下穿高铁公路立交封闭式路堑设计

杜 燕

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

下穿高铁公路立交封闭式路堑设计

杜 燕

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

结合某市政公路下穿某城际铁路的工程地质水文条件，对该工程的主体结构作了介绍，着重对该工程封闭式路堑的设计进行了研究，阐述了U型槽基底加固、开挖及止水帷幕的技术措施，以实现施工零沉降的目标。

城际铁路，沉降，路堑，降水，立交工程

随着我国铁路及公路等交通基础设施的快速发展，交通建设要求和标准也不断提高。为了保证行车速度和交通安全，大量的铁路、公路平交改为立交，一些线路不可避免以路堑下穿方式通过地下水位较高的地段。如何确定下穿方案，使新建公路对既有高速铁路的影响降至最低，成为一个新的研究方向。

1 工程概况

某市政公路下穿某城际铁路，既有城际铁路钢构中桥为该市政公路预留了平面通过条件，工程本身位于滨海软土区，且为区域沉降漏斗区，城际铁路沉降已超出设计要求，铁路工务部门要求，该公路立交工程设计方案及施工必须对城际铁路沉降零影响，并确保框构边墙免受车辆的冲击。

设计方案不但要采用合理的结构形式，还要避免对桥台锥体及两侧路基产生沉降影响，避免地下水下降产生沉降。

1.1 工程地质条件

工程范围内表层为粉土，褐黄色，软塑，含少量姜石，厚2.0 m，σ0=90 kPa；粉质黏土：褐黄色，软塑，含少量姜石，厚2.8 m左右，σ0=110 kPa；黏土：褐灰色，硬塑，6.0 m以下软塑，含粉砂夹层，厚3.9 m左右，σ0=85 kPa；粉质黏土：灰褐色，软塑，局部含粉土薄层，厚3.1 m左右，σ0=110 kPa；黏土：灰白色，软塑，局部含粉土薄层，厚2.7 m，σ0=85 kPa；粉质黏土：褐黄色，软塑，含锈斑，厚5.9 m左右，σ0=140 kPa。

1.2 水文地质条件

地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级H1，具氯盐侵蚀性，环境作用等级L2。勘测期间地下水埋深1.65 m～2.60 m。

2 主体结构

本次方案设计中，虽然挖深不大，但考虑地下水位较高，为了防水及防止建成后车辆对既有城际框构边墙的冲撞，刚构连续梁中桥下为U型槽设计，车道的路面荷载及车辆荷载均作用在U型槽上。根据设计，槽体采用C40防水钢筋混凝土浇筑，抗渗标号P6，耐磨蚀系数不应该小于0.8，结构主筋及分布筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HRB335钢筋。边墙顶厚0.5 m，隔离墙厚0.4 m，隔离墙高出人行道路面0.2 m。结构底板厚0.6 m～1.4 m，边墙面坡及背坡均采用直立式。下钻既有城际刚构桥处，分为三个独立U型槽，主槽底板厚0.8 m，边槽底板厚0.7 m，U型槽底板占压既有桥承台，竖向间距仅10 cm，用聚苯板填充。

该工程下穿城际铁路横断面示意图见图1。

3 U型槽基底加固处理

因既有城际为预留框构，U型结构的地基处理及防水措施不同于一般U型槽。结构本身自重大，且因尺寸限制，边墙设置在既有桥墩承台上，底板距离承台上缘仅10 cm，过大的槽体沉降会对既有城际铁路桥墩产生影响，因此要求U型槽接近零沉降。多种地基处理措施比较，最终选择了钻孔灌注桩与U型槽底板连为一体，作为类似于桩板结构的形式通过预留框构，通过有限元软件Midas模拟计算该工况，确定了桩长为35 m，同时桩间距的布置要结合既有桥墩的布置形式，横向间距3.8 m+5.0 m+3.8 m，纵向间距5.6 m，与既有桥桩基础错开布置。

4 开挖及止水帷幕措施

由于该段地下水埋深浅，为避免由于基坑的开挖对地下水位扰动过大，造成既有城际铁路沉降超限，设计过程中对本段基坑底采用旋喷桩短桩咬合封闭，两侧采用旋喷桩+钻孔灌注桩支护止水，尽可能减少U型槽开挖施工降低城际铁路其他部位的地下水及对桥梁锥体的扰动。为防止城际路堤变形，于坡顶外0.5 m处设置一排钻孔灌注桩作为支护，顶设C30钢筋混凝土冠梁，并在其外侧布置两排咬合旋喷桩止水帷幕。

同时为防止城际铁路框构两侧高填方路基因基坑降水产生沉降，沿城际路基坡脚50 m范围采用旋喷桩止水帷幕内，外侧设置观测井及回灌井，要求水位下降0.3 m需及时回灌。止水帷幕及封底加固见图2。

5 效果及质量

目前该下穿城际铁路的公路立交工程已实施完成，施工过程中效果很好，通过城际铁路的沉降观测结果来看，该立交工程的设计方案达到了预期目的，对城际铁路影响非常小。

6 结语

1)下穿既有铁路桥预留框构时，设计方案不但要采用合理的结构形式，还要避免对桥台椎体及两侧路基产生沉降影响，避免地下水下降产生沉降。2)在软土、松软土或地下水发育的地段应采取地基加固或抗浮措施，以满足U型槽地基承载力、工后沉降以及抗浮稳定性的要求。本工程采取钻孔灌注桩与U型槽底板连为一体，作为类似于桩板结构的形式通过预留框构，通过有限元软件Midas模拟计算钻孔桩长度。3)为避免由于基坑的开挖对地下水位扰动过大，造成既有城际铁路沉降超限，基坑底及基坑开挖时采用封底加固及止水帷幕的措施。

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Design of closed road cutting under reserved frame of high speed railway

Du Yan

(TheThirdRailwaySurveyandDesignInstituteGroupCorporation,Tianjin300251,China)

Combining with the hydrological conditions of one municipal road under-crossing intercity railway engineering, the paper introduces the major engineering structure, studies the design of closed road cutting, and describes technological measures of U-shape groove foundation reinforcement, excavation and waterproofing curtain, with a view to avoid construction subsidence.

intercity railway, subsidence, cutting, precipitation, interchange engineering

2014-11-26

杜 燕(1983- )，女，硕士，工程师

1009-6825(2015)04-0132-02

U416.13

A