淺談鉆孔樁—混凝土橫抬梁架空既有鐵路施工工法的應(yīng)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(shè)計(jì)，分析了可應(yīng)用于施工工期較短，且在地下水位較高的情況下不允許進(jìn)行強(qiáng)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(yù)見，該施工工法將會(huì)被廣泛地應(yīng)用于既有鐵路增設(shè)立交通道的建設(shè)中。

關(guān)鍵詞：既有鐵路；鉆孔樁；橫抬梁；施工工法

中圖分類號(hào)：U445.46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.142

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(shí)，仍然優(yōu)先采用整體式框架橋結(jié)構(gòu)頂進(jìn)作業(yè)方式，這樣不僅可以大大縮短干擾鐵路行車的時(shí)間，還可以縮短整個(gè)工程的工期。在施工作業(yè)時(shí)，對(duì)既有線路進(jìn)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(shè)計(jì)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(jì)208 m2。下穿既有成昆鐵路部分框架橋采用頂進(jìn)法施工，頂進(jìn)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(yùn)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(tái)地地貌，地形平坦開闊，地面高程429～430 m，相對(duì)高差小，地表多被辟為良田；居民點(diǎn)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(xì)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(xì)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(bǔ)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(huì)對(duì)既有成昆鐵路的運(yùn)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(shè)計(jì)時(shí)，需要針對(duì)既有成昆鐵路的運(yùn)營制訂過渡措施，并盡量避免對(duì)成綿樂鐵路已建成的土建工程造成影響。該工程會(huì)對(duì)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(yùn)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(duì)抽水敏感。此外，該工程毗鄰成綿樂客運(yùn)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(yùn)營的安全，鉆孔樁機(jī)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(shè)計(jì)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(yù)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(yùn)用支座連接在一起。前者的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)整體性好，缺點(diǎn)是施工對(duì)鐵路的運(yùn)營影響較大，且結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)較多；后者的優(yōu)點(diǎn)是施工方便，對(duì)鐵路的運(yùn)營影響較小，結(jié)構(gòu)傳力途徑明確，缺點(diǎn)是整體性略差。綜合分析后，選擇用支座連接方式，且設(shè)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(shè)計(jì)

鉆孔樁的長度應(yīng)按樁基礎(chǔ)計(jì)算和設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)樁長。

3.4 橫抬梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

橫抬梁按簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)，D型鋼便梁的荷載和列車荷載應(yīng)按作用在支點(diǎn)處的集中荷載計(jì)算。

4 施工工法的工序流程

施工工法的工序流程如下：①對(duì)24 m鐵路D型鋼便梁鋼筋混凝土鉆孔樁進(jìn)行施工，并在樁頂預(yù)留支座和銷釘預(yù)埋件；②在與鉆孔樁位置對(duì)應(yīng)的既有線影響范圍外，施工頂進(jìn)橫抬梁需要用的鋼筋混凝土滑板，滑板的標(biāo)高應(yīng)比混凝土橫抬梁底的標(biāo)高略高，并在滑板預(yù)制鋼筋混凝土橫抬梁處施工頂進(jìn)需要的后背墻等輔助設(shè)施；③對(duì)既有線采用吊扣軌防護(hù)，并對(duì)6 m鐵路D型鋼便梁鋼筋混凝土挖孔樁施工；④待預(yù)制的混凝土橫抬梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)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(jìn)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(jìn)行強(qiáng)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(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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

〔編輯：劉曉芳〕