德阳沱江西路下穿高速铁路安全防护措施设计

2022-03-18 23:27邓大勇

交通科技与管理 2022年4期

邓大勇

关键词下穿;既有铁路;城际高铁;高压旋喷桩;支护桩;D型便梁

中图分类号 U445.4 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）04-0127-03

0 前言

随着城市发展的需要，道路路网进一步加密，道路立体交叉节点越来越多，新建道路施工期间对既有道路的安全保护问题十分突出。该文从采用人工挖孔桩架设D型便梁和抬梁型钢加固既有铁路，以及采用高压旋喷桩止水结合钻孔桩支护的综合处治方案对在建高铁桥墩基础进行加固支护方面论述。

1 项目概况

德阳沱江西路下穿位于德阳市区西南，是联系市区天元、重装两个片区的重要通道。该下穿通道有效地突破现有铁路线分割，串联铁路线东西方向，完善了路网结构，对城市空间拓展、区域经济发展起到了重要的作用。

项目起于沱江西路与韶山路交叉口，往东依次下穿银山南路、新河（石亭江支流）、宝成铁路正线（上、下行）、东汽专用线、成绵乐城际铁路、五台山路，止于沱江西路与金山街交叉口。

项目设左、右机动车道各长255 m，左、右非机动车道长度分别为258.8 m和258 m，道路等级为城市主干路，设计速度60 km/h，机动车道宽度12.5 m、高度为5.0 m，非机动车道（包括人行道）宽度6.5 m、高度为2.5 m，均为独立下穿框架结构，下穿框架结构共四个。典型断面见图1。

项目工程周边环境比较复杂——在短距离内依次下穿河流、既有铁路、专用线、城际高铁，在国内外都比较少见，控制因素较多——项目既要保证既有繁忙铁路的正常运营，又要确保城际高铁的安全，同时又要做好河流等的迁改过渡工作和考虑由于地下水位高、地质条件复杂等因素下大基坑开挖的止水、降水措施等等，其勘察、设计难度相当大，处理技术要求也相当高。

2 安全防护关键措施设计技术

2.1 既有线加固设计技术

在轨道外侧及轨道之间设置方形挖孔桩，然后在挖孔桩上安设D型便梁和抬梁型钢加固线路[1]。既有铁路为三线，宝成上、下行及东汽专用线，宝成线下行线与东汽专用线线间距为5.0 m，宝成线上、下行线间距为4.0 m，4.0 m线间距不满足D便梁施工，须将宝成线采用拔线施工，以达到D便梁设计施工要求。另外，既有铁路路基施工后若有沉降将进行补碴处理。加固设计见图2。

2.2 主要止水、降水措施设计技术

2.2.1 下穿基坑开挖时

下穿框架基坑作业面长255 m，最宽处105 m，最深挖11.76 m。基坑下穿了沱江水系石亭江支流新河，为常年流水河流，基坑位置地基主要为中粗砂和卵石土层，透水性强，常年水位埋深为2.4～6.3 m。

在铁路范围内，设计时先在基坑外侧采用高压旋喷桩形成帷幕进行止水，沿成绵乐城际铁路横向和宝成线西侧南北向接着在旋喷桩和基坑外侧之间布设钻孔支护桩，同时沿宝成线西侧路堤外侧，布设注浆孔注浆止水，然后沿基坑周边布置管井，靠近铁路段60 m基坑周围布置轻型井点降水井，由于基坑较大，再沿基坑中心纵向布置一些轻型降水井，随降随挖。通过以上几种方式进行止水、降水处理，有效防止了砂土的流失，确保了铁路的安全[2-3]。基坑防护措施见图3。

2.2.2 下穿成绵乐城际高铁桥墩时

成绵乐城际高铁旌阳特大桥桥墩桩基设计为摩擦桩，主要位于透水卵石土层中，桩基边缘离下穿框架外边缘最近距离仅为5.46 m。框架基坑采用明挖法施工，为防止成绵乐城际高铁因失土和失水而引起过大沉降或降低桥墩桩基承载力，将重点放在明挖下穿框架基坑前和下挖基坑时对桥墩的保护上[4-6]。先在高铁桥墩四周采用高压旋喷双管桩止水，然后在旋喷桩外侧采用钻孔桩进行基坑支护，支护桩和旋喷桩形成一个整体对承台进行密闭防护，并在桥墩和旋喷桩之间布设单排注浆孔进行注浆处理以加固土体，增强承载力，减小渗透系数;支护桩间采用钢筋挂网，喷射混凝土，并采取有效措施使挂网钢筋与围护桩主筋进行可靠连接，围护桩间土体开挖中可能出现局部超挖或垮塌，对此采用网喷混凝土对超挖空隙进行回填，并对围护桩表面浮渣进行凿除清理，使施工桩间挂网之前确保基面平整，不留空隙;为防止围护桩桩顶位移过大，顺城际高铁方向采用纵向工字钢支撑在支护桩冠梁上，还布置横向和斜向工字钢，垂直高铁方向采用工字钢拉杆连接支护桩，来保证施工期间高铁桥墩的安全。高铁桥墩防护措施见图4、图5。

3 工程实施效果

项目实施过程中，通过精心组织，严格按相关规范作业，尤其是既有线施工作业要求，D型便梁和抬梁型钢加固线路取得成功，确保了既有线施工期间安全。

在實施中，制定了城际高铁桥墩监控方案，沉降观测点根据《建筑变形测量规范》（JGJ8—2007）并结合该项目要求进行布设（监测点布置见图6）。通过监测，高铁桥墩的沉降量均满足相关要求，成功地将城际高铁桥墩的沉降量和承载力有效地控制住。

4 结语

该下穿工程在设计施工时，对既有铁路和城际高铁采用了不同的加固措施，下穿基坑开挖时，也采取了有效止水、降水措施：

（1）对既有宝成线实施拔线施工，安设D型便梁和抬梁型钢加固宝成线路和东汽专用线;

（2）下穿成绵乐城际高铁桥墩时，先后采用了高压旋喷桩、钻孔桩等措施对桥墩进行防护和处理，有效防止桥墩沉降过大、倾斜或桥墩桩基承载力降低;

（3）下穿基坑开挖作业面大，且框架埋设于粗砂和卵石土层中，地下水位高，设计中合理布设高压旋喷桩、支护桩、管井和轻型井点等措施进行止水和降水，有效地防止了砂土的流失。

通过以上的措施有效确保既有铁路和城际高铁安全，保证工程顺利实施，为同类型的工程建设提供良好的借鉴作用。

参考文献

[1]赵论礼. D便梁在地铁暗挖下穿铁路路线中的应用[J]. 科技资讯， 2013（35）： 43-45.

[2]吴林高. 工程降水设计施工与基坑渗流理论[M]. 北京：人民交通出版社， 2003.