专利名称：既有电化铁路增建明洞构造及其快速施工方法
技术领域：
本发明涉及电化铁路，特别涉及一种既有电化铁路增建明洞构造，以及该增建明洞构造的快速施工方法。
背景技术：
在现有铁路线中，由于前期工程投入、工期以及线路选线的限制，出现了很多路基陡边坡，部分边坡在自然风化侵蚀、地震、强降雨等因素作用下发生变形、开裂、支护强度下降，甚至塌方，中断线路运营等情况，对铁路线运营造成了极大的运营安全隐患和经济损失。因此在路基边坡进行处理时，要在最短时间内恢复正常通车，最大程度的降低工程施工对铁路运输的影响，并确保施工安全。在常规的边坡处理手段不能完全消除运营安全隐患， 或其工程投入巨大，不具经济合理性时，可在既有路基基础上增建明洞工程，以实现对区域线路的永久防护。在既有线上增建明洞工程的困难在于，需要在接触网不断电的情况下进行施工； 必须要保证行车和施工人员的安全；要考虑电气化铁路接触网对施工作业人员的影响。目前，常见的既有电化铁路增建明洞的施工方法有如下两种一、利用接触网维修的“天窗”时间，进行增建明洞“天窗”就是在列车运行图中空出一段时间不行车，留给接触网维修用。而“综合天窗”就是让工务、电务等单位都参与进来，在同一时间、同一区段一起进行维修和施工。“天窗”时间一般为2小时，多在夜间。在天窗点兑现、施工天窗点综合利用以及大型技术作业天窗组织等方面，仍存在不少问题，主要表现在(1)天窗点兑现得不到充分保证。繁忙干线能力十分紧张，客货列车混跑，运输波动较大，造成阶段性、季节性、流向上存在不均衡，“吃点”或“无点”等综合天窗点兑现不足的现象时有发生；在春暑运、防洪等关键时期，由于大量加开临客或受到水害影响，对正常运输干扰较大，造成天窗兑现率的下降。(2)施工天窗点综合利用不充分。部分单位施工方案、施工组织、安全措施不落实； 设备管理单位对施工安全协议、安全监督、施工质量把关不严，造成综合天窗点内多工种、 大兵团作战中没有施工作业主体单位；各施工单位、作业人员、作业机具缺乏统筹协调；部分施工单位干小活，要大点，点内作业量不饱满，销点不及时，天窗资源浪费现象较为普遍。(3)大型技术作业天窗组织难度大。由于没有图定天窗点，加之大型技术作业接发列车数量大、方向多，调车作业频繁，站场道岔多、联锁关系复杂，组织难度大；部分客车由停车改通过，更换提速道岔任务重、联锁关系变化大、影响范围广。隧道改建在“天窗”时间进行，施工工期长，效率低，生产组织难度大，协调困难，易产生行车事故，并影响运输能力。如1991至1998年，全路因既有线上的施工造成行车重大事故高达40多起。采用此施工组织方案，如完成30m长的隧道接长段的施工，预计施工时间为120 天。施工的主要步骤如下
①在限速25km/h条件下，先施作边墙衬砌；②架设拱部内缘的钢模板，钢模板沿隧道纵向长度为6 9m，钢模板下方须设置防电板，以保证绝缘；③绑扎拱部衬砌钢筋，立侧模板和外模板，泵送混凝土浇筑；④混凝土养护重复工序②至④，直到施作完成新建明洞衬砌。⑤施作拱部防水层，对称分层夯填土石，一次分层厚度0. 3 0. 5m。由于施工时间均在“天窗”时间进行，工作人员和机具就位和撤离，就需1/3 1/4的时间，故该方案存在施工工期长，施工组织困难，施工对运营干扰极大、工作效率低的缺点。另外，由于施工时间长，易发生安全事故。二、架设防电台车，进行增建明洞防电台车也称多功能框架式防电作业车，长度一般为6 9m，它是用两侧的桁架来连接固定顶框主梁，顶框主梁的下面设有防电板，为了便于防电台车的移动，在桁架下端固定有行走轮。顶框主梁上还有固定的防护网，可装设钢模板。采用此施工组织方案，如完成30m长的隧道接长段的施工，预计施工时间为70天。 施工的主要步骤如下①在限速25km/h条件下，先进行扣轨，然后架设防电台车的行走轨；②在“天窗”时间架设防电台车(含拱部钢模板)，台车长度为6m，钢模板下方须设置防电板，以保证绝缘；③在防电台车保护下施作边墙衬砌；④抬升拱部钢模板就位，绑扎拱部衬砌钢筋，立侧模板和外模板，泵送混凝土浇
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巩；⑤混凝土养护；⑥降低钢模板(脱模)，防电台车行走到下一个位置；重复工序③ ⑥，直到施作完成新建明洞衬砌；⑦施作拱部防水层，对称分层夯填土石，一次分层厚度0. 3 0. 5m。该方案就位和拆除防电台车，如完成长30米的新建明洞需使用15个“天窗”时间， 其余施工期间通行的列车需限速25km/h。由于施工时间需占用部分“天窗”时间，且通行的列车需限速25km/h，故该方案存在施工工期仍然较长，施工组织困难，施工对运营干扰极大的缺点。在我国铁路建设的“十一五”规划中，有大量的新建二线铁路工程，受地质、地形、 既有建筑物的影响，不可避免地需要增建明洞改造，因此，提供一种安全性、高效和能避免对铁路运营干扰的既有电化铁路增建明洞构造及其施工方法，将节省大量的改建投资并有利于充分发挥既有铁路的运输效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既有电化铁路增建明洞构造，具有施工方便和安全性好的特点，而且施工过程能有效地避免对铁路运营的干扰。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是本发明既有电化铁路增建明洞构
4造，包括采用钢筋混凝土结构的内边墙、外边墙和拱圈，其特征是所述拱圈的下端与内边墙、外边墙的顶面连接形成一体，并与内边墙、外边墙的内侧壁形成错台结构。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种接长既有电气化铁路隧道的施工方法，该施工方法具有安全性、高效性的特点，并能有效地避免对铁路运营的干扰。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是本发明既有电化铁路增建明洞构造的快速施工方法，包括如下步骤①分节段构筑内边墙、外边墙；②待内边墙、外边墙砼达到设计强度后，在其错台结构顶面上布设固定轨道；③分节段将拱部台车吊装到轨道上，安装内模板、外模板立模；④构筑拱圈。本发明的有益效果是，安全性好，施工周期短，因不需要占用“天窗”时间，故能有效地避免对铁路运营的干扰，有利于充分发挥既有铁路的运输效益。
本说明书包括如下五幅附图图1是本发明既有电化铁路增建明洞构造的断面结构示意图；图2是本发明既有电化铁路增建明洞构造中内边墙与拱圈的连接结构示意图；图3是本发明既有电化铁路增建明洞构造中外边墙与拱圈的连接结构示意图；图4是本发明既有电化铁路增建明洞快速施工方法所使用拱部台车的结构示意图；图5是本发明既有电化铁路增建明洞快速施工方法的示意图；图中示出构件、部位及所对应的标记内边墙10、错台结构11、外边墙20、错台结构21、拱圈30、拱部台车40、绝缘板41、内模板42、外模板43、轨道50。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。参照图1，本发明的既有电化铁路增建明洞构造，包括采用钢筋混凝土结构的内边墙10、外边墙20和拱圈30，所述拱圈30的下端与内边墙10、外边墙20的顶面连接形成一体，并与内边墙10、外边墙20的内侧壁形成错台结构11、21。明增建明洞洞结构采用加高、 加宽的直边墙明洞结构形式，在内边墙10、外边墙20顶部预留拱部台车40立模及行走空间。为确保明洞工程的结构稳定性，内边墙10、外边墙20和拱圈30采用钢筋混凝土结构。 参照图2和图3，所述内边墙10、外边墙20在与拱圈30的连接部设置加强配筋和纵向钢筋， 以加强拱墙连接部位的强度和刚度，拱圈30配筋与该加强配筋和纵向钢筋固定连接，以确保明洞衬砌的纵向整体性。参照图4和图5，本发明的既有电化铁路增建明洞构造的快速施工方法，包括如下步骤①分节段构筑内边墙10、外边墙20。主要施工工序为，通信、信号电力电缆迁改及过渡一明洞施工范围扣轨一开挖内边墙10、外边墙20基础一施工横向拉杆及边墙基础一施做铺底一分节灌注明内边墙10、外边墙20砼。②待内边墙10、外边墙20砼达到设计强度后，在其错台结构11、21顶面上布设固定轨道50。
③分节段将拱部台车40吊装到轨道50上，并安装内模板42、外模板43。拱部台车 40由弧形拱架、基础纵梁、行走装置及拆模调节阀构成，其设计以方便施工、方便吊装、方便安装、方便拆模为目的。④灌注拱圈30砼。为进一步提高工效，可在所述步骤③吊装拱部台车40前，在拱部台车40的内弧面上可拆卸安装绝缘板41。与现有施工方法相比较，本发明具有安全性好、施工周期短的特点，因不需要占用 “天窗”时间，故能有效地避免对铁路运营的干扰，有利于充分发挥既有铁路的运输效益。以上所述只是用图解说明本发明既有电化铁路增建明洞构造、既有电化铁路增建明洞的快速施工方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
权利要求
1.既有电化铁路增建明洞构造，包括采用钢筋混凝土结构的内边墙(10)、外边墙00) 和拱圈(30)，其特征是所述拱圈(30)的下端与内边墙(10)、外边墙00)的顶面连接形成一体，并与内边墙(10)、外边墙00)的内侧壁形成错台结构(11、21)。
2.如权利要求1所述的既有电化铁路增建明洞构造，其特征是所述内边墙(10)、外边墙00)在与拱圈(30)的连接部设置加强配筋和纵向钢筋，拱圈(30)配筋与该加强配筋和纵向钢筋固定连接。
3.如权利要求1或2所述既有电化铁路增建明洞构造的快速施工方法，包括如下步骤①分节段构筑内边墙(10)、外边墙00)；②待内边墙(10)、外边墙00)砼达到设计强度后，在其错台结构(11、21)顶面上布设固定轨道(50)；③分节段将拱部台车GO)吊装到轨道(50)上，安装内模板(42)、外模板立模；④灌注拱圈30砼。
4.如权利要求3所述既有电化铁路增建明洞构造的快速施工方法，其特征是所述步骤③吊装拱部台车GO)前，在拱部台车00)的内弧面上可拆卸安装绝缘板01)。
全文摘要
既有电化铁路增建明洞构造，具有施工方便和安全性好的特点，而且施工过程能有效地避免对铁路运营的干扰。它包括采用钢筋混凝土结构的内边墙(10)、外边墙(20)和拱圈(30)，其特征是所述拱圈(30)的下端与内边墙(10)、外边墙(20)的顶面连接形成一体，并与内边墙(10)、外边墙(20)的内侧壁形成错台结构(11、21)。其快速施工方法，包括如下步骤①分节段构筑内边墙(10)、外边墙(20)；②待内边墙(10)、外边墙(20)砼达到设计强度后，在其错台结构(11、21)顶面上布设固定轨道(50)；③分节段将拱部台车(40)吊装到轨道(50)上，安装内模板(42)、外模板(43)立模；④灌注拱圈30砼。
文档编号E01F7/04GK102277839SQ20111011003
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者朱勇, 李泽龙, 杨昌宇, 林本涛, 汪勇, 王建捷, 王芳, 郑伟, 陶伟明, 高扬 申请人:中铁二院工程集团有限责任公司