向淑智

【摘要】寧西鐵路增建Ⅱ線秦嶺段，橋隧相連地段多，隧道口作業(yè)空間有限不滿足架梁要求。龍門架組裝受地理位置影響，影響施工進(jìn)度。通過方案比選采取措施，按期通過了隧道口地段，提高了鋪架進(jìn)度，望在以后鋪架施工中可以借鑒。

【關(guān)鍵詞】增建Ⅱ線；隧道口；架梁施工

【Abstract】Qinling segment Nanjing-Xi'an add second railway line， Bridge and Tunnel Connection Section more，The tunnel mouth limited working space does not meet the requirements of during erecting of girder. Gantries assembled by the geographical influence， affect the construction schedule. Selection of measures taken by the program， scheduled through the tunnel area， to improve the framing progress， hope in the future can learn during erection.

【Key words】Build Ⅱ line；Tunnel portal；Girder construction

1. 工程概況

寧西增建Ⅱ線商洛站K137+026至K126+964區(qū)段，橋梁5座，其中有32m梁22孔，24m梁9孔，聲屏障梁8孔。隧道兩座，一座胭脂嶺隧道設(shè)計有砟道床，設(shè)計長度為796m，一座黃沙嶺隧道設(shè)計為混凝土整體道床，設(shè)計長度6901m。鋪架從商洛向K126+964方向進(jìn)行。黃沙嶺隧道進(jìn)口與胭脂嶺隧道進(jìn)出口分別為橋隧相連，胭脂嶺隧道進(jìn)口處橋臺尾進(jìn)洞6.5m，胭脂嶺隧道出口處橋臺進(jìn)洞11m，黃沙嶺隧道進(jìn)口處橋臺尾離洞口只有1米?？v斷面示意如圖1。

2. 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

寧西增建Ⅱ線商洛站K137+026至K126+964區(qū)段，主要設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：（1）鐵路等級：I級； （2）正線數(shù)目：雙線；（3）速度目標(biāo)值：120Km/h，個別地段限速100Km/h；（4）最小曲線半徑：一般地段1200m，困難地段800m，局部地段600m；（5）限制坡度：6‰，雙機(jī)坡13‰；（6）牽引種類：電力；（7）機(jī)車類型：客SS7D、貨HXD2B；（8）牽引質(zhì)量：5000t；（9）到發(fā)線有效長度：1050m，雙機(jī)1080m；（10）閉塞類型：自動閉塞。（11）建筑限界：不考慮雙層集裝箱條件。

3. 施工主要難題

（1）按照普速標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的隧道斷面，經(jīng)過核算，架橋機(jī)不能按正常狀態(tài)進(jìn)行架梁。

（2）橋隧相連，龍門架組裝位置受限，二號車運(yùn)梁距離增加，制約架梁進(jìn)度。

4. 隧道口架梁方案比選

針對施工主要難題一，進(jìn)行如下方案比選：

方案之一 優(yōu)化平縱斷面，加大凈空尺寸，預(yù)留橋梁擋砟墻梁場內(nèi)不澆筑，調(diào)低架橋機(jī)高度，滿足架梁要求。

方案之二 汽車吊架梁。特定條件下，可采取大噸位吊車架梁。

方案一與方案二比較，由于該段線路處于山區(qū)，吊車擺放位置受限，橋梁運(yùn)輸?shù)缆肥芟?，汽車吊不能滿足要求，選第一種方案。

4.1隧道口架橋機(jī)架梁狀態(tài)研究。

4.1.1隧道口斷面實(shí)測。

隧道內(nèi)道床未施作前，測量隧道口洞頂高7.29m，按照大臂寬度，從洞頂中間向兩側(cè)測量0.8m，量取對應(yīng)位置高度，共量取6個斷面，最小高度為7.08m。隧道內(nèi)斷面寬度4.8～5.15m。

4.1.2架橋機(jī)幾何尺寸測量。

架橋機(jī)架梁正常高度7.34m，架橋機(jī)內(nèi)凈空高度為3.6m，不含下部臺車高度為3.31m。架橋機(jī)1號柱眼距：0.24m、0.21m、0.18m，可以根據(jù)隧道內(nèi)凈空要求降低架橋機(jī)高度，但還要核算一號車內(nèi)滿足拖梁要求。

4.1.3采取措施及架梁狀態(tài)驗(yàn)證。

4.1.3.1預(yù)制橋梁時擋砟墻混凝土不澆筑，架完梁后，現(xiàn)場進(jìn)行澆筑施工，降低橋梁高度。

4.1.3.2隧道內(nèi)設(shè)計為混凝土整體道床，整體道床預(yù)留不澆筑，架梁通過后再澆筑整體道床。隧道內(nèi)設(shè)計為碎石道床先不攤鋪，降低道床高度。

4.1.3.3軌道采用P50軌和鋼板組裝臨時軌節(jié)進(jìn)行鋪設(shè)，降低軌道高度。

4.1.3.4隧道內(nèi)口架橋機(jī)架梁可行性研究：

（1）核算架橋機(jī)在隧道內(nèi)狀態(tài)：A.32m橋梁高度降低后，含道砟高度0.1m暫按2.6m計算。B.架橋機(jī)降低1號柱眼距按0.45m計算，架橋機(jī)高度為6.89m。C.軌道高度0.162 m：鋼板厚度0.01m、鋼軌高度0.152m。D.隧道內(nèi)凈空高度需要：A+B+C=7.052m。E.隧道內(nèi)剩余高度為：7.08-7.052=0.028m，隧道凈空可以滿足要求。

（2）核算一號車內(nèi)拖梁狀態(tài)：A.架橋機(jī)降低0.45m高度后，架橋機(jī)下部臺車頂面至上部臺車底面高度為：3.31-0.45=2.86m。B.為了滿足梁片拖拉，鐵瓦可以通過下部臺車，下部臺車需墊硬雜木板至少兩塊0.12m。C.梁片預(yù)留擋砟墻后高度2.6米，梁片拖拉時上部還剩余高度：2.86-2.6-0.12=0.14m。D.考慮到線路坡度等因素，拖梁過程中不安裝支座?？梢詽M足拖梁要求。

（3）核算鋼絲繩長度：由于架橋機(jī)高度和梁片高度變化，捆梁鋼絲繩須重新選擇，滿足梁片起吊要求，實(shí)際選擇鋼絲繩長度為13.6米。

4.1.4基地內(nèi)模擬隧道口架梁狀態(tài)。

架橋機(jī)在鋪架基地模擬隧道口架梁狀態(tài)，按理論計算調(diào)整架橋機(jī)高度，鋼絲繩長度，一號車內(nèi)拖拉梁片、起吊梁片、出梁等，按工序演練架梁步驟。

4.1.5隧道口預(yù)留段線路順坡。

根據(jù)架橋機(jī)架梁各工序要求及二號車運(yùn)梁、喂梁坡度要求，預(yù)留整體道床不澆筑長度，線路順坡如圖2：

5. 倒裝梁方案比選

倒裝梁距離遠(yuǎn)近影響架梁進(jìn)度快慢，按常規(guī)倒裝梁位置應(yīng)該距橋頭300～500米位置進(jìn)行組裝，但寧西鐵路增建Ⅱ線由于現(xiàn)場條件限制多處組裝影響架梁進(jìn)度，必須改變現(xiàn)有倒裝方式，縮短二號車運(yùn)輸距離，才能減少運(yùn)輸時間，加快架梁進(jìn)度。

5.1方案比選。

寧西增建Ⅱ線商洛站K137+026至K126+964區(qū)段，該區(qū)段有6901米黃沙嶺隧道、796m胭脂嶺隧道，隧道之間是石鳩河大橋，胭脂嶺隧道進(jìn)口是嶺底板特大橋。架設(shè)石鳩河大橋、嶺底板特大橋，龍門架組裝位置按常規(guī)應(yīng)在黃沙嶺隧道出口位置，二號車運(yùn)梁距離比較遠(yuǎn)，方案做了如下比較：

（1）方案之一 龍門架立設(shè)在黃沙嶺隧道出口路基地段。工程車到達(dá)龍門架位置后進(jìn)行倒裝，梁片在二號車上裝載加固完成后與工程車連掛，由機(jī)車動力推進(jìn)運(yùn)行，通過隧道內(nèi)坡道11‰地段，長度4.78Km，二號車與工程車分離，工程車返回，二號車向一號車運(yùn)行，給一號車喂梁，一號車完成架梁。鋪軌按同樣方式進(jìn)行。理論計算，每運(yùn)輸一片梁，需要機(jī)車進(jìn)行頂送，重車運(yùn)行需2h，空車返回時需1h，每架設(shè)一孔梁需要時間在6～7h。

（2）方案之二 石鳩河橋完成架梁后，在石鳩河橋上采用吊車倒裝軌節(jié)，加快胭脂嶺隧道內(nèi)鋪軌，倒裝梁仍舊在黃沙嶺隧道出口進(jìn)行倒裝。石鳩河橋底下地面比較平坦，橋墩距地面只有3～5m，可采用大噸位吊車倒裝。

（3）方案之三 找一個合適的位置組裝龍門架，減少二號車運(yùn)梁距離。黃沙嶺隧道斷面尺寸，寬度5.1m，高度6.3m，不能滿足龍門架組裝尺寸要求。胭脂嶺隧道內(nèi)斷面尺寸，寬度6.4m，高度6.4m，處于龍門架尺寸限界臨界狀態(tài)。理論上測量斷面尺寸可以滿足要求。計劃單臺龍門架在隧道內(nèi)倒裝軌排，減少二號車運(yùn)輸距離，線路鋪設(shè)完成后，隧道內(nèi)組立第二臺龍門架倒裝橋梁，繼續(xù)架梁。

（4）方案一按常規(guī)考慮，架梁速度比較慢；方案二不經(jīng)濟(jì)、安全風(fēng)險大；方案三測量數(shù)據(jù)處于臨界狀態(tài)，但有條件可以試組裝。綜上所述，為了加快鋪架進(jìn)度，優(yōu)先選擇第三種方案。

5.2單線隧道內(nèi)組裝龍門架可行性研究。

研究思路：從隧道斷面測量、龍門架幾何尺寸分析洞內(nèi)凈空高度，對龍門架采取措施后，繼續(xù)分析洞內(nèi)凈空高度，理論上可行后，對龍門架基礎(chǔ)、龍門架范圍內(nèi)鋪設(shè)的線路采取措施，把混凝土枕換鋪成鋼板，去掉龍門架底座，驗(yàn)算各個部位尺寸以及所需要的凈空高度，滿足架梁工藝要求。

5.2.1隧道斷面測量。

（1）隧道設(shè)計擋砟墻面寬度5.96m，考慮巖層變化，斷面進(jìn)行了加寬，實(shí)際寬度6.4～6.5m，每6m測量一處斷面，由于隧道斷面縱向是不斷變化的，為了讓龍門架進(jìn)入隧道內(nèi)，軌道中線按照隧道壁進(jìn)行撥道，確保限界尺寸，從隧道口向隧道內(nèi)沿伸，從測點(diǎn)1至測點(diǎn)6數(shù)據(jù)具體列表如表1：

（2）隧道內(nèi)對應(yīng)測量寬度位置測量高度，實(shí)測高度5.39～5.55m之間，從隧道口向隧道內(nèi)沿伸，從測點(diǎn)1至測點(diǎn)6數(shù)據(jù)具體列表如表2：

（3）隧道內(nèi)擋砟墻高度0.8m。

5.2.2研究龍門架幾何尺寸。

5.2.2.1核算龍門架在隧道內(nèi)組裝尺寸：龍門架實(shí)測外輪廓尺寸：高度6.135m，半寬2.7m，另外半寬3.13m。內(nèi)部凈寬4.1m，上部油缸外側(cè)寬度4.66m，龍門架底座高度0.6m。

5.2.2.2按照以上尺寸理論計算，中線距右邊寬度最小寬度3.2m，大于3.13m；中線距左邊最小寬度3.17m，大于2.7m，滿足寬度要求。龍門架高度比實(shí)測高度大，考慮底座分節(jié)組裝，去掉底座，讓擋砟墻高度充當(dāng)?shù)鬃叨?，龍門架高度6.135減去0.6m，還有5.535m，組裝位置測點(diǎn)1、測點(diǎn)5高度大于5.535m，滿足龍門架高度要求，可行。

5.2.2.3核算龍門架內(nèi)倒裝梁凈空尺寸：龍門架可以在隧道內(nèi)組裝，需要進(jìn)一步計算龍門架內(nèi)倒裝梁剩余凈空，二號車通過是否滿足要求。（1）實(shí)測龍門架組裝完成吊裝位橫旦距軌面凈高為5.86m，現(xiàn)有鋼絲繩吊裝梁時，橫旦距梁面0.84m，32m梁梁高2.6m（不含擋砟墻高度），計算梁底面距軌面高度為：5.86-0.84-2.6=2.42m（梁提到頂部時，實(shí)測高度為2.35m，相差0.07m）；（2）梁爪下部底面距梁底面高度為0.1m，最小限界處為二號車駕駛樓處距軌面2.2m，通過時理論計算為：2.42+0.1-2.2=0.32m（實(shí)測高度為0.25m）；（3）組裝在隧道內(nèi)去掉了龍門架底座高度0.6m，鋪設(shè)混凝土枕軌排，道床厚0.05m，軌面距隧道仰拱高度為0.203+0.176+0.01+0.05=0.439m；（4）理論計算高度：橫旦距底座面高度為5.86-0.6（底座高）-0.165（洞外組裝時現(xiàn)場實(shí)測龍門架底座面距軌面高度）=5.095m；（5）橫旦距隧道內(nèi)混凝土軌排軌面高度為5.095+0.8（擋砟墻高）-0.439=5.456m。隧道內(nèi)計算龍門架組裝完成后凈高5.456m比隧道外5.86m減少0.404m；（6）需要增大龍門架內(nèi)凈空高度，把混凝土枕換鋪成鋼板，可增大空間0.203m。比隧道外減少0.201m，二號車通過時理論計算還有0.32-0.201=119mm（實(shí)際量49mm），滿足倒裝要求。

5.3龍門架基礎(chǔ)。

按照以往龍門架組裝基礎(chǔ)要求，需墊平道砟，搭設(shè)長枕木，加短枕木，枕木面高出軌面0.1m?，F(xiàn)測擋砟墻、水溝、電纜槽溝都采用C25混凝土已施作完成。經(jīng)過實(shí)測混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計要求，采用木枕填實(shí)水溝、電纜槽溝，擋砟墻內(nèi)側(cè)底部道砟找平，搭設(shè)木枕，組成龍門架基礎(chǔ)。

5.4換鋪線路及線路順坡。

由于龍門架凈高要求，確定把混凝土枕線路換鋪為鋼板線路，鋼板兩側(cè)采用不同厚度硬雜木板加軌距拉桿順坡線路，混凝土枕與順坡線路之間采用木枕順接。換鋪軌節(jié)直接采用架橋機(jī)換鋪，換出軌節(jié)從架橋機(jī)反拖拉至二號車，由二號車運(yùn)行至龍門架下面倒裝至平板車上，為了確保梁車在起吊梁過程中的凈空高度，一個平板車只放一節(jié)軌節(jié)。換鋪完成后的線路與已鋪線路順坡，順坡按照半徑R-500，夾直線長15m進(jìn)行順坡（龍門架組裝平面布置示意圖見圖3）。

5.5試組裝龍門架。

胭脂嶺隧道內(nèi)鋪軌796m，計劃先鋪軌150m，機(jī)車頂送龍門架至隧道洞外，龍門架拆除底座，旋轉(zhuǎn)與車體垂直，降低塔架，機(jī)車頂送龍門架進(jìn)入隧道，安排專人盯控兩側(cè)與上下空間位置。到達(dá)立設(shè)位置后，開始組裝龍門架。龍門架在升油缸過程中，密切注意兩側(cè)高壓油管與洞壁空間，不合適時需要左右調(diào)整龍門架位置，直到油缸插銷能進(jìn)入設(shè)計孔內(nèi)，滿足組裝完成。軌排倒裝完成后，立設(shè)第二臺龍門架，立設(shè)方法基本一致，由于隧道壁的變化，雖然線路按照隧道壁進(jìn)行撥道，但由于線路沒有足夠道床阻力，還需進(jìn)一步觀察行車過程中限界尺寸變化。由于試組裝過程凈空不能滿足立設(shè)要求，降低擋砟墻高度0.05m，重新組裝龍門架。

5.6試倒裝梁試驗(yàn)。

龍門架組裝完成后，試倒裝梁，機(jī)車頂送梁車滿足倒裝梁要求。龍門架提梁，工程車牽出，二號車對位，二號車對位過程中，由于線路順坡不到位，二號車樓子與梁底最底位置相差130mm，二號車不能通過。需要重新把梁吊裝至工程平板車上，縮短鋼絲繩或梁底墊方木，經(jīng)過加墊方木，起吊后，測量高度，最終二號車通過梁底，完成第一片梁倒裝。倒裝梁過程和采取分步起吊，開始起吊時離開橋梁轉(zhuǎn)向架面30mm時，靜止3分鐘，觀察龍門架底座基礎(chǔ)變化情況，起吊100mm時，繼續(xù)觀察底座基礎(chǔ)，完成起吊到最高位時，繼續(xù)觀察，待檢查完成后，基礎(chǔ)未發(fā)生變化，工程車牽出，開始二號車倒裝梁。

6. 方案實(shí)施

（1）架橋機(jī)正常鋪架到達(dá)黃沙嶺隧道出口后，架橋機(jī)天窗點(diǎn)內(nèi)退機(jī)，長鋼軌車進(jìn)入黃沙嶺隧道內(nèi)鋪設(shè)長鋼軌，鋪軌到達(dá)隧道口預(yù)留整體道床分界點(diǎn)后鋪軌完成，長鋼軌車（T11）退出該段線路，架橋機(jī)進(jìn)入到達(dá)指點(diǎn)位置。

（2）鋪架基地內(nèi)將隧道口需要鋪設(shè)的過渡線路軌節(jié)編組裝車，把臨時組裝的鋼板軌節(jié)也隨車編組，編組為3孔梁2組軌節(jié)，工程車經(jīng)既有車站進(jìn)入工程線，黃沙嶺隧道出口組裝龍門架。隧道進(jìn)口處把需要順坡用的碎石、木板、軌距拉桿倒運(yùn)到位。

（3）龍門架倒裝軌節(jié)，二號車運(yùn)行至一號車后，拖拉軌節(jié)，架橋機(jī)鋪設(shè)軌節(jié)，完成臨時線路鋪設(shè)。架橋機(jī)對位，立零號柱達(dá)到架梁狀態(tài)。

（4）龍門架倒裝梁片，機(jī)車頂送二號車給一號車喂梁，重復(fù)倒裝運(yùn)送，架完該座橋，隧道內(nèi)鋪軌150m。

（5）單臺龍門架從黃沙嶺隧道出口移至胭脂隧道出口組裝，單線隧道內(nèi)倒裝軌節(jié)，架橋機(jī)鋪設(shè)線路，鋪設(shè)線路到達(dá)胭脂隧道進(jìn)口后，鋪設(shè)臨時鋼板線路，架橋機(jī)對位，立零號柱達(dá)到架梁狀態(tài)。

（6）龍門架仍然組裝在黃沙嶺隧道出口，倒裝梁進(jìn)行隧道口架梁。架完第一孔梁后，采用架橋機(jī)換鋪龍門架位置處混凝土枕線路，換鋪成鋼板軌節(jié)，換鋪出來的軌排拉回基地，最后一次退機(jī)時進(jìn)行換鋪回收。

（7）軌排換鋪完成，兩端線路順坡完成。龍門架移至隧道內(nèi)重新組裝，工程車運(yùn)送的梁片和軌節(jié)在隧道內(nèi)進(jìn)行倒裝，基地準(zhǔn)備兩列工程車進(jìn)行交換運(yùn)送橋梁和軌排?；鼐幗M按照3孔～4孔橋梁帶軌節(jié)，貨檢、列檢看完車，工程車經(jīng)過商洛車站12號、14號道岔，交叉渡線進(jìn)入商洛站Ⅱ道，由Ⅱ道進(jìn)入4號岔后線路，運(yùn)行至工程線，完成了后續(xù)橋梁架設(shè)、軌排鋪設(shè)任務(wù)。

（8）完成任務(wù)后，架橋機(jī)退機(jī)過程中換鋪龍門架處軌節(jié)，回收黃沙嶺隧道口處臨時過渡軌節(jié)，整體道床進(jìn)行澆筑施工。

（9）2015年10月18日晚上單臺龍門架組立成功，隧道內(nèi)倒裝軌節(jié)進(jìn)行鋪軌；10月20日，上午兩臺龍門架組立成功，下午16點(diǎn)45分倒裝第一片32梁成功，后續(xù)架梁按照每天3孔～4孔梁進(jìn)行編組架設(shè)，2015年10月25日橋梁架設(shè)完成。本次鋪架時間為2015年10月20日～10月25日，共計6天，比原計劃提前了5天。（附理論工況與實(shí)際工況對照）（架橋機(jī)在隧道內(nèi)理論工況見圖4，龍門架在隧道內(nèi)理論工況見圖5，架橋機(jī)在隧道內(nèi)實(shí)際工況見圖6，龍門架在隧道內(nèi)實(shí)際工況見圖7）。

7. 總結(jié)

（1）困難地段架梁時，需從工藝工法上進(jìn)行突破，從以往經(jīng)驗(yàn)上找到合適的方法。單線隧道內(nèi)成功立設(shè)龍門架后，不僅僅加快了鋪架進(jìn)度，減少了在長大坡道上需要采用工程車頂推二號車運(yùn)送橋梁的次數(shù)，滿足了隧道內(nèi)后續(xù)施工的需要，解決大趙峪橋聲屏障梁澆筑交叉施工作業(yè)面的需要，突破了現(xiàn)場倒裝梁施工的“瓶頸”，大大提高了鋪架進(jìn)度。

（2）線路設(shè)計時速低，限界不考慮雙層集裝箱條件時，隧道內(nèi)設(shè)計為混凝土整體道床，建議隧道口預(yù)留一段線路為有砟道床或者把隧道口斷面適當(dāng)加大，滿足鋪架設(shè)備要求。

參考文獻(xiàn)

[1]鐵建設(shè)〔2006〕181號 鐵路架橋機(jī)架梁暫行規(guī)程.北京：中國鐵道出版社，2006.