淺談鉆孔樁—混凝土橫抬梁架空既有鐵路施工工法的應用

胡丹

摘 要：結(jié)合彭山縣前程路下穿工程鉆孔樁-混凝土橫抬梁架空既有鐵路施工工法的設計，分析了可應用于施工工期較短，且在地下水位較高的情況下不允許進行強降水施工的既有線路加固的施工工法的選擇、關(guān)鍵性技術(shù)、工序流程等。可以預見，該施工工法將會被廣泛地應用于既有鐵路增設立交通道的建設中。

關(guān)鍵詞：既有鐵路；鉆孔樁；橫抬梁；施工工法

中圖分類號：U445.46 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.142

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，越來越多的規(guī)劃公路需下穿既有鐵路。目前，在下穿既有鐵路時，仍然優(yōu)先采用整體式框架橋結(jié)構(gòu)頂進作業(yè)方式，這樣不僅可以大大縮短干擾鐵路行車的時間，還可以縮短整個工程的工期。在施工作業(yè)時，對既有線路進行加固是保證工期和施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

1 工程概況

彭山縣前程路下穿工程位于彭山縣彭溪鎮(zhèn)成綿樂鐵路彭山北站北側(cè)。該工程采用1～18.2 m鋼筋混凝土框架橋自西向東下穿既有成昆鐵路路基段，孔內(nèi)設計有雙向四車道和兩側(cè)人行道。下穿既有成昆鐵路框架橋長10 m，橋梁投影面積共計208 m2。下穿既有成昆鐵路部分框架橋采用頂進法施工，頂進長度為10 m，并且采用1～18.2 m鋼筋混凝土U型船槽下穿成昆增建二線、成綿樂客運專線鐵路。圖1所示為彭山縣前程路下穿工程位置平面圖。

該工程的地形地貌情況為：橋位處屬岷江沖積平原和低丘臺地地貌，地形平坦開闊，地面高程429～430 m，相對高差小，地表多被辟為良田；居民點密布，村村有便道相通，交通方便；橋位臨近彭溪河。

該工程地層情況為：上覆第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）粉質(zhì)黏土，沖洪積（Q4al+pl）松軟土、粉細砂、卵石土，下伏基巖為白堊系上統(tǒng)灌口組（K2g）泥巖。地下水主要為粉細砂和卵石層中的孔隙潛水，其中，卵石土層滲透性好，層厚較穩(wěn)定，含水量豐富，主要受地表水、大氣降水補給。地下水位平均埋深1～3 m。

2 施工工法的選擇

該工程下穿既有成昆線和成綿樂鐵路。框架橋施工會對既有成昆鐵路的運營和成綿樂鐵路已建成的土建工程造成一定的影響，因此，在設計時，需要針對既有成昆鐵路的運營制訂過渡措施，并盡量避免對成綿樂鐵路已建成的土建工程造成影響。該工程會對施工工法的選擇造成一定的影響，主要體現(xiàn)在以下三方面：①下穿框架跨度為18.2 m，結(jié)構(gòu)總寬度為21 m，可以采用24 m鐵路D型鋼便梁架空線路，且在兩邊配16 m鐵路D型鋼便梁作為邊跨，以此作為鐵路運營的過渡措施，保證既有成昆鐵路不中斷行車；②該工程所在地地下水位較高，工程影響范圍內(nèi)的地層主要是砂夾卵石層。該地層滲透系數(shù)大，對抽水敏感。此外，該工程毗鄰成綿樂客運專線鐵路橋梁，為了保證不影響已建成的成綿樂橋梁的沉降，該工程不能降水過深。因此，不宜采用傳統(tǒng)的挖孔樁作為鐵路D型鋼便梁的支撐樁。③成綿樂鐵路大部分土建工程已完工，該工程需要在成綿樂鐵路軌道精調(diào)前完成，工期非常緊。綜合以上三方面，選擇了施工工期短、不需要專門降水的鉆孔樁-混凝土橫抬梁作為D型鋼便梁支撐墩的施工工法。

3 施工工法的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 跨度選擇

為了保證鐵路運營的安全，鉆孔樁機具只能在既有鐵路中心線4.5 m以外施工作業(yè)，跨度越小，越節(jié)省投資，因此，可將橫抬梁鉆孔樁的中心間距設計為9 m。

3.2 連接方式的選擇

為了縮短工期，混凝土橫抬梁擬采用先預制、后頂推的方式穿過既有線。可以采用二次澆筑方式將橫抬梁和鉆孔樁固結(jié)在一起，也可以運用支座連接在一起。前者的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)整體性好，缺點是施工對鐵路的運營影響較大，且結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)較多；后者的優(yōu)點是施工方便，對鐵路的運營影響較小，結(jié)構(gòu)傳力途徑明確，缺點是整體性略差。綜合分析后，選擇用支座連接方式，且設置了橫抬梁的限位裝置、銷釘和縱向擋塊。

3.3 鉆孔樁長度的設計

鉆孔樁的長度應按樁基礎(chǔ)計算和設計，并考慮橫向荷載。該工程橋樁底持力層為卵石土，因此按摩擦樁設計樁長。

3.4 橫抬梁結(jié)構(gòu)的設計

橫抬梁按簡支梁設計，D型鋼便梁的荷載和列車荷載應按作用在支點處的集中荷載計算。

4 施工工法的工序流程

施工工法的工序流程如下：①對24 m鐵路D型鋼便梁鋼筋混凝土鉆孔樁進行施工，并在樁頂預留支座和銷釘預埋件；②在與鉆孔樁位置對應的既有線影響范圍外，施工頂進橫抬梁需要用的鋼筋混凝土滑板，滑板的標高應比混凝土橫抬梁底的標高略高，并在滑板預制鋼筋混凝土橫抬梁處施工頂進需要的后背墻等輔助設施；③對既有線采用吊扣軌防護，并對6 m鐵路D型鋼便梁鋼筋混凝土挖孔樁施工；④待預制的混凝土橫抬梁達到設計強度后，采用千斤頂將混凝土橫抬梁頂推到位，并用支座和銷釘將混凝土橫抬梁和鉆孔樁連接在一起；⑤安裝24 m和16 m鐵路D型鋼便梁；⑥既有線路加固成功，可安全地進行線下作業(yè)。

5 結(jié)束語

綜上所述，采用鉆孔樁-混凝土橫抬梁架空既有鐵路施工工法的施工工期較短，且在地下水位較高的情況下不允許進行強降水施工，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、可靠。由此可見，在未來，該施工工法將會得到更加廣泛的應用。

參考文獻

[1]中鐵三局集團有限公司.TB 10415—2003 鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標準[S].北京：中國鐵道出版社，2003.

〔編輯：劉曉芳〕