锦承铁路K249+287小北口道口平改立工程挡墙设计

张艳艳

（辽宁省公路勘测设计公司 沈阳市 110166）

锦承铁路K249+287小北口道口平改立工程挡墙设计

张艳艳

（辽宁省公路勘测设计公司 沈阳市 110166）

对铁路道口平改立项目中公路下穿铁路方案时的挡墙设计进行总结，结合具体设计实例，分析了挡墙设计时应考虑的设置条件、设置范围、结构形式、挡墙验算、基底处理等问题。

铁路道口平改立；公路下穿铁路；挡墙设计

1　工程概况

锦承铁路K249+287小北口平改立工程位于凌源市北部国道306绥克线上。绥克线现有路面宽15m，与锦承铁路平交。本次设计对此平交道口进行改造，改造后绥克线下穿锦承铁路，按公铁分离式立体交叉进行设计。项目按一级路标准进行设计，设计速度60km/h，桥涵设计荷载为公路—I级。本项目路线全长0.67km（含铁路框构桥）。

项目地处城区，路线总体方向由南向北，沿线左侧建筑物以新建商品房及商铺为主，路线右侧20～80m外为大凌河河岸。沿线地势平坦。路线起点位置地势略低，终点位置略高，全线高程在396.5～401.75m之间。

项目所在区域表层为素填土，其下为角砾层及亚粘土层。凌源市处于中温带亚干旱季风型大陆性气候。日照充足，四季分明，年平均气温8℃。一月平均气温-11.2℃，最低气温-37.6℃，七月平均气温23.3℃，最高气温35℃。雨热同季，年平均降水量550mm，无霜期150d左右。地震基本烈度为VII度，地震动峰值加速度为0.1g。季节性冻土标准冻深150cm。

2　挡墙设置范围

根据水文地质勘测资料，框构桥处地下水埋深为13.0m，地下水位标高为392.471m，本项目最低处设计标高为397.095m，比本项目最低点设计标高低4.624m，从地下水位勘测资料来看，本项目不需设置U型槽；另外，根据凌源市大凌河建设管理局提供的有关说明，桥位处大凌河设计堤防防洪标准为50年一遇，100年校核，百年一遇洪水位高程为398.316m，洪水流量为2733m3/s，流速为3.48m/s，该段位于主城区河段，从城市发展角度考虑该处为复式断面，河床设有主槽挡土墙，墙下设6m宽石笼护坦，主槽墙高2m，上为6m宽人工游道，桥位处主河床设计为橡胶坝人工湖水面，人工湖地面下1m设计为600g的土工膜防渗，湖区整体全部防渗处理。考虑到百年一遇洪水位较本项目最低点高程略高1.221m，且距离路线约25m，该处城市防洪标准为50年一遇，即使发生百年一遇洪水，水位也较地面高程低，不会对本项目造成直接危害，另外，根据朝阳当地气候特点，洪峰停留时间较短，洪水渗漏有限，不会对本项目造成影响，经综合论证，本项目不设置U型槽。

项目于下穿铁路处设置2～16m框构桥，机动车道最大挖深8.4m，左右两侧非机动车道与机动车道最大高差分别为2.44m与2.32m。本项目位于城镇地区，路堑如果采用挖方边坡形式，会产生大量占地，原路的沿街住宅及商铺几乎要全部拆迁，因而在不设U型槽的情况下设置挡墙是减少对周边居民影响的最佳方案。

根据主线纵断及两侧非机动车道纵断，地面与非机动车道以及非机动车道与机动车道之间存在的高差，在非机动车道外侧，框构前后设置4道外侧挡墙，结合地面高程及冻深标准，挡墙最大墙高8.16m，最小墙高2m，墙高小于2m时以路基边坡过渡至零挖方断面。在非机动道内侧，机动车道两侧设置2道内侧挡墙，最大墙高4.13m，最小墙高2.13m，墙高小于2.12m时以轻型挡墙过渡至无纵断高差断面。全线内外侧挡墙长度合计共1776m。

根据挡墙的设置位置、作用及受力情况，挡墙类型选用重力式。为避免挡墙基础及地基的不均匀沉降及墙身破坏，按墙高及长度设置沉降缝及伸缩缝，每道缝间隔长度取10m，在框构位置或有特殊要求部位可适当调整分段长度，最大不超过15m。缝宽为2cm，设置成通缝，缝内沿墙的内、外、顶三侧填塞双面涂沥青的木板，填塞深度大于15cm。在挡墙建筑材料选择上，总结了已建成类似挡墙的施工及养护经验，采用C25片石混凝土，以更好地保证施工及外观质量，也更有利于后期养护。混凝土中片石掺入量不得多于其体积的20%，片石强度不低于MU40。

挡墙在断面图中的设置位置如图1、图2。

3　挡墙断面尺寸的拟定及验算

挡墙断面尺寸在拟定及验算时本着满足构造要求，符合路基断面规定，在保证结构稳定、满足地基承载力的条件下，尽可能考虑出露面美观、减小挡墙截面积进而减小总体工程量的设计原则，对不同墙高的代表性断面进行多次试算，力求获得满足上述要求的最佳断面。本项目挡墙的地基承载力及稳定性等计算均采用《理正岩土计算》中的挡土墙设计程序进行验算。

项目中挡墙面坡位于机动车道及非机动车道两侧，从美观及保证车道宽度并减少占地方面考虑，面坡验算时首先选用垂直坡度进行计算，计算结果无法满足要求时尽量通过调整背坡坡度及墙址尺寸来达到要求。基础部分设置墙址，墙址台阶面坡垂直，调整墙址尺寸时应注意其高宽比不小于1.5。墙底坡度优先按水平计算，抗滑移验算不满足要求时再逐渐增加墙底横坡。根据本项目的具体情况，路基标准横断面中对挡墙墙顶宽度做了规定，机动车道与非机动车道间挡墙顶宽固定为50cm，非机动车道外侧挡墙顶宽固定为80cm。机动车道与非机动车道间挡墙墙顶高程纵断由非机动车道纵断确定，地面高程纵断由机动车道纵断确定。非机动车道外侧挡墙墙顶高程由对应位置地面高程确定，地面高程纵断则根据非机动车道纵断确定。各部位高程计算时计入了机动车道及非机动车道横坡的影响。根据地质资料中冻深相关数据，挡墙基础埋深取1.5m。框构部位的挡墙基础底面为框构底板顶面高程，对该部位的挡墙单独进行了稳定性验算。

本项目地处城镇，路线右侧为城镇中心区，左侧也有部分建筑及大片空地，可能有地摊或其他群众性活动导致人群聚集于挡墙顶部外侧地面，因此在验算外侧无出行便道挡墙时仍考虑了人群荷载。本项目墙前基础部位为机动车道或非机动车道，其路基按道路要求有很好的压度及承载力，地层稳定，不受水流冲刷和其他打动破坏，因而在进行挡墙计算时考虑了这部分的墙前被动土压力。铁路框构附近挡墙最大高度8.16m；机动车道两侧挡墙基础大部分位于粘土层。这两类断面经多次调整墙体尺寸数据，所需承载力仍稍大于地基承载力，为提高地基承载力，挡墙基底增设25cm厚透水性材料垫层。

挡墙断面形式如图，经结构计算各高度代表性断面尺寸如表1：

表1　

4　墙后排水、回填等

为排除墙后积水，防止墙身承担多余的静水压力，及减小冬季墙后填土产生的冻胀压力，对墙后地面加强防水排水设计，同时挡墙本身设置排水设施。

机动车道外侧挡墙墙后为非机动车道路面，设置了向内的横坡，以便及时排除路面积水。非机动车道外侧挡墙墙后一侧为出行道路，该道路设置了向外的横坡，并于路基外侧设置排水边沟，用于快速有效排除路面水，以及附近地面积水，防止水分渗入墙后填土部位。非机动车道外侧挡墙墙后的另一侧为空置地面，要求挡墙施工回填完毕后对地面进行夯拍处理，铺筑一层防水黏土或其他不透水材料，并整修出向外的坡度，以利于墙后地面水的及时排出，保证挡墙结构的稳定耐久。

于挡墙上设置泄水孔，泄水孔上下间距为2m，水平间距2.5m，交错布置，最下排高出地面30cm。泄水孔直径10cm，采用硬塑管，泄水孔后布置50cm ×50cm土工布。使墙后水分通过泄水孔顺利排至墙外。考虑到可能存在渗水量大及冬季冻胀情况的出现，墙背全高填筑30cm厚砂砾作为连续排水层，底部及顶部以胶泥或其他不透水材料封堵，用来更有效地排干墙后水分。具体设置情况如图4。

挡土墙开挖时，应留出50cm宽工作面，基坑边坡不陡于1∶1。基底开挖时应避免受水浸泡，连续排水层的填筑应与墙后填土同时进行，墙后开挖后的回填材料应选用透水性好抗剪强度大且稳定易排水的碎石类土填筑，不得选用粘土、腐植土、淤泥等作为填料。在墙体强度达到80%以上时方可填筑夯实墙后路基填料，以确保墙体稳定。施工中还应重视基底实际承载力的校核，如不满足设计文件中对基底承载力的要求，应及时与设计单位联系，采取措施，保证挡墙稳定，不得盲目施工。

挡土墙左右两侧均有通行要求，出于安全考虑墙顶设置安全护栏。施工时应在墙顶预留护栏柱孔，预埋套筒及钢板。相关设计如图5。

挡墙基础埋深1.5m。机动车道外侧挡墙位于铁路框构范围内时，应根据现场情况调整基础高程使挡墙基底位于框构结构面上。框构施工时在挡墙部位预埋连接钢筋，连接筋长100cm，间距50cm，埋入底板50cm。并注意与框构底板钢筋错开。

当挡墙地面以上高度小于1m，以轻型挡墙过渡，仍然采用C25片石混凝土浇筑，基础埋深80cm，设70cm砂砾垫层。断面形式如图6。

5　结束语

平改立工程路堑挡土墙设计时，挡墙多设置在下穿铁路的U型槽两侧，以及机动车道及非机动车道之间，本项目未设置U型槽因而挡墙高度较大，设计时对不同墙高及地基承载力变化处进行了细分，对各断面进行了多次验算。设计过程对挡墙高度过渡、内侧挡墙基底与铁路框构连接部位、外侧挡墙与框构断面在高程上的顺接均做了细部处理，务求设置安全合理、结构安全稳定、外观顺畅美观、养护简易方便。对挡墙墙后及墙身排水相当重视，对挡墙排水与项目总体排水进行了系统规划，统筹协调，设计了有效可行的防排水系统，减小挡墙结构受水害的影响，保证结构的稳定、耐久。

［1］ 中华人民共和国交通部.JTG D30-2004公路路基设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］ 中交第二公路勘察设计研究院有限公司.公路挡土墙设计与施工技术细则［M］.北京：人民交通出版社，2008.

Design on Retaining Wall for Horizontal-to-Vertical Project of Xiaobeikou Crossing of Jincheng Railway K249+287

ZHANG Yan-yan
（Liaoning Highway Surveying and Designing Company，Shenyang 110006，China）

The design on retaining wall for horizontal-to-vertical project of railway crossing is summarized when performing the scheme for railway underneath highway.In combination with specific design example，some issues needing to be considered like setting conditions，setting range，structural style，check calculation of retaining wall，base treatment and so on are analyzed when performing the design on retaining wall.

Horizontal-to-vertical project of railway crossing；Railway underneath highway；Design on retaining wall

U417.1+1

B

1673-6052（2016）03-0092-04

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.027