限公司输油管线穿越兰新线K1594+620 1-1.75m护管涵顶进工程。2012年4月22日-5月30日，仅用38天就完成从无缝线路应力放散、架设扣轨梁、护管涵顶进、拆除扣轨梁、检查井制作的所有施工。施工中科学组织，精细施工，保证了施工质量，制定了严密的安全保证措施，确保了既有线的行车安全。受到了业主及监理的一致好评。同时也积累了一定的施工经验，为后期在乌鲁木齐卡子湾公安小区自来水管道穿越乌鲁木齐东站线路的护管涵工程提供了良好的施工经验。

参考文献：

[1]乌鲁木齐铁路局.营业线施工安全管理实施细则（乌铁总〔2010〕174号）文件

[2]乌鲁木齐工务段铁路营业线施工安全管理实施细则.乌工安【2010】015号文件

[3]TB10415—2003铁路桥涵工程施工质量验收标准[S]

[4] 铁路工务安全规则