带挑梁的邻近地铁隧道铁路加固支撑基础_郑伟.pdf

施施施施施施施施施施施施施施施施施施工工工工工工工工工工工工工工工工工工技技技技技技技技技技技技技技技技技技术术术术术术术术术术术术术术术术术术文章编号:1009-9441(2023)01-0061-04带挑梁的邻近地铁隧道铁路加固支撑基础 郑伟(安徽铁建工程有限公司,安徽 蚌埠 233040)摘 要:在既有地铁隧道附近施工铁路 D 型便梁支撑基础时,当桩与地铁隧道外边缘水平净距3.0 m、两侧桩中心距24.12 m 时,可采用传统的便梁支撑基础;当桩与地铁隧道外边缘水平净距3.0 m、两侧桩中心距24.12 m 时,支撑基础由人工挖孔桩、挑梁与系梁组成,其两侧系梁之间的中心距24.12 m,以便能够架设常见规格的 D 型便梁。关键词:地铁隧道;铁路;D 型便梁;支撑基础中图分类号:TU 445.6 文献标识码:B基金项目:中国铁路上海局集团公司 2022 年度科研课题;上海上铁建筑工程(集团)有限公司 2022 年度科研课题。引言随着城市的发展,各类交通设施的密集度逐渐增加,已出现较多的铁路与城市道路相互交叉1-3、城市道路与地铁隧道相互交叉4-6、铁路与地铁隧道相互交叉7-9的情况。在某些特殊地段,由于规划滞后与空间的局限性,将出现地面铁路(主要为普速铁路)、城市道路(主要为地道桥)与地铁隧道三者交叉的复杂情况。对于三者交叉中的新建框架桥,其位于既有普速铁路的下方(框架桥后续作为铁路路基的一部分)、既有地铁隧道的上方,需考虑的因素有:(1)施工前,需对影响范围内的铁路进行加固。通常采用 D 型便梁对铁路营业线进行加固,D 型便梁两端作用在系梁上,系梁由多根人工挖孔桩支撑。人工挖孔桩需考虑与地铁隧道的位置关系。(2)三者交叉点处的框架桥顶进过程中,对地铁隧道上方土体的开挖卸荷会诱发隧道隆起,需采取有效措施控制隧道的隆起量在规范允许范围内。针对地铁隧道及其上部的普速铁路已修建完成并投入使用多年,后续拟在两者交叉位置处进一步修建市政道路(通常为下穿框架桥)的工程,探讨既有铁路的加固设计,尤其是三者交叉处既有铁路加固用的 D 型便梁支撑基础的布置问题。1 D 型便梁支撑基础的布置在铁路营业线下方进行各类工程施工前,需对既有铁路进行加固,确保铁路营业线不中断交通。通常采用 D 型便梁对铁路线路进行加固,D 型便梁两端搭在系梁上,系梁下方为人工挖孔桩。D 型便梁有 D12、D16、D20 和 D24 四种规格,跨度分别为12.06 m、16.08 m、20.10 m 和 24.12 m。可见,D 型便梁两端系梁的中心距宜24.12 m2 工况一的支撑基础对于工况一,在满足 CJJ/T 2022013 要求的工程桩与地铁隧道间水平净距3.0 m 情况下,两侧桩中心距还能架设最大规格的 D 型便梁,故无需特别处理,与无地铁隧道影响情况下的支撑基础基本相同,如图 13 所示。隧道外径通常为 6.2 m,则两隧道(常称为左线与右线)间水平净距 s 估算为 24.12-6.22-3.02=5.72 m,如图 1 标注所示。若两隧道间水平净距s5.7 m,两侧桩中心距太大导致无法架设最大规格的 D 型便梁,则变为工况二。16建材技术与应用 1/2023DOI:10.13923/14-1291/tu.2023.01.010图 1 工况一便梁支撑基础主视图图 2 工况一便梁支撑基础俯视图图 3 工况一便梁支撑基础三维方位图3 工况二的支撑基础当两隧道间水平净距 s5.7 m 时,两侧桩中心距24.12 m,已超过最大规格 D24 的便梁尺寸,按传统方法已无法架设支撑基础。为此,提出一种设置挑梁的支撑基础,如图 47 所示。图 4 工况二便梁支撑基础主视图该支撑基础包括人工挖孔桩、挑梁与系梁。人工挖孔桩位于地铁隧道的两侧,单侧人工挖孔桩至图 5 工况二便梁支撑基础俯视图图 6 工况二便梁支撑基础三维方位图 1图 7 工况二便梁支撑基础三维方位图 2少两排,地铁隧道外边缘与最近人工挖孔桩之间的水平净距3.0 m;挑梁连接相邻工挖孔桩的上端,挑梁向地铁隧道一侧伸出与悬挑;系梁连接同一侧的挑梁,系梁位于挑梁悬挑端的上方;两侧系梁之间的中心距24.12 m,以便能够架设常见规格的 D 型便梁。人工挖孔桩、挑梁与系梁均为钢筋混凝土结构。人工挖孔桩顶部、挑梁悬挑端的上方均设置有预留钢筋,确保人工挖孔桩与挑梁之间、挑梁与系梁之间有效连接,能够承担较大荷载。该支撑基础的施工步骤如下:(1)采用独立支墩架设便梁的方式,对既有铁路进行加固。加固后对拟建桩基础上方的土体进行一定深度的开挖,形成土体开挖部分,为后续桩基础挖孔提供空间,如图 8 所示。(2)在土体开挖部分内进行人工挖孔、设置钢筋笼、浇筑混凝土,形成人工挖孔桩,如图 9 所示。26Research&Application of Building Materials图 8 人工挖孔桩顶部土体挖除示意图图 9 人工挖孔桩施工完毕示意图人工挖孔桩顶部设置预留钢筋。单侧通常设置两排桩基。(3)在同侧相邻人工挖孔桩顶部上端设置挑梁,挑梁向地铁隧道一侧伸出与悬挑,挑梁悬挑端的上方设置预留钢筋,如图 10 所示。图 10 挑梁施工完毕示意图(4)在挑梁悬挑端的上方施作系梁,系梁终凝后用素混凝土把土体开挖部分填充密实,如图 11所示。图 11 系梁施工完毕示意图(5)便梁转换,即在两侧系梁架设 D 型便梁。由于两侧系梁之间中心距24.12 m,故能够架设常见规格的 D 型便梁,如图 12 所示。后续再在地铁隧道上方、D 型便梁下方进行各类施工。图 12 便梁转换示意图针对工况二的便梁支撑基础具有下列优点:(1)便梁支撑基础中的人工挖孔桩与地铁隧道外边缘之间的水平净距3.0 m,满足地铁保护规范要求。(2)通过设置向地铁隧道侧悬挑的挑梁,使两侧挑梁上方系梁之间的中心距24.12 m 时,支撑基础包括人工挖孔桩、挑梁与系梁,人工挖孔桩位于地铁隧道的两侧,单侧人工挖孔桩至少两排,地铁隧道外边缘与最近人工挖孔桩之间的水平净距3.0 m,挑梁连接相邻工挖孔桩的上端,挑梁向地铁隧道一侧伸出与悬挑;系梁连接同一侧的挑梁,系梁位于挑梁悬挑端的上方;两侧系梁之间的中心距24.12 m,以便能够架设常见规格的 D 型便梁。(3)当左右线隧道间距过大导致挑梁悬挑段长度过大、挑梁截面尺寸较大时,采用设置挑梁的便梁支撑基础可能不太经济,可在左线和右线隧道之间设置人工挖孔桩,使其变成传统的支撑基础。参考文献:1 陈武林,杜昊,贺炜.公路下穿铁路架空顶进施工中的体系转换及变形监控J.中外公路,2021,41(4):183-187.2 郑明新,杜子真,康蒙,等.基于 BIM 技术的框架桥下穿既有铁路智慧监测平台研究J.重庆交通大学学报:自然科学版,2021,40(11):88-93,100.3 孔繁瑞.深厚软土地区既有线顶进框架桥研究J.铁道运营技术,2022,28(1):33-35.4 王耀.北京地铁 6 号线常营站一体化地下空间项目开发建设模式研究J.铁道勘察,2021,48(1):101-104,117.5 刘维正,孙康,戴晓亚,等.地铁盾构长距离下穿对既有铁路框架桥影响的数值与实测分析J.铁道科学与工程学报,2022,19(1):208-218.6 王荣鑫,郎青青,乔建刚,等.地铁盾构隧道下穿城市道路路基沉降特征分析J.天津建设科技,2022,32(1):10-13.7 王继峰,剌宝成,孟祥丰,等.盾构隧道下穿铁路框架桥施工变形规律及控制措施J.公路,2022,(3):373-377.8 曹佳宁.软土地质条件下盾构穿越高速铁路对路基工后沉降的影响J.路基工程,2022,(1):112-116.9 徐硕,朱永全,徐强,等.近距侧穿高铁桥桩盾构施工影响规律及加固措施J.科学技术与工程,2021,21(31):13545-13551.10 CJJ/T 2022013 城市轨道交通结构安全保护技术规范S.北京:中国建筑工业出版社,2014.Railway Reinforced Support Foundation with Cantilever Beam Adjacent to Subway TunnelZHENG Wei(Anhui Railway Construction Engineering Co.,Ltd.,Bengbu,Anhui,233040,China)Abstract:During the construction of the supporting foundation of the D-type walkway beam near the existing subway tunnel,when the pile and subway tunnel outside the edge of the horizontal net distance is not less than 3.0 m,both sides of the pile center distance is more than 24.12 m,the traditional beam support foundation can be used.When the pile and the subway tunnel outer edge horizontal net distance is not less than 3.0 m,both sides of the pile center distance is more than 24.12 m,the used supporting foundation is composed of hand-dug pile,beam and tie beam,and the center distance between the two sides of the beam is less than 24.12 m,so as to be able to set up common specifications of the D-type beam.Key words:subway tunnel;railway;D-shaped stool beam;supporting foundation作者简介:郑伟(1991-),男,安徽宿州人,工程师,硕士,硕士研究生毕业于华东交通大学建筑与土木工程专业,现主要从事铁路工程施工与管理方面的工作。收稿日期:2022-07-05(编辑 李江华)46Research&Application of Building Materials