铁路车站内线路加固结合设备防护设计实例分析

周啸

摘要 杭州市杭行路下穿宣杭铁路行宫塘站工程和余姚市余梁公路下穿余姚西站工程，两处下穿立交工程均位于线路股道数较多的铁路车站区域实施，文章结合上述工程设计和施工过程中，关于铁路线路路基轨道的加固措施、下穿铁路立交桥涵顶进施工、既有铁路设备特别是铁路接触网软横跨和硬横跨基础间的相互影响，并综合考虑外部地铁盾构区间近接施工等因素，进行设计实例分析。

关键词 下穿立交;迁改防护;设计

中图分类号 U216.4 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）13-0032-03

0 引言

隨着我国城市发展速度和发展规模不断加速，许多铁路车站被纳入主城区范围内。随着城市道路下穿铁路车站的工程范本数量增大，也暴露出下穿立交工程在实施过程中对既有铁路设备设施尤其多股道接触网基础迁改防护设计施工不到位的情况。该文根据杭州市杭行路下穿宣杭铁路行宫塘站工程和余姚市余梁公路下穿余姚西站工程的设计情况，就该问题展开实例分析。

1 工程概况-工程1

新建杭州市杭行路为良渚片区框架性主干道，下穿铁路段采用双向六车道标准，下穿宣杭铁路行宫塘站处采用（7+12+12+6）m四孔分离式框架桥。

宣杭铁路行宫塘站为铁路货物站，站内共设6股道，均为普通路基段，已完成电气化改造，电气化基础为软横跨，两侧基础形式为混凝土扩大基础，该工程下穿铁路处基础间距为50 m。

设计前期，杭行路线路与地铁十号线重叠，为避免相互影响，地铁区间改移至新建下穿立交东侧，区间盾构中心与框架结构最小间距为11 m。

综合上述因素，结合新建下穿立交结构、既有铁路现状、既有软横跨、地铁隧道情况，在设计过程中充分考虑立交顶进施工、既有铁路线路加固措施和软横跨迁改防护的内容。

2 相对位置关系

选取该工程中最不利位置即东侧边孔框架顶进施工工况进行研究分析，该处既有软横跨基础平面最大尺寸为2.25×4.25 m，基础底面与框架结构顶面的高程差为3 m，软横跨基础与边孔框架平面最小间距为3.94 m，与东侧地铁盾构外边缘最小平面距离为6.8 m，各结构间的平面相对关系如图1所示。

3 加固方案

3.1 接触网迁改防护方案原则分析

该工程中新建立交框架结构平面总宽度约44 m，由于立交位于车站内部，若按照常规的接触网迁改设计配合顶进施工的思路，接触网迁改步骤多且施工过程繁琐，结合软横跨结构迁改难度大，对车站特别是宣杭铁路的运营造成的影响非常大，势必会对工程工期造成很大的延误。因此，结合杭州地区该工程地勘情况，基于宣杭铁路路基状况较好，该工程决定选取对软横跨基础进行加固防护的形式，以配合顶进施工，避免延长工期。

3.2 加固方案设计分析

常规的下穿立交中线路加固及接触网基础防护方案，主要依靠D型施工便梁结合支墩对铁路线路进行加固防护，以保证顶进施工期间线路运营。该工程设计初期，主要的加固思路为：

（1）车站内6股道线路均应设置D型便梁防护[1]。

（2）由于便梁支墩较长，为防止顶进过程中支墩失稳，对支墩两侧锚固桩基进行加强，锚固桩采用钻孔灌注桩，并在验算过程中采用偏保守的参数。

（3）邻近软横跨基础的支墩位置以基础外侧5 m控制，满足铁路相关设计原则的要求，并相应设置支墩现浇施工期间的基坑防护措施，避免支墩施工引起软横跨变形超限[2]。

（4）软横跨基础、便梁支墩、边孔框架形成的夹心区块土体，进行全断面的复合地基加固处理措施，以达到区域土体固化的效果，防止顶进过程中铁路轨道下方土体失稳[3]。

（5）严格控制切土顶进工艺[3]。

（6）要求工程工期必须早于地铁盾构施工，在盾构施工前必须完成顶进作业并拆除便梁支墩，为盾构机切割支墩下部钻孔桩提供前提条件。

原设计铁路线路加固及接触网基础防护方案情况如图2所示。

上述设计方案由于以立交施工工期必须早于地铁盾构施工工期为前提，其存在一定的弊端，即忽略了铁路加固内容需要的施工工期亦很长，容易对地铁施工工期造成延误，故在此基础上进一步进行研究优化。

为实现下穿立交施工对地铁工期影响较小，应避免便梁支墩两侧的钻孔桩与地铁盾构产生空间交叉，优化的思路为：

（1）以满足便梁支墩沉降要求为设计导向，优化支墩钻孔灌注桩的长度，并保证侵入盾构保护区范围内的钻孔桩与盾构的安全间距（不小于6.2 m）。

（2）为防止便梁支墩横向位移过大，在多线间无法施打钻孔桩的前提下，支墩下部增设人工挖孔桩，避免支墩横向位移超限。

（3）将顶进工作坑临近铁路侧的支护桩基作用最大化，并在软横跨基础外侧增设1排钻孔桩，通过现浇圈梁的形式将之与基坑支护桩基连接，形成对软横跨基础的刚性防护。

（4）于地铁盾构与软横跨间增设高压旋喷桩隔离墙，防止地铁盾构期间深层土体扰动对软横跨基础的影响。

施工过程中根据现场实际情况优化后的铁路线路加固及接触网基础防护方案情况如图3所示。

优化后的方案很好地解决了两个交叉工程间工期的相对影响。根据该工程现场实施情况，采用优化方案后，施工期间各工况（特别是框架顶进工况和地铁盾构工况）均未发生铁路设备、线路加固结构位移超限的情况。

4 工程概况-工程2

新建余姚市余梁公路下穿余姚西站工程，下穿铁路段采用双向六车道标准，下穿萧甬铁路余姚西站处采用（9+9+9+9）m四孔分离式框架桥。

萧甬铁路余姚西站为铁路货物站，站内共设6股道，均为普通路基段，已完成电气化改造，电气化基础为硬横跨，两侧基础形式为混凝土扩大基础，该工程下穿铁路处基础间距为55 m。该工程中既有的过水箱涵须进行拆除，并结合外部改河工程，于铁路下部新增2座过水箱涵，还须增设1座燃气管保护涵。

综合上述因素，工程影响的既有铁路范围达到100 m左右，站内的硬横跨必须结合桥涵施工进行多次迁改。

5 相对位置关系

该工程影响范围内存在多处硬横跨结构，其中位于新建道路中心线两侧的硬横跨，均与新建道路立交和新建過水涵位置冲突，且改造后的硬横跨受跨距影响，后期必须架设在新建立交上部。

6 迁改方案设计分析

结合工程现场情况，余姚地区为浙江省典型的软土地区，下穿立交的顶进工作坑支护结构、铁路线路加固措施、既有铁路设备防护措施在按照相关规范进行设计的前提下，该工程实施范围内各种防护加固措施已十分拥挤。而多孔框架结构顶进施工的工作坑支护结构更应避免与硬横跨迁改内容产生冲突，且新旧硬横跨基础间、既有硬横跨与新建线路加固结构和防护桩基间均应考虑相互的影响，设计方案应综合考虑上述情况，设计思路如下：

（1）不拘泥于多孔框架顺序顶进的设计原则，在影响范围内尽量将线路加固的便梁支墩和临时迁改的硬横跨基础同步施工，利用硬横跨跨度可临时加大的有利条件，将迁改步骤减少至3步。

（2）新建过水涵的选位，以结合顶进施工难度和硬横跨迁改情况为原则，灵活设计位置。

（3）由于顶进施工须设置多处便梁支墩，在新建便梁支墩时，同步新建的临时硬横跨基础位置，必须考虑新结构施工期间对既有结构的防护措施。

（4）不必拘泥于常规的设计施工经验，较大规模的便梁支墩可分步施工成型。

（5）灵活利用迁改结构，同步对既有桥涵结构进行拆除。

（6）主体道路立交两侧的过水涵，先行顶进施工，并同步设置临时硬横跨，尽量较少迁改次数。

（7）在主体立交分孔顶进过程中，预留临时硬横跨基础位置。

根据上述设计思路，接触网迁改须设置的临时基础，须在既有基础外侧设置相应的防护措施，并结合线路加固中便梁支墩同步实施，示例情况如图4。

既有结构防护示意图

利用便梁支墩施工期间，进行临时硬横跨结构的施工和过渡，进一步迁改后，即可逐孔顶进框架结构，并同步利用框架结构中预埋基础，将接触网迁改缩减至3步。

7 结语

该文2处工程实例分析，其共同点为工程中道路主体设计线位均作为控制性因素，以铁路车站内部线路股道数较多、接触网迁改工作较难开展为前提，进而展开对其余邻近结构物间迁改过渡的设计探讨。在工程应用中，铁路周边设施设备经常牵一发而动全身，必须在保障铁路安全的前提下，对设计方案进行深入细致的思考。2个工程的实践证明，在铁路车站范围进行道路下穿立交建设，在采取相应措施后，既保障铁路设备安全运营，又可使工程目标得以实现，可为相似工程提供可靠的经验。

参考文献

[1]铁路技术管理规程（普速铁路）[S]. 北京：中国铁道出版社， 2014.

[2]普速铁路工务安全规则：TG/GW101—2014[S]. 北京：中国铁道出版社， 2014.

[3]铁路桥涵地基和基础设计规范： TB10093—2017[S]. 北京：中国铁道出版社， 2017.