石 紅 軍
(中國鐵路濟南局集團有限公司綜合改造工程建設(shè)指揮部,山東 濟南 250102)
平原地區(qū)人口密集,交通發(fā)達,尤其是在城鎮(zhèn)地區(qū),鐵路繁忙的線路上,居民在平交道口等待時間較長,平交道口嚴重影響居民的出行。鐵路平交道口已經(jīng)成了制約鐵路提速和地方交通發(fā)展的一個瓶頸[1-7]。鐵路道口平改立工程涉及內(nèi)容較多,雖然工程規(guī)模不大,但比較復(fù)雜。在城鎮(zhèn)地區(qū)地下管線較多,因此需要遷改的地埋管線也較多,使得平改立工程需要建設(shè)單位組織協(xié)調(diào)的部門也較多。在淄東鐵路線擴能改造工程中平改立是一項重要的工作,占用了大量的人力去管理30多個道口平改立工作,本文以淄東鐵路線K1+198.86新華道口為例,重點介紹平改立工程中復(fù)雜的框架頂進、管線遷改、封閉引道實施過程中采取的措施,保障鐵路安全、人民生產(chǎn)生活安全便利,為類似工程提供參考。
新華道口位于淄博市張店區(qū),為洪溝路與淄東鐵路線的交叉道口,交叉里程為K1+198.86,交叉角度68°;道口寬10 m,跨4條線路,軌排鋪面,為有人看守道口,設(shè)有1處看守房,道口兩側(cè)設(shè)手動欄桿、護樁、信號報警等安全防護設(shè)施,詳見圖1。
既有道路為城市道路,水泥混凝土路面,路面寬度12 m,主要通行車輛為社會車輛。
擴能改造后淄東鐵路線設(shè)計等級為國鐵Ⅱ級,設(shè)計平面為直線,縱斷面坡度為-3.3‰,軌道類型為60 kg/m,區(qū)間無縫線路,軌頂設(shè)計高程為38.35 m。
道路等級為城市次干道Ⅰ級,路基寬度為25 m,路面寬度為25 m,設(shè)15 m機動車道,2×5 m非機動車道,設(shè)計行車速度50 km/h。
道路設(shè)計起點GDK0+000,平面為直線,道路于GDK0+249.53處下穿淄東鐵路線,與淄東鐵路線交叉里程K1+200.23,交叉角度為68°,設(shè)5 m+15 m+5 m框架橋,道路設(shè)計終點GDK0+450,路線全長450 m。根據(jù)周圍居民出行需要,設(shè)計輔路4條。
道路機動車道設(shè)計最大坡度為5.4%,最小坡度為0.3%(與既有道路順接);坡段長度最大為215 m,最小為25 m(與既有道路順接)。
非機動車道設(shè)計最大坡度為3.1%,最小坡度為0.3%(與既有道路順接);坡段長度最大為220 m,最小為15 m(與既有道路順接)。
機動車通行凈空不小于5 m,非機動車通行凈空不小于3 m。
地層巖性:素填土,以粉質(zhì)黏土為主,黃褐色,硬塑,含少量碎石磚塊;路基填土以粉質(zhì)黏土為主,軟塑~硬塑,天然地基承載力100 kPa;粉質(zhì)黏土,黃褐色,軟塑~硬塑,天然地基承載力150 kPa;粉土,棕黃色,稍密,潮濕,天然地基承載力120 kPa;粉質(zhì)黏土,黃褐色,軟塑,含少量姜石,天然地基承載力120 kPa;粉質(zhì)黏土,褐黃色等,硬塑,天然地基承載力180 kPa;黏土,褐紅色,硬塑,含10%~20%砂粒、角礫,天然地基承載力200 kPa。
水文地質(zhì):地下水主要為第四系孔隙潛水,水位埋深約6.0 m~9.2 m。主要受大氣降水及地表徑流補給,地下水位年變化幅度1.0 m~2.0 m。混凝土結(jié)構(gòu)所處的氯鹽環(huán)境作用等級為L1;硫酸鹽侵蝕環(huán)境作用等級H2,鹽類結(jié)晶破壞環(huán)境作用等級為Y2。
框架橋主體采用5 m+15 m+5 m框架結(jié)構(gòu)。中孔15 m框架結(jié)構(gòu)凈高為6.8 m,頂板厚1.05 m,底板厚1.2 m,邊墻厚為1.1 m;邊孔5 m框架結(jié)構(gòu)凈高為7.55 m,頂板厚0.6 m,底板厚0.9 m,邊墻厚為0.7 m。框架中心線與鐵路法向夾角為22.87°,沿鐵路方向長32.78 m,沿框架中心線方向長28.86 m??蚣軜蝽斪钚√钔梁穸?.80 m??蚣芎斣O(shè)縱橫向排水坡,涵頂設(shè)防水層及保護層,詳見圖2。
地下水位在設(shè)計路面以上路段采用U型結(jié)構(gòu)封閉引道形式,原設(shè)計采用凈寬28.8 m的大U型結(jié)構(gòu),后因拆遷、遷改滯后,為不影響工程進度,變更為5 m+15 m+5 m的3個U型結(jié)構(gòu),詳見圖3。
路面水通過路拱橫坡、路面縱坡匯至引道最低處,順排水管路進入雨水泵站,經(jīng)泵站提升后排入附近溝渠。
封閉引道U型結(jié)構(gòu)路段,地下水位高,施工時基坑采取井點降水措施,在引道兩側(cè)每隔15 m布置一處井點,每一個井設(shè)置一套井點降水設(shè)備。
下穿鐵路的引道,縱坡一般較大,且視距條件通常也較差,車輛加減速頻繁,尤其是重載車緊急剎車時產(chǎn)生的剪應(yīng)力較大,要求路面材料的抗剪切強度高、抗變形能力強、耐久性和穩(wěn)定性好。最低點在鐵路框架橋出入口附近,只能通過機械提升排水,排水條件較差,水是引起路面早期破壞的重要原因,要求路面具有較高的不透水性,同時做好路面排水設(shè)計。依據(jù)有關(guān)的現(xiàn)行規(guī)范、道路等級及交通量對路面的使用要求,結(jié)合氣候、水文地質(zhì)條件,本著合理選材、因地制宜、經(jīng)濟合理的原則進行綜合設(shè)計。本工程采用水泥混凝土路面。
淄東鐵路線K1+200.23新華道口平改立,框架橋上有張鋼專用線、淄東線、金杜聯(lián)絡(luò)線及廢棄的金屬專用線4條線路,其中張東線、金杜聯(lián)絡(luò)線、張鋼線均為直線段。
框架涵主體采用5 m+15 m+5 m框架結(jié)構(gòu),出入口及引道為U型框結(jié)構(gòu)。
既有管線情況:施工范圍內(nèi)存在影響施工的熱力管道2條、d800污水管道1條、d1 000自來水管道1條、燃氣管道1條,電力線兩條(35 kV和10 kV),施工前進行了遷改。
需要防護的接觸網(wǎng)設(shè)備:施工范圍內(nèi)存在接觸網(wǎng)桿6處,施工前進行了防護。
鐵路立交橋框架主體采用預(yù)制頂進施工,線路加固采用D16,D24便梁。
施工內(nèi)容:三電遷改、管線遷改、框架預(yù)制、線路加固、框架頂進及附屬工程、引道工程、排水泵站等施工。
三電遷改工程為淄東鐵路線消滅平交道口配合工程,根據(jù)土建工程進度提前進行遷改。開工前與相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位進行聯(lián)系,按照設(shè)計文件及有關(guān)施工規(guī)范要求實行遷改、防護、割接。申請鄰近鐵路營業(yè)線施工計劃,在相關(guān)鐵路設(shè)備管理單位配合指導下,探測淄東鐵路線影響框架橋施工區(qū)域地下電纜情況,對無需割接的,采用電纜遷移防護方案施工。
本工程框架橋采用現(xiàn)場預(yù)制,頂進施工,框架在鐵路線路東側(cè)預(yù)制,由東往西頂進施工。首先頂進南邊孔,然后頂進北邊孔,最后頂進中孔。施工時采用便梁加固鐵路線路。工程下穿四條鐵路線路,3孔框架橋,跨度大,長度長,頂進施工難度大。工程周圍分布著居民樓、工廠廠房較多,施工前做好確保眾多建筑物安全的措施,做好檢測,并滿足居民通行要求。工程范圍內(nèi)鐵路下方有鐵路光電纜、既有頂管污水、自來水、熱力管道,既有托管10 kV電力線、地方通信線、燃氣管道等眾多管線要遷改防護。經(jīng)過多次組織協(xié)調(diào)相關(guān)單位對防護措施進行討論優(yōu)化,采取的措施如下:
1)管線遷改與防護:本工程涉及管線較多,協(xié)調(diào)管線產(chǎn)權(quán)單位、設(shè)計、施工、監(jiān)理等相關(guān)單位,經(jīng)過多次開會討論確定以下遷改方案與防護措施:a.熱力:供暖季結(jié)束后中斷,待框架橋與引道施工完成后遷改至北側(cè)邊孔內(nèi),直埋施工。b.自來水管道:自來水管道中斷,待框架橋與引道施工完成后遷改至南側(cè)邊孔與引道內(nèi)。c.10 kV電力線、燃氣、通信線路:托管改移至框架橋外側(cè),過鐵路深度不小于12 m。通過以上措施保障了管線遷改的順利實施。
2)既有線防護:采用6孔D24,3孔D16便梁加固線路;周圍建筑物較多,施工挖孔樁及冠梁,進行淄博端邊孔外側(cè)污水管道開挖埋設(shè),東營端邊孔外側(cè)φ2.6 m熱力管道頂管施工,邊孔預(yù)制完成進行兩邊孔頂進;邊孔頂進完畢及管道遷改完畢,撤除3孔D24,3孔D16便梁,縱移3孔D24便梁加固線路(兩端置于兩邊孔),開挖路基,進行中孔框架頂進;三孔頂進到位,附屬施工完成后,撤除便梁。施工過程中每天安排專業(yè)人員和設(shè)備管理單位配合人員共同對鐵路線路、便梁進行檢查和整修,滿足鐵路線限速通行的技術(shù)要求。
3)建筑物防護:工程影響范圍內(nèi)有居民樓、廠房、高壓鐵塔等,為保障建筑物的安全、居民通行便捷,引道基坑采用鉆孔灌注樁防護,樁頂設(shè)置冠梁。施工嚴格按照《聲環(huán)境質(zhì)量標準》中規(guī)定的各類區(qū)域噪聲值標準控制晝間和夜間施工過程中產(chǎn)生的噪聲。雖然距離居民樓較近施工,未發(fā)生居民干擾施工問題。
鐵路道口平改立工程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不僅需要考慮鐵路運營安全,還需要考慮眾多管線遷改方案與防護、周圍居民的生產(chǎn)生活不受影響。需要協(xié)調(diào)多部門、單位進行方案的討論,確保工程的順利實施。淄東鐵路線K1+198.86 新華道口經(jīng)過各方面的努力,保質(zhì)保量的完成平交改立交工作,得到各相關(guān)單位及周圍居民的好評。