田韩线架空线路现浇框架箱涵的探讨

张 亚 利

(中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，湖北 武汉 430064)

·道路·铁路·

田韩线架空线路现浇框架箱涵的探讨

张 亚 利

(中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，湖北 武汉 430064)

结合平煤矿区铁路田韩线平交改立交工程的实际现状，采用了架空线路就地现浇施工工艺，并对线路架空、基坑开挖、框架箱涵现浇施工等技术进行了阐述，使工程安全、质量、工期、费用都得到了有效保证和控制。

平交改立交，线路架空，现浇，箱涵

1 项目背景

平顶山矿区铁路始建于20世纪50年代，随着煤矿的开发建设而逐步兴建起来的，它为中国平煤神马集团(以下简称平煤)所拥有，并由平煤经营管理，旨在为煤矿建设、生产、综合经营服务的煤炭工业专用铁路。经过平煤多年的精心经营，截止目前，矿区铁路已形成了以田(庄站)韩(庄站)线为矿区铁路主干线，通达平煤各大生产矿井的放射型铁路网络。

在矿区铁路的运营中，由于受煤矿采空区沉陷的影响，路基下沉为普遍现象；本矿区铁路路基下沉现象尤其明显，有些路段经过多次的起道后，现有铁路路基高度已抬高5 m～8 m，最大点抬高有10 m左右，沉陷区原有的道口、涵洞等铁路设施都已中断或沉陷；线路下沉严重，造成线路的几何尺寸超标，线路高低不平，坡度超限，多处涵洞需要接长，多处平交道口需要改为立交道口。2004年以来平煤矿区铁路逐步进行安全投入和技术改造，许多平交道口改为立交，2005年田韩线有3处平交改立交。

2 立交方案选择

2.1 项目概况

田韩线是平煤矿区铁路的主干线，设计标准为工业企业Ⅱ级，设计时速50 km/h，为单线铁路。一方面，随着全国铁路的多次大提速，大部分线路进行了全线隔离封闭，既有铁路线上修建很多上跨或下穿的通道，以便于铁路两侧行人和车辆的通行。为减少矿区铁路安全事故，平煤铁路管理部门也希望将铁路平交道口改为下穿式立交，实施封闭化管理；另一方面，田韩线大部分位于乡村，平交道口大多是等级较低的乡村道路，由于采空区沉陷，平交道口两侧的道路不断下沉，铁路多次起道，原平交道口处实际上已经变为路堤段，道口两侧道路由缓坡变成了陡坡，部分道口处的道路坡度过大，行人与车辆通行困难，当地对这类平交道口有很大意见，希望能改为下穿立交通过铁路。

本次田韩线3处平交改立交在平煤铁运处统一计划安排下，按照轻重缓急的原则，在2005年度安排实施，这3处平交道口沉降约3 m～5 m，它们与平煤矿区铁路大多数乡村道路平交道口相类似，在矿区具有代表性。图1为本项目其中1处平交道口在改建之前的实景。

2.2 方案比选

既有铁路线平交改立交，一般采用框架结构，较为常见的方法是预制框架，加固线路后顶进施工，另外还有一种是架空线路后就地现浇。本次平交改立交均为乡村道路，通行车辆较少，路幅窄，经与当地协商，下穿立交采用单孔框架箱涵形式，箱涵跨径按既有道路宽度控制，箱涵高度按能通行农用车辆为最高净空，3处立交箱涵规格均为1-4.0 m×3.5 m。

施工方案根据矿区铁路的实际情况，并考虑工程安全、施工难度、工期、经济性决定采用架空线路就地现浇箱涵，理由如下：

1)现浇方案施工难度小。本项目箱涵均为单孔箱涵，跨径4 m，净高3.5 m，涵长10 m～17 m，主体结构工程量少，对这类箱涵无论顶进还是现浇，其线路加固范围相当，工艺类似，差别不大，工艺区别在顶进和现浇。这种小型框架施工，顶进作业施工需要配套顶进工作坑、滑板、后背等附属工程，其难度明显大于现浇施工。并且箱涵是原位现浇而成，避免了顶进施工易出现的栽头或抬头以及斜交角度大、左右偏差过大的问题，安全满足设计要求。线路架空现浇箱涵施工流程详见图2。

2)现浇方案工期短。矿区铁路等级低，行车速度低，根据《铁路营业线施工安全管理办法》既有线下顶进或现浇施工时，线路加固架空段限速45 km/h，而田韩线实际运行速度不到35 km/h，故不影响铁路运行速度；另外，该线通行车次较少，其行车间隙的时间比国铁要宽裕很多，能够长时间连续施工作业，在该条件下，采用现浇方案比顶进作业工期短。线路加固后，箱涵可以开始作业，而顶进作业需要前期准备的工作较多，附属工程多，顶进本身工序还包含预制涵节的过程，与直接现浇箱涵相比工期要长，因此现浇方案工期占优。

经上述分析，架空线路就地现浇箱涵的施工方案符合铁路现实情况。实际上，目前在平煤矿区铁路，架空线路现浇施工工艺应用较为广泛，有些大型框架立交桥也采用了架空现浇方案。

3 实施步骤

具体施工过程都是较为常见的施工工艺，各个施工过程仅作概括介绍。

3.1 线路架空

目前线路加固较为普遍使用的方法有：吊轨梁法、横梁加固法、纵横梁加固法、轨束梁法、工字钢束梁法等。

由于本项目是单线架空，架空的跨度在10 m～20 m，较为简单，采用单跨架空即可。每处横抬梁采用6片[30；平行线路两侧的纵梁采用Ⅰ100工字钢，间距4.2 m；支墩采用2 m×2 m的挖孔桩，共4个，箱涵与铁路的斜交角度决定了架空范围的大小。图3为正交箱涵的架空立面图。

3.2 基坑开挖

线路架空完成后即可进行基坑开挖同时做好防护，开挖到位后，立即立模、绑扎钢筋准备浇筑混凝土。

3.3 框架箱涵现浇施工

本项目涵身为C35钢筋混凝土，3处立交共计不到230 m3混凝土，体积较小。架空线路下的箱涵现浇工艺与新建线路上的箱涵相同。

3.4 防水层

箱涵顶部为TQF-1防水层，其上为3 cm厚细石混凝土保护层，内设钢丝网，箱涵两侧为881-1防水层。

3.5 拆除架空设备恢复线路

防水层施工完毕且主体达到设计强度后即可进行拆除架空设备恢复线路工序。

3.6 附属工程施工

线路恢复后严格按照设计图纸和规范要求施工，完成路堑挡墙、护坡、检查台阶、栏杆等附属工程。

4 采空区平交改立交的特点

4.1 沉降影响

由于建设场地位于矿区采空区范围内，箱涵设计时需考虑采空区沉降影响，根据本项目所在的位置，结合矿区开采情况，经测算，该片采空区后期约有1 m的沉降量，因此设计时箱涵两侧需要预留1.5 m涵长。

4.2 基坑开挖

一般地区平交改立交基坑较深，相应基坑支护工程量大，施工难度大，立交涵出入口段路堑深，挡墙高。而采空区沉陷后道口处铁路高出两侧地面，开挖量主要是铁路路基的填方，原地面下基坑实际开挖较浅，立交涵出入口路堑段较短，因而相比一般地区，采空区沉陷区域平交改立交基坑开挖的支护工程量少、工艺简单，这也是选择架空现浇的一个重要因素。

5 结语

田韩线2005年3处平交改立交于当年完成并投入使用，目前运营良好。该项目针对平煤矿区的铁路实际情况，采用架空现浇施工工艺，取得了明显的经济效益和社会效益，并在之后的矿区铁路平交改立交工程中得到了推广实施。

[1] 张青松．既有线上就地现浇框架桥线路加固工程的设计和施工[J]．铁道标准设计，2008(10):28-30.

[2] 喻胜朋．宛坪高速公路下穿宁西铁路分离立交框架桥施工技术[J]．科技信息，2008(2):126-127.

Inquiry on cast-in-situ frame box girder of overhead line on Tian-Han route

Zhang Yali

(WuhanDesignAcademyCo.,Ltd,ChinaCoalScience&TechnologyGroup,Wuhan430064,China)

Combining with actual status of turning grade crossing into grade separation of Tian-Han route of Ping coal mine area, the paper adopts cast-in-situ construction technology of overhead line, and describes overhead line, foundation excavation, frame box girder casting and other technologies, so as to effectively guarantee and control engineering safety, quality, duration and cost as well.

turning grade crossing into grade separation, overhead line, cast-in-situ, box girder

2015-05-24

张亚利(1975- )，男，高级工程师

1009-6825(2015)22-0138-03

U448.17

A