下穿既有鐵路站場立交橋施工組織設計意見設計要點

周雪芳

摘 要：本文從設計單位的角度，通過真實設計案列，重點介紹了下穿既有鐵路站場立交橋施工組織設計意見的設計要點，對全國同類工程具有重要參考意義。

關鍵詞：下穿;鐵路站場;立交橋;施工組織設計;要點

近年來，隨著全國各地經濟的迅速發展，許多城市在逐步優化和完善城市的交通路網，配套市政道路的新建、改建工程比較多。當市政道路需與即有鐵路線交叉時，通常選擇兩種設計方案，一種是市政道路下穿既有鐵路線，常見的設計形式是采用頂進框架橋替換鐵路既有路基，框架橋成為鐵路主體工程;另外一種是市政道路上跨既有鐵路線，常見的設計形式是采用公路橋上跨鐵路。本文主要討論的是下穿鐵路框架立交橋施工組織設計意見的設計要點。

一、設計背景和意義

按照《鐵路工程施工組織設計規范》（Q/CR9004-2018）和《鐵路建設項目預可行性研究、可行性研究和設計文件編制辦法》（TB 10504-2018）等規范要求，在初步設計階段設計院需要編制施工組織設計意見篇章，在施工圖階段則不需編制該部分內容。但在實際工作中，由于市政道路下穿鐵路的工程一般是單個橋梁及配套工程，設計范圍和規模不大，設計一般也就由三階段簡化成了可行性研究和施工圖兩個階段。有的設計院按照常規設計做法在施工圖階段不再編制施工組織設計內容。但筆者認為，下穿鐵路立交橋工程有時候工程比較復雜，所需防護措施多，對既有鐵路線的影響比較大，安全管理難度大。在施工圖階段補充編制施工組織設計意見篇章是恰當的，此時的設計圖紙已經到了待實施狀態，設計方案的變化可能性亦很小。通過施工組織設計意見篇章所介紹的內容，既可反應施工總工期和各分部的工期，也可了解到大型臨時設施的設置情況，更可了解到施工方案的主要步驟，了解既有線施工的復雜性，同時也能梳理安全防護措施工程是否同期考慮。由于在既有線施工工程的投資受施工組織影響比較大，故編制施工組織設計對工程的投資合理性有更確切的把握。

二、設計案列及要點

筆者作為工經專業負責人曾設計了《濟南市濱河南路下穿濟西編組站、機務段整備場鐵路立交橋工程》的施工組織設計意見，該工程采用三段框架橋方式依次下穿編組站的3個場區，穿越股道28股，規模較大、技術條件復雜、運輸安全要求高、施工難度大。其施工組織設計對同類工程具有參考意義。

下面我針對本工程的施工組織設計介紹一下主要設計要點及內容：

（一）立交橋概況

本次設計范圍規劃道路等級為旅游觀光路（城市支路）。框架橋設計車速30Km/h，路面下分別布置給水、電力、照明設施、壓力污水管道、電信等市政管道。本次施工設計采取3段1-16m框架橋依次下穿京滬上行線、濟西編組站V場、機務段整備場及濟西編組站I場。下穿段框架橋在V場內長61.24m，結構形式為1-16×6.9m，機務段內長57.42m，結構形式為1-16×5.8m，I場段內長89.43m，結構形式為1-16×9.9m，共計208.09m。

（二）主要技術標準

（三）既有線改建情況

工程不對既有線線路進行改建，僅在施工中進行線路過渡，施工后恢復原狀，接觸網過渡工程中根據永臨結合情況，部分進行改建。

（四）主要工程內容和數量

本工程新建V場框架橋1座1113.74頂平米，新建機務段框架橋1座1033.75頂平米，新建I場框架橋1座1617.4頂平米，以及3段框架橋之間用封閉引道連接，封閉引道全長308.16米。

（五）自然特征

工程區域位置多年平均氣溫在13～14℃之間，年降雨量多集中在6～9月份，占全年降雨量的73%。該工點上覆第四系人工填筑土（Q4ml），以粉質黏土為主。本地區地表水為溝水、塘水，地下水為第四系壤中水，水量豐富，地表水、地下水由大氣降水補給。

特殊巖土為小清河河床及魚塘里的淤泥質黏土，厚0～3米，流塑狀，由于該層力學性質差，對工程不利。該工點最大凍結深度0.5米。

本測區地震動峰值加速度為0.05g。地震動反應譜特征周期為0.45s。

（六）交通運輸情況

本工程地處市區，交通便利。濟西站位于濟南市槐蔭區段店鎮境內，隸屬于濟南鐵路局管轄，按等級為特等站，按技術作業性質為編組站，按業務性質為貨運站。本站為京滬、膠濟兩大干線的交匯點，是全路路網性編組站之一;主要擔負著京滬、膠濟上、下行貨物列車及部分樞紐小運轉列車的解體、編組和中轉任務。但編組場和機務段內現有道路不符合施工要求，施工時在編組場內需要修建臨時便道和便橋。

（七）施工總工期及其依據

本項目為南水北調配套工程，建設任務緊，計劃2012年10月開工，2015年9月竣工，設計總工期為36個月。本設計工期考慮汛期與非汛期連續施工。

（八）工期總體安排意見

本工程地處繁忙的鐵路樞紐編組站，施工組織設計僅按當前列車運行圖情況和鐵路局管理要求預計工期，實施時應根據實際列車運行圖情況和工程情況進行調整，以盡量減少對既有線行車的干擾。工期總體安排如下：

（1）施工準備1個月（拆遷及辦理各管理單位協議相關手續）;

（2）大臨工程3個月;

（3）Ⅴ場框架橋18.5個月;

（4）機務段框架橋：30.5個月;

（5）Ⅰ場框架橋：30.5個月;

（6）引道及附屬工程：15.5個月;

（7）箱內管道、人行道、雨水溝及路面工程：4個月。

（九）大型臨時工程

（1）材料廠3處、小型木材加工廠1處、小型混凝土構件預制廠1處。考慮3處框架橋同時施工，材料轉運很不方便，故相應設置材料廠3處，小型木材加工廠1處和小型混凝土構件預制廠1處。

（2）施工通道4條，其中需新建便道1.06公里（含便橋2座）。

①施工通道1利用小清河河床護砌工程所修便道，同時為機務段框架橋和Ⅴ場框架橋現澆段、引道工程服務。由于該通道穿過濟西編組站經過4處平過道，且其中兩處上方有接觸網，為防護過往施工車輛高度超限，設置限高架兩處，以防護接觸網安全和施工車輛安全。②施工通道2需新建便道0.63公里，其中含便橋1座。主要為Ⅴ場框架橋及引道工程服務。③施工通道3考慮利用濱河南路鐵路外側道路工程先期施工屆時已經形成的路面，為Ⅰ場框架橋、泵站及引道工程服務。④施工通道4需新建便道0.43公里，其中含便橋1座。為Ⅰ場框架橋及引道工程服務。

（3）三七灰土拌合場設置1處3000平方米。

（4）大臨用電。電源考慮從附近村莊10kV電力線路T接，采用架空線路，距離約2.5公里，另設三臺315kVA變壓器。

以上大臨布置情況詳見“施工總平面布置示意圖”。

（十）過渡工程

（1）鐵路便線。本工程機務段下框架橋設計采用明挖現澆施工，考慮機務段線路和接觸網過渡方案，待橋完工后恢復線路。（2）本工程施工對編組站到達場、調車場和機務段行車影響較大，需要與各相關單位協商做好過渡工作。

（十一）主要工程

本工程為獨立橋涵工點，主要工作為框架橋的施工，因工程所在地的既有線路性質和地質條件比較復雜，為保證施工期間既有鐵路的行車安全和施工安全，既有線路下框架橋采用不同的施工方法。在既有京滬上下行線和B1線下框架橋采用頂進法施工，I場及V場線路下框架橋采用線路架空后原位現澆的方法進行施工，機務段下框架橋采用線路過渡，分段明挖后原位現澆。為此施工中有如下主要工作內容：

1.線路加固

京滬上下行線、B1線、I場及V場到發線和牽出線下框架橋施工中采用D便梁進行線路加固，因京滬上下行線和B1線為無縫線路，施工前需進行無縫線路應力放散。為保證便梁下有足夠的空間施工，中孔便梁支點采用樁基，因工程所在地地質條件較差，地下水位較高，便梁支點無法采用挖孔樁，故本次設計先采用便梁臨時架空后，在線路下施工鉆孔樁，鉆孔樁形成中孔便梁支點后，縱移便梁，形成3孔便梁架空線路的加固形式。

2.頂進部分降水措施

京滬上下行線、B1線線路加固后，為保證頂進過程中地下水位降到基底以下不小于1.0m，設計中采取如下措施：

（1）線路架空后，在頂進的框架橋外側施打旋噴轉止水帷幕，并在止水帷幕內存布設降水井管。（2）為減小支點樁基的側向壓力頂進部分框架橋采用帶土頂進。

3.I場及V場現澆段基坑基坑防護及降水

I場及V場到發線和牽出線下框架橋施工中，先用3孔便梁架空線路，然后在中孔樁基外側施打旋噴樁加固土體及止水帷幕，當旋噴樁達到設計強度后，按設計圖紙要求在便梁中孔下開挖基坑并進行地基加固，為減小施工中降水對周圍建筑物及既有路基及框架橋鋼筋綁扎等作業的影響，在基坑四周設置止水帷幕，為增強止水效果，將框架橋基坑分段設置止水帷幕，并在每個基坑坑底四周設矩形排水溝將水引至設置在四角的集水井，排出基坑。為現澆框架橋提供良好的工作空間。

4.機務段線路過渡分段澆筑框架橋

下穿機務段整備場部分位于道岔區，線路加固復雜，本次設計采用站場過渡方式分段明挖后現澆框架橋的施工方法。具體步驟如下：

（1）首先進行線路過渡，拆除（705～714#）一渡兩交組合道岔后，分步鋪設臨時道岔，最后將機8道、機9道向東改移，通信、信號和接觸網根據改移股道結合永臨工程進行改移，騰出現澆第一段的位置，為避免第一段基坑開挖對鄰近線路的影響，與鄰近線路先采用高壓旋噴樁加固，加固后邊坡設置22根孔徑為1.5m鉆孔樁進行防護，并在樁頂設高度1m，寬度1.8m的冠梁連接各樁，作為東側邊坡的防護，隨后開始開挖機務段第一段基坑，基坑南北方向兩側邊坡按1：1.25坡率放坡，邊坡采用噴錨網防護、基坑西側順接臨時通道;基坑形成后在邊坡塹頂外設置雙排咬合旋噴樁止水帷幕，基坑內部四角設置直徑1.0m、深度1.0m的集水井，基坑內部邊緣設置4口直徑0.6m，深度8m的PVC硬管管井，坑內集水井與集水井之間，集水井與管井之間，管井與管井之間用盲溝相連，用以排出地表水。基坑開挖后即可對框架橋的基底進行旋噴樁加固處理，地基處理完成后在原位進行現澆框架橋的施工。

（2）框架橋施工完成并養護一段時間后，可用三七灰土回填基坑南北兩側，當框架橋養護達到要求后，將機8道、機9道恢復原位，對第二段基坑施工，基坑邊緣距機2道較近，為增大施工空間，先將機1道、機2道外移（向東移），逐步將原先在第二段基坑施工范圍內通過的機3道至機7道改道，機5至機7道向西撥移至已經施工完的第一段框架橋上，機3道、機4道向東撥移至尚未施工的第三段，通信、信號和接觸網根據改移股道結合永臨工程進行改移，因第二段基坑施工時距鄰近運行股道較近，為此先在這段范圍進行高壓旋噴樁加固處理，加固后設置23根孔徑為1.0～1.5m鉆孔樁進行防護，并在樁頂設高度1m，寬度1.8m的冠梁連接各樁，作為第二段基坑和第三段基坑之間的邊坡防護，剩余基坑和框架橋同第一段框架橋，框架橋施工完成并養護一段時間后，可用三七灰土回填基坑南北兩側，當框架橋養護達到要求后，即可將機3道至機9道恢復原位。

（3）第三段框架橋施工前，將機1道、機2道向西撥移至第二段框架橋上，同時通信、信號和接觸網根據改移股道結合永臨工程進行改移，其余部分同上，當三段框架橋都施工完后，最終將機務段各股道恢復至施工前狀態。

三、結語

該立交橋作為濟南市西部的重點工程，目前已經完工并開通使用，周邊可減少20分鐘繞行時間，為濟南西部交通提供極大便利，取得了良好的社會效益。

參考文獻：

[1]《鐵路工程施工組織設計規范》（Q/CR9004-2018）.

[2]《鐵路建設項目預可行性研究、可行性研究和設計文件編制辦法》（TB 10504-2018）.

[3]《鐵路大型臨時工程和過渡工程設計規范》（Q/CR9149-2018）.

[4]建筑施工手冊.