集聲屏障、接觸網為一體的復合路基支擋結構設計

趙青海 胡會星

中鐵二院工程集團有限責任公司

1 概述

鐵路通過建筑物密集主城區時噪聲控制嚴格，面臨用地空間受限，征地拆遷困難、施工作業空間狹窄等難題，本文以某鐵路增建二線設計為例，采用集聲屏障、接觸網為一體的復合路基支擋結構設計，有效的解決了城市建筑密集地段征地拆遷困難等難題，達到了既滿足環保要求又節約工程投資的目的，為城市發達地區鐵路設計、建設提供參考。

2 工程概況

某既有鐵路增建二線通過建筑物密集的主城區，噪聲控制嚴格，線路右側緊鄰小區填土綠化帶，增建二線線路中心距離填土綠化帶距離6m，用地空間受限，征地拆遷困難。地質情況為：上覆人工填土（Q4ml），粉質黏土Q4al+pl，下伏卵石土（Q3fgl-al）。

3 方案擬定

方案一：采用放坡方案。該方案需挖除居民小區填土綠化帶，征地面積較大，對于土地資源稀缺且建筑物密集的城區，征地地拆遷實施困難。

圖1 放坡方案橫斷面設計圖

方案二：采用路塹擋土墻收坡方案。將接觸網、電纜槽、聲屏障、路基水溝、重力式路塹擋土墻等工程在平面上依次排開設置，重力式路塹擋土墻需拆除分填土綠化帶，該方案占地范圍較大，征地拆遷實施困難。

圖2 路塹擋墻方案橫斷面設計圖

方案三：采用集聲屏障、接觸網、路基水溝為一體的復合支擋結構方案。該方案利用既有線右側有限的用地空間，擋墻高度8.2m，底板寬度5.4m，將增建二線低路基及側溝設置于懸臂式擋墻底板之上，通過牛腿將接觸網設置于懸臂式擋墻邊墻內側，懸臂式擋墻邊墻用于承受外側小區填土綠化帶土壓力，同時兼具聲屏障功能。該方案有效的解決了城市建筑密集地段征地拆遷困難等難題，達到了既滿足環保要求又節約工程投資的目的。

圖3 集聲屏障、接觸網為一體的復合支擋結構方案橫斷面設計圖

4 復合路塹支擋結構設計

集聲屏障、接觸網為一體的復合路塹支擋結構設計主要包括：結構布置，懸臂式擋土墻的結構及穩定設計，接觸網牛腿設計等。

4.1 結構布置

集聲屏障、接觸網為一體的復合路塹支擋結構包括：懸臂式擋墻，設置在邊墻上的牛腿結構（用于設置接觸網基礎，沿線路方向50m設置一處牛腿）。

4.2 懸臂式擋土墻的設計

懸臂式擋墻按照TB 10025—2019《鐵路路基支擋結構設計規范》[1]及GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》[2]進行設計。

（1）設計活載：軌道及列車荷載在懸臂式擋墻踵板上產生的豎向土壓力按彈性理論條形均布荷載作用下的土壓力進行計算。采用懸臂式擋墻代替聲屏障作為降噪措施，風荷載按0.82kN/m2。

（2）設計土壓力：墻后填土及小區填土綠化帶填土物理力學指標：γ=18kN/m3，Φ=30°，產生的土壓力按庫侖主動土壓力計算。

（3）接觸網荷載：接觸網靠線路右側基礎通過牛腿方式設置在懸臂式擋墻邊墻上，（為了方便接觸網及電纜槽檢修維護，牛腿頂部距水溝蓋板頂1.15m），接觸網基礎通過螺栓預埋件與牛腿連接，接觸網荷載（標準值）如表1。

表1

（4）懸臂式擋墻立臂、趾板、踵板按懸臂梁計算內力，按極限狀態法進行結構設計。

4.3 地基處理及施工要求

（1）懸臂式擋墻基底地基承載力要求不小于150kPa，懸臂式擋土墻底設一層0.3m厚砂礫石墊層并夯實整平，待檢測承載力滿足擋墻基底容許承載力后，在砂礫石墊層頂澆灌一層C15 素混凝土墊層，厚0.1m，作為鋼筋綁扎和澆灌混凝土作業面。

（2）擋墻基坑開挖前對既有線進行扣軌加固，基坑開挖時應自上而下分段分層開挖并及時對既有線臨時邊坡采用噴錨網防護。

（3）懸臂式擋墻立壁板與地方小區綠化帶間空隙自下而上分別采用1.5m 厚M7.5 漿砌片石、1.5m 厚砂礫石透水層、夯填黏土回填封閉，夯填黏土頂面與地方綠化帶頂齊平。

5 結語

結合某既有鐵路增建二線設計，采用集聲屏障、接觸網為一體的復合路基支擋結構收坡，有效的解決了城市主城區建筑密集地段征地拆遷困難等關鍵性難題，達到了既滿足環保要求又節約工程投資的目的，為城市發達地區市域鐵路的設計、建設提供參考。