下穿既有鐵路站場立交橋施工組織設(shè)計(jì)意見設(shè)計(jì)要點(diǎn)

周雪芳

摘 要：本文從設(shè)計(jì)單位的角度，通過真實(shí)設(shè)計(jì)案列，重點(diǎn)介紹了下穿既有鐵路站場立交橋施工組織設(shè)計(jì)意見的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對全國同類工程具有重要參考意義。

關(guān)鍵詞：下穿;鐵路站場;立交橋;施工組織設(shè)計(jì);要點(diǎn)

近年來，隨著全國各地經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，許多城市在逐步優(yōu)化和完善城市的交通路網(wǎng)，配套市政道路的新建、改建工程比較多。當(dāng)市政道路需與即有鐵路線交叉時，通常選擇兩種設(shè)計(jì)方案，一種是市政道路下穿既有鐵路線，常見的設(shè)計(jì)形式是采用頂進(jìn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)意見的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

一、設(shè)計(jì)背景和意義

按照《鐵路工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（Q/CR9004-2018）和《鐵路建設(shè)項(xiàng)目預(yù)可行性研究、可行性研究和設(shè)計(jì)文件編制辦法》（TB 10504-2018）等規(guī)范要求，在初步設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)院需要編制施工組織設(shè)計(jì)意見篇章，在施工圖階段則不需編制該部分內(nèi)容。但在實(shí)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(shè)計(jì)范圍和規(guī)模不大，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)院按照常規(guī)設(shè)計(jì)做法在施工圖階段不再編制施工組織設(shè)計(jì)內(nèi)容。但筆者認(rèn)為，下穿鐵路立交橋工程有時候工程比較復(fù)雜，所需防護(hù)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(bǔ)充編制施工組織設(shè)計(jì)意見篇章是恰當(dāng)?shù)模藭r的設(shè)計(jì)圖紙已經(jīng)到了待實(shí)施狀態(tài)，設(shè)計(jì)方案的變化可能性亦很小。通過施工組織設(shè)計(jì)意見篇章所介紹的內(nèi)容，既可反應(yīng)施工總工期和各分部的工期，也可了解到大型臨時設(shè)施的設(shè)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(fù)雜性，同時也能梳理安全防護(hù)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(shè)計(jì)對工程的投資合理性有更確切的把握。

二、設(shè)計(jì)案列及要點(diǎn)

筆者作為工經(jīng)專業(yè)負(fù)責(zé)人曾設(shè)計(jì)了《濟(jì)南市濱河南路下穿濟(jì)西編組站、機(jī)務(wù)段整備場鐵路立交橋工程》的施工組織設(shè)計(jì)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(qū)，穿越股道28股，規(guī)模較大、技術(shù)條件復(fù)雜、運(yùn)輸安全要求高、施工難度大。其施工組織設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)介紹一下主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)及內(nèi)容：

（一）立交橋概況

本次設(shè)計(jì)范圍規(guī)劃道路等級為旅游觀光路（城市支路）。框架橋設(shè)計(jì)車速30Km/h，路面下分別布置給水、電力、照明設(shè)施、壓力污水管道、電信等市政管道。本次施工設(shè)計(jì)采取3段1-16m框架橋依次下穿京滬上行線、濟(jì)西編組站V場、機(jī)務(wù)段整備場及濟(jì)西編組站I場。下穿段框架橋在V場內(nèi)長61.24m，結(jié)構(gòu)形式為1-16×6.9m，機(jī)務(wù)段內(nèi)長57.42m，結(jié)構(gòu)形式為1-16×5.8m，I場段內(nèi)長89.43m，結(jié)構(gòu)形式為1-16×9.9m，共計(jì)208.09m。

（二）主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（三）既有線改建情況

工程不對既有線線路進(jìn)行改建，僅在施工中進(jìn)行線路過渡，施工后恢復(fù)原狀，接觸網(wǎng)過渡工程中根據(jù)永臨結(jié)合情況，部分進(jìn)行改建。

（四）主要工程內(nèi)容和數(shù)量

本工程新建V場框架橋1座1113.74頂平米，新建機(jī)務(wù)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(qū)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(diǎn)上覆第四系人工填筑土（Q4ml），以粉質(zhì)黏土為主。本地區(qū)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(bǔ)給。

特殊巖土為小清河河床及魚塘里的淤泥質(zhì)黏土，厚0～3米，流塑狀，由于該層力學(xué)性質(zhì)差，對工程不利。該工點(diǎn)最大凍結(jié)深度0.5米。

本測區(qū)地震動峰值加速度為0.05g。地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s。

（六）交通運(yùn)輸情況

本工程地處市區(qū)，交通便利。濟(jì)西站位于濟(jì)南市槐蔭區(qū)段店鎮(zhèn)境內(nèi)，隸屬于濟(jì)南鐵路局管轄，按等級為特等站，按技術(shù)作業(yè)性質(zhì)為編組站，按業(yè)務(wù)性質(zhì)為貨運(yùn)站。本站為京滬、膠濟(jì)兩大干線的交匯點(diǎn)，是全路路網(wǎng)性編組站之一;主要擔(dān)負(fù)著京滬、膠濟(jì)上、下行貨物列車及部分樞紐小運(yùn)轉(zhuǎn)列車的解體、編組和中轉(zhuǎn)任務(wù)。但編組場和機(jī)務(wù)段內(nèi)現(xiàn)有道路不符合施工要求，施工時在編組場內(nèi)需要修建臨時便道和便橋。

（七）施工總工期及其依據(jù)

本項(xiàng)目為南水北調(diào)配套工程，建設(shè)任務(wù)緊，計(jì)劃2012年10月開工，2015年9月竣工，設(shè)計(jì)總工期為36個月。本設(shè)計(jì)工期考慮汛期與非汛期連續(xù)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(shè)計(jì)僅按當(dāng)前列車運(yùn)行圖情況和鐵路局管理要求預(yù)計(jì)工期，實(shí)施時應(yīng)根據(jù)實(shí)際列車運(yùn)行圖情況和工程情況進(jìn)行調(diào)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(zhǔn)備1個月（拆遷及辦理各管理單位協(xié)議相關(guān)手續(xù)）;

（2）大臨工程3個月;

（3）Ⅴ場框架橋18.5個月;

（4）機(jī)務(wù)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(nèi)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(gòu)件預(yù)制廠1處。考慮3處框架橋同時施工，材料轉(zhuǎn)運(yùn)很不方便，故相應(yīng)設(shè)置材料廠3處，小型木材加工廠1處和小型混凝土構(gòu)件預(yù)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(hù)砌工程所修便道，同時為機(jī)務(wù)段框架橋和Ⅴ場框架橋現(xiàn)澆段、引道工程服務(wù)。由于該通道穿過濟(jì)西編組站經(jīng)過4處平過道，且其中兩處上方有接觸網(wǎng)，為防護(hù)過往施工車輛高度超限，設(shè)置限高架兩處，以防護(hù)接觸網(wǎng)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(wù)。③施工通道3考慮利用濱河南路鐵路外側(cè)道路工程先期施工屆時已經(jīng)形成的路面，為Ⅰ場框架橋、泵站及引道工程服務(wù)。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(wù)。

（3）三七灰土拌合場設(shè)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(shè)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(jī)務(wù)段下框架橋設(shè)計(jì)采用明挖現(xiàn)澆施工，考慮機(jī)務(wù)段線路和接觸網(wǎng)過渡方案，待橋完工后恢復(fù)線路。（2）本工程施工對編組站到達(dá)場、調(diào)車場和機(jī)務(wù)段行車影響較大，需要與各相關(guān)單位協(xié)商做好過渡工作。

（十一）主要工程

本工程為獨(dú)立橋涵工點(diǎn)，主要工作為框架橋的施工，因工程所在地的既有線路性質(zhì)和地質(zhì)條件比較復(fù)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(jìn)法施工，I場及V場線路下框架橋采用線路架空后原位現(xiàn)澆的方法進(jìn)行施工，機(jī)務(wù)段下框架橋采用線路過渡，分段明挖后原位現(xiàn)澆。為此施工中有如下主要工作內(nèi)容：

1.線路加固

京滬上下行線、B1線、I場及V場到發(fā)線和牽出線下框架橋施工中采用D便梁進(jìn)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(jìn)行無縫線路應(yīng)力放散。為保證便梁下有足夠的空間施工，中孔便梁支點(diǎn)采用樁基，因工程所在地地質(zhì)條件較差，地下水位較高，便梁支點(diǎn)無法采用挖孔樁，故本次設(shè)計(jì)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(diǎn)后，縱移便梁，形成3孔便梁架空線路的加固形式。

2.頂進(jìn)部分降水措施

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

（1）線路架空后，在頂進(jìn)的框架橋外側(cè)施打旋噴轉(zhuǎn)止水帷幕，并在止水帷幕內(nèi)存布設(shè)降水井管。（2）為減小支點(diǎn)樁基的側(cè)向壓力頂進(jìn)部分框架橋采用帶土頂進(jìn)。

3.I場及V場現(xiàn)澆段基坑基坑防護(hù)及降水

I場及V場到發(fā)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(cè)施打旋噴樁加固土體及止水帷幕，當(dāng)旋噴樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按設(shè)計(jì)圖紙要求在便梁中孔下開挖基坑并進(jìn)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(yè)的影響，在基坑四周設(shè)置止水帷幕，為增強(qiáng)止水效果，將框架橋基坑分段設(shè)置止水帷幕，并在每個基坑坑底四周設(shè)矩形排水溝將水引至設(shè)置在四角的集水井，排出基坑。為現(xiàn)澆框架橋提供良好的工作空間。

4.機(jī)務(wù)段線路過渡分段澆筑框架橋

下穿機(jī)務(wù)段整備場部分位于道岔區(qū)，線路加固復(fù)雜，本次設(shè)計(jì)采用站場過渡方式分段明挖后現(xiàn)澆框架橋的施工方法。具體步驟如下：

（1）首先進(jìn)行線路過渡，拆除（705～714#）一渡兩交組合道岔后，分步鋪設(shè)臨時道岔，最后將機(jī)8道、機(jī)9道向東改移，通信、信號和接觸網(wǎng)根據(jù)改移股道結(jié)合永臨工程進(jìn)行改移，騰出現(xiàn)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(shè)置22根孔徑為1.5m鉆孔樁進(jìn)行防護(hù)，并在樁頂設(shè)高度1m，寬度1.8m的冠梁連接各樁，作為東側(cè)邊坡的防護(hù)，隨后開始開挖機(jī)務(wù)段第一段基坑，基坑南北方向兩側(cè)邊坡按1：1.25坡率放坡，邊坡采用噴錨網(wǎng)防護(hù)、基坑西側(cè)順接臨時通道;基坑形成后在邊坡塹頂外設(shè)置雙排咬合旋噴樁止水帷幕，基坑內(nèi)部四角設(shè)置直徑1.0m、深度1.0m的集水井，基坑內(nèi)部邊緣設(shè)置4口直徑0.6m，深度8m的PVC硬管管井，坑內(nèi)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(jìn)行旋噴樁加固處理，地基處理完成后在原位進(jìn)行現(xiàn)澆框架橋的施工。

（2）框架橋施工完成并養(yǎng)護(hù)一段時間后，可用三七灰土回填基坑南北兩側(cè)，當(dāng)框架橋養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求后，將機(jī)8道、機(jī)9道恢復(fù)原位，對第二段基坑施工，基坑邊緣距機(jī)2道較近，為增大施工空間，先將機(jī)1道、機(jī)2道外移（向東移），逐步將原先在第二段基坑施工范圍內(nèi)通過的機(jī)3道至機(jī)7道改道，機(jī)5至機(jī)7道向西撥移至已經(jīng)施工完的第一段框架橋上，機(jī)3道、機(jī)4道向東撥移至尚未施工的第三段，通信、信號和接觸網(wǎng)根據(jù)改移股道結(jié)合永臨工程進(jìn)行改移，因第二段基坑施工時距鄰近運(yùn)行股道較近，為此先在這段范圍進(jìn)行高壓旋噴樁加固處理，加固后設(shè)置23根孔徑為1.0～1.5m鉆孔樁進(jìn)行防護(hù)，并在樁頂設(shè)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(hù)，剩余基坑和框架橋同第一段框架橋，框架橋施工完成并養(yǎng)護(hù)一段時間后，可用三七灰土回填基坑南北兩側(cè)，當(dāng)框架橋養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求后，即可將機(jī)3道至機(jī)9道恢復(fù)原位。

（3）第三段框架橋施工前，將機(jī)1道、機(jī)2道向西撥移至第二段框架橋上，同時通信、信號和接觸網(wǎng)根據(jù)改移股道結(jié)合永臨工程進(jìn)行改移，其余部分同上，當(dāng)三段框架橋都施工完后，最終將機(jī)務(wù)段各股道恢復(fù)至施工前狀態(tài)。

三、結(jié)語

該立交橋作為濟(jì)南市西部的重點(diǎn)工程，目前已經(jīng)完工并開通使用，周邊可減少20分鐘繞行時間，為濟(jì)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(xiàn)：

[1]《鐵路工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（Q/CR9004-2018）.

[2]《鐵路建設(shè)項(xiàng)目預(yù)可行性研究、可行性研究和設(shè)計(jì)文件編制辦法》（TB 10504-2018）.

[3]《鐵路大型臨時工程和過渡工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（Q/CR9149-2018）.

[4]建筑施工手冊.