深埋框架长涵下穿运营车站施工综合技术研究工法初稿

1、 深埋框架顶进长涵下穿运营车站施工综合技术研究工法编号：完成单位：中铁十一局集团第五工程有限公司主要执笔人： 邓尚强 1 前言襄渝铁路增建二线为国家重点建设工程，南线段大多穿越为山区、丘岭，与既有线并行居多，且设计时速较高，采用全封闭式运营。二线于2009年10月建成，通车后每天通过车流量为180余趟，且有动车组通行。为缓解国道210交通压力，2010年初增设ZDK575+130 1-6.55.5m钢筋混凝土框架顶进涵，本涵位于襄渝线双龙车站内，主要特点为顶进长，顶进长度65.42m；埋置深，轨面至涵顶最大深度5.25m，最大开挖深度11.9m；穿越股道多，下穿车站6股道，含正线2条，到发现4

2、条。双龙车站为局界交汇站，经停会让车辆多，大跨度架空线路、深基坑开挖回填作业行车干扰大，长距离顶进作业，顶进线形控制要求高，线路恢复工后沉降控制严格。面临的施工难题，调查了解目前国内外类似工程施工，没有直接经验可借鉴。为此，中铁十一局五公司成立技术攻关组，根据工程现场实际情况，结合营业线施工及行车组织要求，对施工方案多次优化，最终采用组合梁形式架空加固正线及4、5道，封锁3、6道。采用明挖涵洞基坑、中继间顶进，注浆回填恢复线路的施工方案，该方案得到参建各方的一致认可，并组织实施，施工质量、安全及行车安全得到保障。2 工法特点2.1 专业技术强。在营业线内用D型便梁及钢梁组合大跨度架空加固线路，

3、专业施工技术强；在小线间距上同时架空多股道施工操作复杂；框架涵顶进长度大，顶进过程涵轴线控制及水平控制难度大。基坑回填量大，线路回填采用同步注浆技术，人工分层打夯，同步水平埋设注浆管，注浆加固基床，保证线路的稳定性。2.2 可操作性强。线路架空采用专业施工队作业，并用轨道吊车安装线路加固主梁，施工操作性强，施工安全有保障。施工期间聘用工务线路维修专业人员工对架空线路进行保养，可控性强。顶进施工技术成熟，顶进设备均有厂家生产；基坑回填分层对称进行，涵顶上部回填分层注浆密实基床，容易操作，打夯机械及注浆设备，注浆材料均有现货销售，施工工序明确，操作简单。施工期间加强营业线维护，施工人员遵守营业线作

4、业制度。3 适用范围本工法主要适用下穿多股道营业铁路线立交涵施工，也使用于区间双线埋设较深顶进作业，市政下穿立交施工也可参照。4 工艺原理为保证列车正常运行，在营业铁路多股道线间开挖线路纵梁加固支墩桩，利用线路架空技术，在要点时间内，用轨道吊车安装D型便梁及组合梁架，人工安装横梁，架空营业线。待线路加固后，用机械结合人工明挖涵洞基坑，施作顶进后背，利用顶进设备，不带土顶进预制涵节至设计位置。涵节就位后，施作沉降缝及防水层顶进完成后，对称回填涵背，水平埋设注浆管，利用同步回填注浆技术密实回填土体，确保线路基床稳定后，解除线路加固设备，恢复线路。5 工艺流程及操作要点5.1 工艺流程（见图5.1)

5、图5.1 工艺流程 5.2操作要点 5.2.1施工准备 5.2.1.1施工方案审查与报批完成，施工安全协议签订完成；5.2.1.2根据施工安排及工期要求，向路局提报施工慢行及要点计划；5.2.1.3进行施工现场安全防护人员的培训，对施工人员进行安全技术交底；5.2.1.4改迁框架涵正上方一对接触网硬横跨接触网及其支柱，由于施工的专业性强，交由供电段接触网专业施工。5.2.1.5根据施工需要配备的物资、设备、材料已经落实或到位；5.2.2 线路架空加固5.2.2.1线路架空布置形式确定线路加固受行车干扰、线间距限制、既有设备、工程地质、涵洞埋置深度的综合影响，为保证车站行车安全和车站接发列车行车

6、组织的需要。综合考虑架空正线I、II道及到发线4、5道，封锁3、6道。线路架空D型便梁的布置形式样式有多种，受线间距受限，综合考虑，便梁在车站直线上使用，I、II、4按复线直线丙式布置，5道按单线直线丙式布置，基本满足行车限界要求。线路架空布置见“线路架空平面布置图” 5.2.2.2线路加固跨度确定根据框架涵埋设深度，基坑放坡开挖范围，确定基床顶部最大开挖距离，根据行车荷载及所选架空设备承载力要求，对架空跨度进行确定，涵洞基坑开挖放坡上口最宽32.4m,目前国内最大D型便梁长24.5m，满足不了架空跨度要求，利用在D型便梁两端增设工字钢副跨组合形式能满足架空要求。副跨主梁采用2排8m长50#C

7、组合，上设0.2m高，5米长,间距0.67m钢横枕，顶部增设20B工字钢螺栓连接压顶，简算行车荷载满足要求。 5.2.2.2.1线路架空构造见“线路架空剖面图A-A”及“线路架空剖面图B-B”。 5.2.2.2.2架空跨度及工字钢选型检算。按3跨简支梁计算，在车站荷载作用下，工字钢的强度、刚度、扰度是否满足上部荷载受力要求。可参见桥梁设计规范2005版）相关设计规范。参考路桥施工计算手册、D型便梁相关参数，经计算：在最不利荷载情况下，D型便梁的的max=194.76Mpa205Mpa，fmax=8.8f44mm，满足要求。副跨主梁max=169.3Mpa205Mpa，fmax=3.9f20mm

8、，满足要求。5.2.2.3支墩桩布设及施工 5.2.2.3.1支墩桩布置 线路架空布置形式确定后，确定线路加固支墩桩布置位置，考虑到线间距受限及D型便梁架设位置要求，I、II线间桩及II、4道线间桩采用单桩上放置2片D型便梁纵梁形式布置。主跨支墩桩界面尺寸为1.5m1.8m15m，副跨支墩桩11.55m，支墩桩位置如“线路架空平面布置图”所示。支墩桩采用C30钢筋砼浇，桩身25钢筋沿基坑开挖面间距0.15m布置，其余三面0.25m布置，桩身范围内通长布置。5.2.2.3.2支墩桩受力检算主要根据行车荷载（荷载选取参见桥梁设计规范2005版）及相关设计规范检算桩的承载力是否满足要求， 从两方面计算：1、 按土的摩擦阻力计算；2、 按桩身材料计算。最不利荷载时桩顶荷载为742.15KN,满足要求。2）砌体局部承压检算：=Pmax/hL后背梁=11419.5KN/2m/7.12m=801.94Kpa=0.802MPa=2.4MPa(后背梁长度为取7.12m,高度取2m)3)BB截面处按悬臂梁的弯曲正应力检算=(EpAB*3.3/3-Pmax/7.12*0.25)/(1/6*1.52)=934.5Kpa=2.4MPa4）抗滑移检算Kf=( Pmax- EpAB )/F=1(允许)5）抗倾覆检算Kc=EPAC*yc/（Pmax/7.12*(y1+1.5)）=0.781