浅谈钻孔桩—混凝土横抬梁架空既有铁路施工工法的应用

胡丹

摘 要：结合彭山县前程路下穿工程钻孔桩-混凝土横抬梁架空既有铁路施工工法的设计，分析了可应用于施工工期较短，且在地下水位较高的情况下不允许进行强降水施工的既有线路加固的施工工法的选择、关键性技术、工序流程等。可以预见，该施工工法将会被广泛地应用于既有铁路增设立交通道的建设中。

关键词：既有铁路；钻孔桩；横抬梁；施工工法

中图分类号：U445.46 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.142

随着社会经济的不断发展，越来越多的规划公路需下穿既有铁路。目前，在下穿既有铁路时，仍然优先采用整体式框架桥结构顶进作业方式，这样不仅可以大大缩短干扰铁路行车的时间，还可以缩短整个工程的工期。在施工作业时，对既有线路进行加固是保证工期和施工质量的重要环节。

1 工程概况

彭山县前程路下穿工程位于彭山县彭溪镇成绵乐铁路彭山北站北侧。该工程采用1～18.2 m钢筋混凝土框架桥自西向东下穿既有成昆铁路路基段，孔内设计有双向四车道和两侧人行道。下穿既有成昆铁路框架桥长10 m，桥梁投影面积共计208 m2。下穿既有成昆铁路部分框架桥采用顶进法施工，顶进长度为10 m，并且采用1～18.2 m钢筋混凝土U型船槽下穿成昆增建二线、成绵乐客运专线铁路。图1所示为彭山县前程路下穿工程位置平面图。

该工程的地形地貌情况为：桥位处属岷江冲积平原和低丘台地地貌，地形平坦开阔，地面高程429～430 m，相对高差小，地表多被辟为良田；居民点密布，村村有便道相通，交通方便；桥位临近彭溪河。

该工程地层情况为：上覆第四系全新统人工填土（Q4ml）粉质黏土，冲洪积（Q4al+pl）松软土、粉细砂、卵石土，下伏基岩为白垩系上统灌口组（K2g）泥岩。地下水主要为粉细砂和卵石层中的孔隙潜水，其中，卵石土层渗透性好，层厚较稳定，含水量丰富，主要受地表水、大气降水补给。地下水位平均埋深1～3 m。

2 施工工法的选择

该工程下穿既有成昆线和成绵乐铁路。框架桥施工会对既有成昆铁路的运营和成绵乐铁路已建成的土建工程造成一定的影响，因此，在设计时，需要针对既有成昆铁路的运营制订过渡措施，并尽量避免对成绵乐铁路已建成的土建工程造成影响。该工程会对施工工法的选择造成一定的影响，主要体现在以下三方面：①下穿框架跨度为18.2 m，结构总宽度为21 m，可以采用24 m铁路D型钢便梁架空线路，且在两边配16 m铁路D型钢便梁作为边跨，以此作为铁路运营的过渡措施，保证既有成昆铁路不中断行车；②该工程所在地地下水位较高，工程影响范围内的地层主要是砂夹卵石层。该地层渗透系数大，对抽水敏感。此外，该工程毗邻成绵乐客运专线铁路桥梁，为了保证不影响已建成的成绵乐桥梁的沉降，该工程不能降水过深。因此，不宜采用传统的挖孔桩作为铁路D型钢便梁的支撑桩。③成绵乐铁路大部分土建工程已完工，该工程需要在成绵乐铁路轨道精调前完成，工期非常紧。综合以上三方面，选择了施工工期短、不需要专门降水的钻孔桩-混凝土横抬梁作为D型钢便梁支撑墩的施工工法。

3 施工工法的关键技术

3.1 跨度选择

为了保证铁路运营的安全，钻孔桩机具只能在既有铁路中心线4.5 m以外施工作业，跨度越小，越节省投资，因此，可将横抬梁钻孔桩的中心间距设计为9 m。

3.2 连接方式的选择

为了缩短工期，混凝土横抬梁拟采用先预制、后顶推的方式穿过既有线。可以采用二次浇筑方式将横抬梁和钻孔桩固结在一起，也可以运用支座连接在一起。前者的优点是结构整体性好，缺点是施工对铁路的运营影响较大，且结构超静定次数较多；后者的优点是施工方便，对铁路的运营影响较小，结构传力途径明确，缺点是整体性略差。综合分析后，选择用支座连接方式，且设置了横抬梁的限位装置、销钉和纵向挡块。

3.3 钻孔桩长度的设计

钻孔桩的长度应按桩基础计算和设计，并考虑横向荷载。该工程桥桩底持力层为卵石土，因此按摩擦桩设计桩长。

3.4 横抬梁结构的设计

横抬梁按简支梁设计，D型钢便梁的荷载和列车荷载应按作用在支点处的集中荷载计算。

4 施工工法的工序流程

施工工法的工序流程如下：①对24 m铁路D型钢便梁钢筋混凝土钻孔桩进行施工，并在桩顶预留支座和销钉预埋件；②在与钻孔桩位置对应的既有线影响范围外，施工顶进横抬梁需要用的钢筋混凝土滑板，滑板的标高应比混凝土横抬梁底的标高略高，并在滑板预制钢筋混凝土横抬梁处施工顶进需要的后背墙等辅助设施；③对既有线采用吊扣轨防护，并对6 m铁路D型钢便梁钢筋混凝土挖孔桩施工；④待预制的混凝土横抬梁达到设计强度后，采用千斤顶将混凝土横抬梁顶推到位，并用支座和销钉将混凝土横抬梁和钻孔桩连接在一起；⑤安装24 m和16 m铁路D型钢便梁；⑥既有线路加固成功，可安全地进行线下作业。

5 结束语

综上所述，采用钻孔桩-混凝土横抬梁架空既有铁路施工工法的施工工期较短，且在地下水位较高的情况下不允许进行强降水施工，结构稳固、可靠。由此可见，在未来，该施工工法将会得到更加广泛的应用。

参考文献

[1]中铁三局集团有限公司.TB 10415—2003 铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2003.

〔编辑：刘晓芳〕