特殊地质情况下D型便梁加固线路的工艺研究

2021-08-23孙新忠

科技创新与应用 2021年22期

孙新忠

（中国铁路太原局集团有限公司，山西太原030013）

D型便梁在铁路既有线框构桥及管涵顶进时用于线路加固，使线路轨道结构在施工过程中能够保持正常的几何形位，确保既有线正常运营，在既有线施工中被广泛应用[1]。D型便梁其本质是一种特殊的桥梁结构，使用的前提是基础的坚实稳固，当存在地下水位较高的特殊地质情况而无法采用人工挖孔进行支撑桩施工时D型便梁常常无法实施[2]。因此为确保施工期间铁路运营的安全，支撑桩的实施成为关键环节。

1 工程简介

怀安县北环路拓宽改建项目1-14m框构桥下穿京包线，桥址区地下水主要为第四系孔隙潜水。地下水主要赋存于第四系冲洪积层砂类土、碎石类土中，黏性土层透水性、富水性均较差，该层孔隙潜水具有明显的季节变化特征，根据收集资料变化幅度约8-10m。勘察期间，拟建场区地下水埋深约1.5-3.7m，稳定地下水标高范围787.01-788.96m。

顶进框架桥线路采用（16+24+16）m高位D梁加固，轨底至梁底0.449m（16m梁控制），如图1所示。

图1 上行线框架立面图

2 人工挖孔桩试桩

D型便梁采用桩基础，一般情况下常规的D型便梁桩基础距离线路中心约2.0m，由于距离较小，为保证既有线正常运营，采用人工挖孔桩基础。

为确保D型便梁的可实施性，需要正式施工前在同等地质情况下，在既有铁路附近进行人工挖孔桩的试桩试验，以确定现场是否具有人工挖孔的施工条件。试桩情况（见表1）。

表1

通过两次试验表明，由于地下水丰富，底层透水性强，在该处施工人工挖孔桩实施困难。

3 支撑桩结构优化

为确保D型便梁的桩基础可以实现，将桩基础的布置形式进行调整，确保桩基础距离既有线距离大于5.5m，以便于采用矮型钻机实施钻孔灌注桩施工。具体调整方案如下：

（1）16mD梁支撑采用直径1.25m挖孔桩基础，桩长8m，桩顶设置1.5m方形顶帽，厚度1m；24mD梁支撑采用3根1.5m钻孔桩、桩长27m，桩顶设置0.9m-1.6m厚牛腿。牛腿顶面距离轨面0.75m。

（2）1.25m挖孔桩至线路中线2.2m，1.25m钻孔桩距离线路5.85m。如图2所示。

图2 线路加固横断面图

（3）牛腿施工前应先进行路基防护。

a.施工前在轨枕端头与挖孔间顺线路方向按间距0.8m打入长1.85m、直径为32mm的螺纹钢钎，打入深度不小于0.5m，再沿钢钎位置打入10cm槽钢，在槽钢与轨枕间顺线路方向设置长3.1m、高度与轨枕顶持平、截面为10cm×10cm的方木，将道碴堆放于轨枕与挡板间，为确保挡板稳固，采用20mm的钢筋钩住轨底并穿过槽钢通孔用螺帽紧固，20mm钢筋钩套橡胶绝缘套，避免减弱轨道电路。

b.施工时顺线路方向采用C30混凝土护壁，厚度15cm-20cm，设置钢筋网，钢筋规格采用φ16圆钢。每下挖0.5m浇筑一节护壁，待护壁混凝土强度达到2.5MPa后再进行下挖，下挖时不拆除模板，用以保护护壁砼，防止震裂。护壁形式采用内齿式护壁，上口20cm厚、下口15cm厚的C30混凝土护壁。如图3所示。