德陽沱江西路下穿高速鐵路安全防護措施設計

2022-03-18 23:27:10鄧大勇

交通科技與管理 2022年4期

鄧大勇

關鍵詞下穿;既有鐵路;城際高鐵;高壓旋噴樁;支護樁;D型便梁

中圖分類號 U445.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）04-0127-03

0 前言

隨著城市發展的需要，道路路網進一步加密，道路立體交叉節點越來越多，新建道路施工期間對既有道路的安全保護問題十分突出。該文從采用人工挖孔樁架設D型便梁和抬梁型鋼加固既有鐵路，以及采用高壓旋噴樁止水結合鉆孔樁支護的綜合處治方案對在建高鐵橋墩基礎進行加固支護方面論述。

1 項目概況

德陽沱江西路下穿位于德陽市區西南，是聯系市區天元、重裝兩個片區的重要通道。該下穿通道有效地突破現有鐵路線分割，串聯鐵路線東西方向，完善了路網結構，對城市空間拓展、區域經濟發展起到了重要的作用。

項目起于沱江西路與韶山路交叉口，往東依次下穿銀山南路、新河（石亭江支流）、寶成鐵路正線（上、下行）、東汽專用線、成綿樂城際鐵路、五臺山路，止于沱江西路與金山街交叉口。

項目設左、右機動車道各長255 m，左、右非機動車道長度分別為258.8 m和258 m，道路等級為城市主干路，設計速度60 km/h，機動車道寬度12.5 m、高度為5.0 m，非機動車道（包括人行道）寬度6.5 m、高度為2.5 m，均為獨立下穿框架結構，下穿框架結構共四個。典型斷面見圖1。

項目工程周邊環境比較復雜——在短距離內依次下穿河流、既有鐵路、專用線、城際高鐵，在國內外都比較少見，控制因素較多——項目既要保證既有繁忙鐵路的正常運營，又要確保城際高鐵的安全，同時又要做好河流等的遷改過渡工作和考慮由于地下水位高、地質條件復雜等因素下大基坑開挖的止水、降水措施等等，其勘察、設計難度相當大，處理技術要求也相當高。

2 安全防護關鍵措施設計技術

2.1 既有線加固設計技術

在軌道外側及軌道之間設置方形挖孔樁，然后在挖孔樁上安設D型便梁和抬梁型鋼加固線路[1]。既有鐵路為三線，寶成上、下行及東汽專用線，寶成線下行線與東汽專用線線間距為5.0 m，寶成線上、下行線間距為4.0 m，4.0 m線間距不滿足D便梁施工，須將寶成線采用拔線施工，以達到D便梁設計施工要求。另外，既有鐵路路基施工后若有沉降將進行補碴處理。加固設計見圖2。

2.2 主要止水、降水措施設計技術

2.2.1 下穿基坑開挖時

下穿框架基坑作業面長255 m，最寬處105 m，最深挖11.76 m。基坑下穿了沱江水系石亭江支流新河，為常年流水河流，基坑位置地基主要為中粗砂和卵石土層，透水性強，常年水位埋深為2.4～6.3 m。

在鐵路范圍內，設計時先在基坑外側采用高壓旋噴樁形成帷幕進行止水，沿成綿樂城際鐵路橫向和寶成線西側南北向接著在旋噴樁和基坑外側之間布設鉆孔支護樁，同時沿寶成線西側路堤外側，布設注漿孔注漿止水，然后沿基坑周邊布置管井，靠近鐵路段60 m基坑周圍布置輕型井點降水井，由于基坑較大，再沿基坑中心縱向布置一些輕型降水井，隨降隨挖。通過以上幾種方式進行止水、降水處理，有效防止了砂土的流失，確保了鐵路的安全[2-3]。基坑防護措施見圖3。

2.2.2 下穿成綿樂城際高鐵橋墩時

成綿樂城際高鐵旌陽特大橋橋墩樁基設計為摩擦樁，主要位于透水卵石土層中，樁基邊緣離下穿框架外邊緣最近距離僅為5.46 m。框架基坑采用明挖法施工，為防止成綿樂城際高鐵因失土和失水而引起過大沉降或降低橋墩樁基承載力，將重點放在明挖下穿框架基坑前和下挖基坑時對橋墩的保護上[4-6]。先在高鐵橋墩四周采用高壓旋噴雙管樁止水，然后在旋噴樁外側采用鉆孔樁進行基坑支護，支護樁和旋噴樁形成一個整體對承臺進行密閉防護，并在橋墩和旋噴樁之間布設單排注漿孔進行注漿處理以加固土體，增強承載力，減小滲透系數;支護樁間采用鋼筋掛網，噴射混凝土，并采取有效措施使掛網鋼筋與圍護樁主筋進行可靠連接，圍護樁間土體開挖中可能出現局部超挖或垮塌，對此采用網噴混凝土對超挖空隙進行回填，并對圍護樁表面浮渣進行鑿除清理，使施工樁間掛網之前確保基面平整，不留空隙;為防止圍護樁樁頂位移過大，順城際高鐵方向采用縱向工字鋼支撐在支護樁冠梁上，還布置橫向和斜向工字鋼，垂直高鐵方向采用工字鋼拉桿連接支護樁，來保證施工期間高鐵橋墩的安全。高鐵橋墩防護措施見圖4、圖5。

3 工程實施效果

項目實施過程中，通過精心組織，嚴格按相關規范作業，尤其是既有線施工作業要求，D型便梁和抬梁型鋼加固線路取得成功，確保了既有線施工期間安全。

在實施中，制定了城際高鐵橋墩監控方案，沉降觀測點根據《建筑變形測量規范》（JGJ8—2007）并結合該項目要求進行布設（監測點布置見圖6）。通過監測，高鐵橋墩的沉降量均滿足相關要求，成功地將城際高鐵橋墩的沉降量和承載力有效地控制住。

4 結語

該下穿工程在設計施工時，對既有鐵路和城際高鐵采用了不同的加固措施，下穿基坑開挖時，也采取了有效止水、降水措施：

（1）對既有寶成線實施拔線施工，安設D型便梁和抬梁型鋼加固寶成線路和東汽專用線;

（2）下穿成綿樂城際高鐵橋墩時，先后采用了高壓旋噴樁、鉆孔樁等措施對橋墩進行防護和處理，有效防止橋墩沉降過大、傾斜或橋墩樁基承載力降低;

（3）下穿基坑開挖作業面大，且框架埋設于粗砂和卵石土層中，地下水位高，設計中合理布設高壓旋噴樁、支護樁、管井和輕型井點等措施進行止水和降水，有效地防止了砂土的流失。

通過以上的措施有效確保既有鐵路和城際高鐵安全，保證工程順利實施，為同類型的工程建設提供良好的借鑒作用。

參考文獻

[1]趙論禮. D便梁在地鐵暗挖下穿鐵路路線中的應用[J]. 科技資訊， 2013（35）： 43-45.

[2]吳林高. 工程降水設計施工與基坑滲流理論[M]. 北京：人民交通出版社， 2003.