铁路既有线架空方法研究

潘琳

摘 要：城市快速道路在穿越既有铁路时，多采用下穿铁路箱桥的结构形式，在进行既有铁路线下深基坑开挖前，为保证既有铁路的正常运营以及线路的安全，确保不中断铁路行车，必须先对既有铁路进行架空施工。文章以花城大道下穿铁路隧道工程在下穿铁路线路时采用的线路架空方案为例，按照实际线路情形对铁路架空的方法以及配套的深基坑开挖施工技术进行了简要分析。本工程设计采用明挖现浇法施工，利用排桩+对撑的支护结构，结合线路架空方案，成功解决了施工复杂情况下穿越铁路隧道的施工问题，保证了施工期间的铁路安全[1]。明挖现浇法是解决横穿铁路隧道施工的有效方法之一，线路架空及基坑防护工程是明挖施工的安全保障。对在不具备顶进施工的工程中，具有重要的指导意义。

关键词：既有线架空；基坑防护；明挖现浇

1 概述

我国城市化进程在快速发展的经济推动下，交通拥挤已日趋严重。为了缓解交通拥挤状况，城市不断地进行着交通线路网的新建和改造。当公路建设遭遇既有铁路线的施工，其考虑的往往不单是在建线路的施工安全、工期和工程造价等，更重要的是如何确保施工过程中既有线路运行[2]。

目前，武汉铁路局辖区内下穿立交穿越铁路比较成熟的施工方法是架空防护既有线后顶进施工和铁路线下明挖现浇法。武汉市花城大道下穿铁路隧道结合线路架空防护，利用基坑排桩+对撑的支护方式，采用明挖现浇法施工，顺利完成53股电气化铁路的下穿施工。

2 工程概况

花城大道下穿铁路隧道工程总长1260米，下穿53股电气化铁路，深基坑开挖防护及线路架空为本工程施工组织重点和难点。以线路架空、深基坑防护、垂直开挖现浇施工为主要施工方法。施工各股线路架空时，根据既有架空设备、线路运营情况、地质等多种情况统筹兼顾，针对每股线路单独制定专项施工方案，确保施工过程安全、稳定、可控。

其中新建折返段机走线采用3孔16m工100工字钢梁架空线路，因箱桥下穿段为折返线的线路交汇处，两线共用一股架空梁，并HW600*200*11*17型钢整体横抬。

3 新建折返段机走线线路架空

3.1 线路现状

该下穿铁路隧道工程在大功率机车检修基地与新建折返段机走线相交，交角111°，线路轨底距箱桥顶板顶面距离2.95m，基坑垂直开挖深度2.95+8.25=11.2m。基坑防护桩为φ1.2m人工挖孔桩，桩顶设0.9m×1.2m（高×宽）冠梁。冠梁顶放坡高度1.8m。下穿该段地质情况：硬塑粘土，层厚10.6m；全风化粉砂质泥岩，层厚1.6m；强风化粉砂质泥岩，层厚8.0m。箱桥基底位于全风化层。

3.2 架空与深基坑开挖施工顺序

设计的线路架空形式为3孔工100架空梁整体横抬，2股道整体架空。横抬架空前，先在既有轨枕正下方穿双拼I26工字钢进行小架空，之后再穿横抬梁对两股线路进行抽槽横抬施工。施工前经过分析，认为可以简化大架空前的施工过程。因此，对整个架空体系进行了架空前施工过程的调整，线路架空体系仍然采用3孔工100架空梁，因线路道岔转辙器影响，将下承式架空更改为上承式。为确保施工安全，将方桩调整为圆桩，并进行了相应的复核检算。

详细架空和基坑施工步骤如下：

3.2.1 平面布置图（如图1）

3.2.2 架空立面图（如图2）

3.2.3 施工步骤

（1）开挖架空桩。（2）要点抽槽架三孔I100工字钢，之后回填道碴密实。（3）直股线路（运营线）穿4.42m钢枕，岔心处穿4.94m钢枕，“隔六穿一”，之后安装3-3扣轨（P50）。（4）按照“隔六抽一”的原则，并抽槽63cm深，将直股钢枕更换为HW600×200×11×17横抬梁，同时将横抬梁用扣件与主梁和钢轨连接。曲股直接抽槽。为防止横抬梁失稳，在横抬梁腹板顶钻φ24孔，用φ22高强螺栓@2000将横抬梁两两拉紧。（5）线下抽槽开挖线下防护桩及横撑立柱基础，并安装横撑立柱，浇筑线下冠梁。基坑两侧坡面喷锚防护。（6）开挖至冠梁顶以下3.5米，边挖边对桩间喷锚，安裝管撑、浇筑中间支墩桩桩间系梁砼。开挖至冠梁顶以下6.5米，安装第二道管撑。管撑与桩墙采用4拼H244×175×11型钢作围檩，围檩底部用L100×10角钢作支架。之后开挖至基底。（7）浇筑框架底板混凝土。各基坑开挖阶段，对于平行于线路的基坑边坡，同样采用挂网喷锚支护的方式对边坡土体进行防护。防护桩均挂网喷射混凝土并抹平，涂刷橡胶沥青防水涂料并在沉降缝处预贴TQF-1防水卷材。浇筑箱涵边墙及中墙混凝土，之后拆除第二道管撑。（8）浇筑顶板混凝土，之后拆除第一道管撑。顶板浇筑前，为架空支墩及管撑立柱分别预留φ2.0m和φ1.0m孔洞，孔洞周边预留砼挡碴墙钢筋。（9）拆除横撑立柱，补洞。浇筑φ2.5m钢筋砼挡碴墙，之后对箱顶回填A组料并压注水泥浆。注意养护线路。（10）在中间支墩处要点安装3-5-3吊扣轨（P50轨，12.5米长），吊扣轨与工字钢梁既有钢枕采用U型螺栓连接。拆除横抬梁和架空梁（边拆边回填道碴密实），然后破除架空中支墩至箱涵顶板底面，补孔。（11）破除剩余架空支墩混凝土，并对箱涵底板补孔。挡碴墙内下部回填C15混凝土，保证密实。上部50cm回填级配碎石，之后拆除P50吊扣轨以及钢枕。养护线路并取消慢性点，完成新建折返线机走段全部施工作业。

4 结束语

明挖现浇法是解决横穿铁路隧道施工的有效方法之一，线路架空及基坑防护工程是明挖施工的安全保障。在基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，确保基坑支护结构和相邻建筑物及既有道路、铁路的安全，以确保工程的顺利进行。在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数。

参考文献

[1]黄光辉.武汉市花城大道西段下穿铁路隧道线路架空及基坑防护工程[J].城市建设理论研究（电子版），2014（20）.