引水管路下穿鐵路工程施工方法技術(shù)研究

孫洪碩 孫麗娟

摘? ?要：隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施的大力發(fā)展，城市引水工程經(jīng)常面臨下穿鐵路結(jié)構(gòu)的工程實際，類似這種下穿既有結(jié)構(gòu)工程也必然引起鐵路線路結(jié)構(gòu)的運維安全。現(xiàn)以某城市引水工程下穿鐵路工程為背景，分析引水工程下穿鐵路施工方法，并給出詳細(xì)的施工技術(shù)指標(biāo)，為后期類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：引水管路? 下穿? 鐵路工程? 施工方法

中圖分類號：U455.91? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0026-02

隨著地下空間的大規(guī)模開發(fā)，引水工程開挖下穿既有鐵路工程結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象日益頻繁[1-3]。引水工程開挖與下穿既有鐵路線路結(jié)構(gòu)之間存在著高風(fēng)險安全隱患，因此在開挖過程中，引水工程開挖變形必然引起既有結(jié)構(gòu)的變形，造成既有結(jié)構(gòu)的使用安全[4]。本文中，針對典型工程，給出了引水工程下穿既有鐵路工程的施工方法，并已經(jīng)成功實施，保證了鐵路線路的安全有效運行，同時為后續(xù)類似工程提供了借鑒意義。

1? 工程概況

根據(jù)現(xiàn)場實地勘察，施工場地位于淮北沖積平原，微地貌單元為黃河古河道漫灘，地形起伏不大，地勢平坦開闊，主要由黏性土及粉土組成，屬特殊巖土。該土層含水量大，壓縮性高，承載力偏低，物理力學(xué)性質(zhì)差。因此綜合分析后決定：引水工程下穿鐵路工程，采用泥水平衡法頂管方式穿越鐵路線路，同時施工采用鋼筋混凝土護(hù)套管，內(nèi)穿聚乙烯螺旋波紋引水管（重力流），其作為引水工程結(jié)構(gòu)，下穿段長度80.0m。護(hù)套管中軸線與鐵路線路中心線垂直，護(hù)套管頂部與鐵路上下行鋼軌軌頂垂直距離均為6.12m。護(hù)套管兩端設(shè)工作井、接收井，均為鋼筋混凝土矩形沉井;工作井、接收井位于上、下行線兩側(cè)，井外邊緣距上行線線路中心線距離為35.55m。施工期間頂管處采用吊軌梁對線路進(jìn)行預(yù)防護(hù)，列車限速60km/h;鐵路北側(cè)水溝在頂進(jìn)施工前采用素土填實，并用排水泵溝通兩側(cè)流水。施工結(jié)束后，引水管道與護(hù)套管之間的空隙采用注漿填實;沉井內(nèi)采用素土填實;北側(cè)水溝內(nèi)填土挖除，恢復(fù)水溝斷面。工程示意圖如圖1所示。

2? 施工技術(shù)與方法

（1）高壓旋噴樁。

工作井及接收井內(nèi)底板采用高壓旋噴樁加固土體并設(shè)置止水帷幕，樁徑0.6m，樁長4m，樁間距1m，行列布置。最外側(cè)距離既有線路坡腳30m。示意圖如圖2所示。

施工中嚴(yán)格依據(jù)圖紙和坐標(biāo)網(wǎng)點測量放出施工軸線，并確定孔位，鉆孔前噴水試機(jī)，鉆孔與插管同時進(jìn)行，連續(xù)噴水至設(shè)計高度，防止射穿孔壁。攪拌機(jī)性能與注漿管排漿量調(diào)整適應(yīng)，保證均勻連續(xù)，水泥摻入量30%，注漿前檢查管路、壓力表，注漿管插入設(shè)計深度后接通注漿泵進(jìn)行地下試噴，正常后自上而下進(jìn)行噴射作業(yè)，噴射時達(dá)到預(yù)定壓力后逐漸提升噴射管，管底下沉至設(shè)計高度時，在原地旋轉(zhuǎn)噴射后旋噴提升，旋轉(zhuǎn)提升連續(xù)進(jìn)行。

（2）沉井施工。

工作井、接收井，均為鋼筋混凝土矩形沉井;均采用C40鋼筋混凝土沉井，沉井施工分兩節(jié)預(yù)制，二次下沉的形式。工作井、接收井示意圖如圖3、4所示。

按照設(shè)計尺寸進(jìn)行沉井基坑開挖，后進(jìn)行坑底平整夯實，鋪設(shè)一層砂墊層厚0.3m。預(yù)埋件要特別注意頂進(jìn)、頂出預(yù)留孔套管要按設(shè)計孔位制作，孔徑不得出現(xiàn)負(fù)誤差。施工腳手架模板安裝進(jìn)行好后，進(jìn)行混凝土澆筑，沉井下沉。沉井為不排水下沉，分節(jié)制作，沉井每次接高時各部分的軸線位置應(yīng)一致、重合，及時做好沉降觀測和位移監(jiān)測。

（3）線路加固。

根據(jù)頂管頂進(jìn)速率，在頂管頂進(jìn)至線路坡腳前2天對線路進(jìn)行加固，同時需對該段線路進(jìn)行應(yīng)力放散。

（4）頂管頂進(jìn)（泥水平衡法）。

施工工藝主要包括：頂管區(qū)間段長度的確定，是否使用中繼間以及中繼間的數(shù)量和布置;初始頂進(jìn)的方案及措施;測量及糾偏的方法;長距離頂進(jìn)減阻的方案及措施;泥水的運輸方案。工程施工流程圖如圖5及現(xiàn)場施工見圖6。

在此施工過程中，最主要的技術(shù)指標(biāo)就是頂進(jìn)測量及沉降、位移觀測。頂管過程中，每頂進(jìn)一節(jié)管必須測量一到二次，要勤測量，多微調(diào)，糾偏角度應(yīng)保持在10′～20′，不得大于1°。在頂管頂進(jìn)過程中每頂進(jìn)一節(jié)進(jìn)行一次沉降測量，當(dāng)測量累計數(shù)據(jù)超出警戒值時，及時采取措施，控制頂進(jìn)速度。頂進(jìn)過程中及時掌握對路基水平橫向位移監(jiān)測和垂向高差變化監(jiān)測，以便采取合理的措施減少地表沉降量，原則上觀測頻次不少于趟車次數(shù)，路基有持續(xù)緩慢變形時，應(yīng)加密觀測頻次。

3? 結(jié)語

（1）高壓旋噴樁，旋噴過程中，壓力變化平穩(wěn)，未發(fā)現(xiàn)孔口回漿濃度過低或不回漿現(xiàn)象。

（2）沉井下沉質(zhì)量良好，沉井下沉平穩(wěn)，未發(fā)現(xiàn)沉井被擱置或懸掛、下沉極慢或不下沉現(xiàn)象。

（3）頂管頂進(jìn)過程中，頂進(jìn)誤差為5mm，在允許誤差范圍內(nèi)。

綜上得出該施工方法可行，下穿鐵路線路未發(fā)現(xiàn)沉降過大現(xiàn)象，頂管頂進(jìn)過程良好，達(dá)到了施工要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙景偉，周同.人居環(huán)境建設(shè)中的地下空間利用[J].四川建筑科學(xué)研究，2007，33（5）：207-209.

[2] 蔡庚洋，姚建華.城市地下空間開發(fā)利用的若干思考[J].地下空間與工程學(xué)報，2009，5（6）：1071-1075.

[3] 趙虹.地下空間的開發(fā)利用與城市環(huán)境[J].物流工程與管理，2010，32（12）：133-135.

[4] 黃東.臨近既有地下室擋土墻主動土壓力研究[D].浙江大學(xué)，2010.