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【文章摘要】文中笔者针对首先对门形支架的防护结构、原理以及其适用范围展开论述，其次提出施工方法及注意事项，最后建议全部采用门型支架型式做为涵洞接长施工的临时防护设施，对提高经济效益和社会效益起到非常重要的作用。
【关键词】门形支架、防护、铁路、施工
目前，随着国家经济的不断发展，铁路运量日益增长，单线铁路已不能满足运量日益增长的需要，因此单线铁路已陆续修建复线。新建复线与既有线中心线距离一般为4～5米，因此需要拆除涵洞一侧的出口，接长既有线的涵洞。施工时对既有线的路基稳定和列车的行车安全形成威胁。为确保施工及行车安全，在施工中一般采取进行路基防护及线路加固这一临时设施保护。路基防护及线路加固临时设施，增加大量的工程量，大大提高了工程成本。同时，在进行线路加固施工时，需要与铁路运输部门联系，中断行车，封锁线路，影响了铁路運输的正常运营，使铁路运输受到干扰，影响铁路运输的经济效益。
基于以上的情况，如何采取更为经济合理的防护结构，减少临时设施的工程量，减少工程成本，最大限度地减少涵洞接长施工时对铁路运输的影响，这就是需要解决的问题。通过对涵洞接长施工特点的分析、总结，对路基防护设施的结构进行了改进。研制出新型路基防护结构：门形支架防护。
一、门形支架防护结构：
1、门型支架：主要受力的结构。
立柱（竖向支撑桩）： 工字钢或槽钢。
横撑（上下各一根）： 工字钢、槽钢、圆木等。
2、垫块（置于涵洞边墙外侧起支撑挡土板的作用）：木块、混凝土块。
3、挡土板：承受土压力。 槽钢、旧钢轨、方木。
二、原理：
立柱（竖向支撑）与顶撑（横向支撑）联接成门字形，构成稳定的受力结构，保留的涵洞边墙相当于一个门形支架，亦成为稳定的受力结构，门型支架与保留的涵洞边墙共同构成牢固的受力结构体。拆除涵洞端翼墙的同时，插入水平的挡土板，承受来自于涵洞基坑边坡传来的土压力，涵洞基坑边坡达到稳定状态。在门型支架的防护下，施工人员可以非常安全地进行涵洞基坑开挖及洞身接长的施工作业，同时，既有线列车可以安全地运行，不需要减速行驶。
三、适用范围：
铁路既有线孔径6米以内的各种盖板涵、箱涵、框架涵及圆涵等涵洞接长工程。
四、主要施工方法
1、准备工作：
①、迁移电缆：与铁路电务段联系，签订施工配合协议书。将埋于路基边坡上的通信、信号、电力电缆挖出迁移，并设置牢固的保护措施，避免对涵洞的施工造成影响。
②、井点降水:因涵洞处于地下水位较高地区，需要降低地下水位，采用井点降水。在涵洞基坑开挖线以外打一眼降水井，一般井深25米，，孔径40cm。安装电动潜水泵，24小时抽水，将地下水降至涵洞基础底面以下。
2、制安门型支架
①、首先，根据涵洞的平面设计图，绘制出门型支架布置图，测量班精确放出涵洞基坑中心线及门型支架的位置。
②、安设门型支架。门型支架是由两根竖向支撑（立柱）及两根横撑组成的框架，立柱为大型工字钢或钢桁架，横撑为工字钢、钢桁架或圆木。人工开挖立柱基坑，立柱埋置深度为涵洞基础底面以下0.8～1.0米。使用起重机配合人工安装门字型支架，横撑与立柱采用螺栓牢固联接。
3、拆除涵洞端翼墙及基础，安装挡土板，开挖涵洞基坑
门型支架安装完成后，拆除涵洞的端翼墙及基础，自上而下进行。门型支架与保留的涵洞边墙构成稳定的支挡受力结构，为消除边墙的斜坡影响，在涵洞边墙处安设垫块，使垫块在外侧面形成一个垂直面。边拆除涵洞边墙，边插打挡土板，挡土板可根据深度的不同，土压力大小不同，使用木板、小槽钢或大槽钢。根据设计文件开挖到涵洞设计基底标高。路基边坡土方在门型支架的挡护下，处于稳定的状态。
4、涵洞接长施工
涵洞接长包括：原梯形结构接长基础、墙身、斜盖板，钢筋混凝土框架结构，出口新的梯形结构，防水层等工作内容。接长涵洞既有斜盖板部分的基础、墙身、斜盖板均采用现浇施工混凝土。钢筋混凝土框架结构混凝土采取一次浇注完成。
5、基坑回填土
涵洞主体工程全部完成以后，当混凝土强度达到设计强度的85％以上时，可进行基坑回填土施工。基坑回填自下而上进行，分层抽出挡土板，分层回填，分层夯实。回填质量按桥涵缺口路基填筑标准和施工技术要求控制。保证基坑回填土的压实密度。
6、拆除门型支架
当基坑回填土完成后，可拆除门型支架，首先拆除横向支撑，然后使用起重机拔出竖向支撑。
7、埋设电缆
将暴露在外的电力、通信、信号电缆根据现场地形及电缆埋设要求埋入地下。
五、施工注意事项
1、严禁在雨季进行涵洞接长施工。如必须在雨季施工，要事先做好排水系统，设置防水围堰，防止雨水对路基冲刷造成路基边坡的塌方，影响铁路行车安全。
2、新旧涵洞接头处的基坑开挖后，应立即砌筑基础，避免基坑暴露时间过长，引起路基边坡不稳定。
六、结论
通过涵洞的接长工程施工，得出门型支架结构，具有以下优点：
1、构思新颖，结构合理。充分发挥钢结构的性能，将传统的钢板桩悬臂结构改进为简支的结构——门型支架，形成稳定的受力体，使钢结构的承载能力提高了4倍。
2、降低工程成本。只需要进行简单的路基防护，取消了原设计中线路加固工程；门型支架防护的钢材使用量仅是原设计中的二分之一；施工时不需使用大型打桩设备；同时基坑开挖不需要放坡，减少土方工程量。经济效益比较明显。
3、施工工艺简单，易于操作，适用范围广。门型支架防护设施施工时只需在涵洞出口处埋设竖向支撑，安装上下横撑，随拆除边墙随安设挡土板，工艺非常简单，易于操作，不需要使用大型的打桩机械设备，特别适用于场地狭窄、交通不便的工地。
4、安全性能高，门型支架设施亦成为涵洞施工的牢固的安全防护框架，极大地提高了安全防护性能，提高了对工程及施工人员的安全保护可靠性。
5、保证列车的正常运行。在整个涵洞接长施工中，不需要中断行车及封锁线路，对既有线的铁路运输没有影响，保证了铁路运输部门的经济效益。
七、建议
门型支架结构用于涵洞接长施工中路基防护的临时设施，与传统的防护型式相比，具有明显优势：减少工程量，大幅度降低工程成本，提高防护的安全可靠度，对铁路运输不构成影响，保证铁路运输的经济效益。目前，我国还存在多条单线铁路有待修建复线，大量的涵洞需要接长，因此建议全部采用门型支架型式做为涵洞接长施工的临时防护设施，对提高经济效益和社会效益起到非常重要的作用。
【关键词】门形支架、防护、铁路、施工
目前，随着国家经济的不断发展，铁路运量日益增长，单线铁路已不能满足运量日益增长的需要，因此单线铁路已陆续修建复线。新建复线与既有线中心线距离一般为4～5米，因此需要拆除涵洞一侧的出口，接长既有线的涵洞。施工时对既有线的路基稳定和列车的行车安全形成威胁。为确保施工及行车安全，在施工中一般采取进行路基防护及线路加固这一临时设施保护。路基防护及线路加固临时设施，增加大量的工程量，大大提高了工程成本。同时，在进行线路加固施工时，需要与铁路运输部门联系，中断行车，封锁线路，影响了铁路運输的正常运营，使铁路运输受到干扰，影响铁路运输的经济效益。
基于以上的情况，如何采取更为经济合理的防护结构，减少临时设施的工程量，减少工程成本，最大限度地减少涵洞接长施工时对铁路运输的影响，这就是需要解决的问题。通过对涵洞接长施工特点的分析、总结，对路基防护设施的结构进行了改进。研制出新型路基防护结构：门形支架防护。
一、门形支架防护结构：
1、门型支架：主要受力的结构。
立柱（竖向支撑桩）： 工字钢或槽钢。
横撑（上下各一根）： 工字钢、槽钢、圆木等。
2、垫块（置于涵洞边墙外侧起支撑挡土板的作用）：木块、混凝土块。
3、挡土板：承受土压力。 槽钢、旧钢轨、方木。
二、原理：
立柱（竖向支撑）与顶撑（横向支撑）联接成门字形，构成稳定的受力结构，保留的涵洞边墙相当于一个门形支架，亦成为稳定的受力结构，门型支架与保留的涵洞边墙共同构成牢固的受力结构体。拆除涵洞端翼墙的同时，插入水平的挡土板，承受来自于涵洞基坑边坡传来的土压力，涵洞基坑边坡达到稳定状态。在门型支架的防护下，施工人员可以非常安全地进行涵洞基坑开挖及洞身接长的施工作业，同时，既有线列车可以安全地运行，不需要减速行驶。
三、适用范围：
铁路既有线孔径6米以内的各种盖板涵、箱涵、框架涵及圆涵等涵洞接长工程。
四、主要施工方法
1、准备工作：
①、迁移电缆：与铁路电务段联系，签订施工配合协议书。将埋于路基边坡上的通信、信号、电力电缆挖出迁移，并设置牢固的保护措施，避免对涵洞的施工造成影响。
②、井点降水:因涵洞处于地下水位较高地区，需要降低地下水位，采用井点降水。在涵洞基坑开挖线以外打一眼降水井，一般井深25米，，孔径40cm。安装电动潜水泵，24小时抽水，将地下水降至涵洞基础底面以下。
2、制安门型支架
①、首先，根据涵洞的平面设计图，绘制出门型支架布置图，测量班精确放出涵洞基坑中心线及门型支架的位置。
②、安设门型支架。门型支架是由两根竖向支撑（立柱）及两根横撑组成的框架，立柱为大型工字钢或钢桁架，横撑为工字钢、钢桁架或圆木。人工开挖立柱基坑，立柱埋置深度为涵洞基础底面以下0.8～1.0米。使用起重机配合人工安装门字型支架，横撑与立柱采用螺栓牢固联接。
3、拆除涵洞端翼墙及基础，安装挡土板，开挖涵洞基坑
门型支架安装完成后，拆除涵洞的端翼墙及基础，自上而下进行。门型支架与保留的涵洞边墙构成稳定的支挡受力结构，为消除边墙的斜坡影响，在涵洞边墙处安设垫块，使垫块在外侧面形成一个垂直面。边拆除涵洞边墙，边插打挡土板，挡土板可根据深度的不同，土压力大小不同，使用木板、小槽钢或大槽钢。根据设计文件开挖到涵洞设计基底标高。路基边坡土方在门型支架的挡护下，处于稳定的状态。
4、涵洞接长施工
涵洞接长包括：原梯形结构接长基础、墙身、斜盖板，钢筋混凝土框架结构，出口新的梯形结构，防水层等工作内容。接长涵洞既有斜盖板部分的基础、墙身、斜盖板均采用现浇施工混凝土。钢筋混凝土框架结构混凝土采取一次浇注完成。
5、基坑回填土
涵洞主体工程全部完成以后，当混凝土强度达到设计强度的85％以上时，可进行基坑回填土施工。基坑回填自下而上进行，分层抽出挡土板，分层回填，分层夯实。回填质量按桥涵缺口路基填筑标准和施工技术要求控制。保证基坑回填土的压实密度。
6、拆除门型支架
当基坑回填土完成后，可拆除门型支架，首先拆除横向支撑，然后使用起重机拔出竖向支撑。
7、埋设电缆
将暴露在外的电力、通信、信号电缆根据现场地形及电缆埋设要求埋入地下。
五、施工注意事项
1、严禁在雨季进行涵洞接长施工。如必须在雨季施工，要事先做好排水系统，设置防水围堰，防止雨水对路基冲刷造成路基边坡的塌方，影响铁路行车安全。
2、新旧涵洞接头处的基坑开挖后，应立即砌筑基础，避免基坑暴露时间过长，引起路基边坡不稳定。
六、结论
通过涵洞的接长工程施工，得出门型支架结构，具有以下优点：
1、构思新颖，结构合理。充分发挥钢结构的性能，将传统的钢板桩悬臂结构改进为简支的结构——门型支架，形成稳定的受力体，使钢结构的承载能力提高了4倍。
2、降低工程成本。只需要进行简单的路基防护，取消了原设计中线路加固工程；门型支架防护的钢材使用量仅是原设计中的二分之一；施工时不需使用大型打桩设备；同时基坑开挖不需要放坡，减少土方工程量。经济效益比较明显。
3、施工工艺简单，易于操作，适用范围广。门型支架防护设施施工时只需在涵洞出口处埋设竖向支撑，安装上下横撑，随拆除边墙随安设挡土板，工艺非常简单，易于操作，不需要使用大型的打桩机械设备，特别适用于场地狭窄、交通不便的工地。
4、安全性能高，门型支架设施亦成为涵洞施工的牢固的安全防护框架，极大地提高了安全防护性能，提高了对工程及施工人员的安全保护可靠性。
5、保证列车的正常运行。在整个涵洞接长施工中，不需要中断行车及封锁线路，对既有线的铁路运输没有影响，保证了铁路运输部门的经济效益。
七、建议
门型支架结构用于涵洞接长施工中路基防护的临时设施，与传统的防护型式相比，具有明显优势：减少工程量，大幅度降低工程成本，提高防护的安全可靠度，对铁路运输不构成影响，保证铁路运输的经济效益。目前，我国还存在多条单线铁路有待修建复线，大量的涵洞需要接长，因此建议全部采用门型支架型式做为涵洞接长施工的临时防护设施，对提高经济效益和社会效益起到非常重要的作用。