下穿铁路处隧道设计与施工的方案比选_张维林.pdf

-139-下穿铁路处隧道设计与施工的方案比选张维林（中铁上海设计院集团有限公司南京设计院，江苏 南京 210000）摘要：结合横江大道下穿浦口火车站前期研究的两种方案对比，探讨了下穿铁路处的隧道设计与施工方案。关键词：横江大道；隧道；浦口火车站中图分类号：U452.2 文献标识码：BScheme comparison of tunnel design and construction under-passing railwayZHANG Weilin（Nanjing Design Institute of China Railway Shanghai Design Institute Group Co.,Ltd.,Jiangsu Nanjing 210000 China）Abstract:Combined with the comparison of the two schemes of Hengjiang avenue under-passing Pukou railway station in the previous study,the tunnel design and construction scheme under-passing railway are discussed,which provides guidance for the design of similar tunnel under-passing railway engineering in the future.Key words:Hengjiang avenue;tunnel;Pukou railway station引言横江大道是南京市江北新区规划的一条重要轴向快速路，由东北向西南贯穿六合、浦口两区，是江北新区城市发展的轴线。横江大道下穿浦口火车站节点位于解货区咽喉位置，穿越位置北侧为南京北站的到发场和驼峰区，穿越位置南侧为浦口火车站的解货区、客场区、港二公司、港三公司，共穿越解货区12条线路、1道线以及客正线。该位置铁路线路较多，在设计过程中既要考虑隧道的设计方案，又要考虑火车站的站线迁改方案，尽可能减少对铁路的影响。1 总体方案设计1.1 下穿隧道平面设计下穿浦口火车站段道路采用主辅共线设计方案，起于横江大道与解 12 道铁路线路外侧 30 m 范围处，止于兴浦路南侧处，共计 328 m，其中下穿铁路暗埋隧道段全长 155 m，道路位于曲线半径为 800 m 的圆曲线上。道路设计采用新建 3 孔（16.5+1.5+16.5）m整体式钢筋混凝土现浇框架桥下穿浦口火车站铁路位于解货区咽喉位置。1.2 下穿隧道纵断面设计满足相应道路等级、设计车速的纵断面技术指标，竖曲线长度、半径合理，线形平顺缓和，保证车辆的行驶安全、通畅和舒适；结合设计原则和建设条件进行纵断面设计。机动车道通行净高 4.5 m，非机动车道通行净高 2.5 m。主线机动车道最大纵坡为 2.5%，辅路人非最大纵坡为 2.5%，辅路机动车道最大纵坡 4.9%。1.3 下穿隧道横断面设计横江大道下穿浦口火车站节点位于解货区咽喉位置，采用分段明挖框构方案，下穿铁路隧道断面按双层三箱室设置，主线采用双向八车道，利用框架下穿空间；辅道利用主线隧道上层框架空间，辅道为双向四车道+非机动车道+人行道的结构形式，下穿隧道总宽度 39.1 m。主线隧道采用双向八车道形式，辅道隧道采用双向四车道形式。2 既有铁路现状南京北站为一等站，中心里程为林浦线下行K7+197，按技术作业为区段站，按业务性质为营业站（货运站）；负责南京枢纽大小运转列车的解编，办理货运业务，暂不办理客运业务。南京北有到发场、客场区、驼峰区、解货区和港三区，其中解货区有解 1 解 12 道共 12 股作业线，有效长度在 284 423 m 之间。铁路等级为国铁级，单线，60 kg/m 钢轨，普通线路，混凝土及木轨枕，轨顶标高 10 m。收稿日期：2022-06-10作者简介：张维林（1989），男，安徽铜陵人，工程师。张维林：下穿铁路处隧道设计与施工的方案比选-140-3 方案一：保留驼峰线作为牵出线3.1 施工桩板结构及南北段地连墙（1）临时停运解 1 11 道、客场区、检修线、港二区、港三区，保留驼峰线作为牵出线；场地整平，施工硬隔离、施工便道。（2）进行钻孔灌注桩施工，施工桩板垫层，浇筑桩板混凝土。同步线路 15 m 外施工隧道北段、南段地连墙。（3）迁改驼峰线至已施工桩板。见图 1。图 1 施工桩板结构及南北段地连墙驼峰区保留驼峰线停运客场区停运解 1-11 道施工桩板结构15 m15 m同步线路 15 m外施工地连墙同步线路 15 m外施工地连墙施工下穿箱身前需先施工桩板结构，桩板结构宽度 7 m，板厚 0.8 m，桩板桩基直径 1.0 m，桩基横向间距最大 5 m，纵向最大间距 5 m，桩板外边缘距离隧道北段基坑封端地连墙距离为 6.5 m。施工桩板期间，同步施工线路 15 m 外隧道北段、南段基坑地连墙支护。支护结构距保通及迁改线路最小 距离 15 m。3.2 迁改牵出线，施工北段、南段结构（1）迁改驼峰线至已施工桩板，场地整平，施工硬隔离。（2）分层开挖施工隧道北段、南段主体结构。（3）恢复驼峰线及解货区。见图 2。图 2 迁改牵出线，施工北段、南段结构30 m30 m驼峰区迁改牵出线解货区分层开挖施工南段主体结构分层开挖施工南段主体结构一般基坑分层开挖施工北段主体结构12 m已施工桩板停运解货区停运客场区北段基坑挖深 17.2 17.4 m，采用地下连续墙加四层支撑支护，地下连续墙厚 1.2 m，墙长约 45 m。首层及第三道支撑为钢筋混凝土支撑，第二层、第四层支撑为钢管支撑，第三层支撑下设一层钢管换撑。南段基坑挖深 17.7 21.6 m，采用地下连续墙加四五层支撑支护，地下连续墙厚 1.2 m，墙长约45 53 m。首层及第三层支撑为钢筋混凝土支撑，首层支撑截面为 1.2 m0.8 m，第三层支撑截面为 0.8 m1.0 m，混凝土对撑间距约 9 m；第二层支撑截面分别为 609 mm16 mm，第四层、第五层支撑截面为 800 mm12 mm，钢支撑对撑间距约 3 m；四层支撑段在第三层支撑下设一层钢管换撑，五层支撑段在第四层支撑设一层钢管换撑。南段基坑部分位于线路 15 m 范围内，采用 RJP 封底并做好基坑内降水处理。3.3 恢复驼峰线及解货区，施工中段结构（1）恢复驼峰线及解货区，拆除桩板结构。（2）施工隧道中段基坑支护，挖土，浇筑隧道中段主体，浇筑后浇带。（3）拆除临时设施，恢复场地。见图 3。图 3 恢复驼峰线及解货区，施工中段结构驼峰区解货区恢复驼峰线恢复解111道恢复客场区分层开挖施工中段主体结构已施工完成主体结构已施工完成主体结构隧道中段基坑挖深 17.2 17.4 m，采用地下连续墙加四层支撑支护，地下连续墙厚 1.2 m，墙长约45 m。首层及第三道支撑为钢筋混凝土支撑，第二层、第四层支撑为钢管支撑，第三层支撑下设一层钢管换撑。采用 RJP 封底并做好基坑内降水处理。施工区域采用硬隔离围挡封闭施工，硬隔离围挡高 3.0 m，与相邻铁路线路最小距离 5.0 m。4 方案二：解货区分步骤站改4.1 施工桩板及北侧、南侧暗埋段（1）临时停运解 6 12 道、客场区、检修线、港二区、港三区；场地整平，施工硬隔离。（2）进行钻孔灌注桩施工，施工桩板垫层，浇筑桩板混凝土。同步施工北侧、南侧暗埋段箱身基坑支护结构。（3）恢复解 6 12 道。见图 4。2022 年第 6 期山东交通科技-141-图 4 施工桩板及部分地连墙平面10 m同步线路10 m外施工地连墙同步线路 10 m外施工地连墙10 m10 m10 m停运客场区 沟通解 49 道迁改解 11、12 道驼峰区解货区施工桩板结构到发场6 m 宽施工便道6 m 宽施工便道6 m 宽施工便道6 m 宽施工便道施工下穿箱身前需先施工桩板结构，桩板结构宽度 7 22.6 m，板厚 0.8 m，桩板桩基直径 0.8 m，桩基横向间距最大 5 m，纵向最大间距 5 m，桩板外边缘距离解5道线最小距离为5.21 m。施工桩板期间，同步施工北一基坑、南一基坑部分支护结构，支护结构距保通及迁改线路最小距离 10 m。4.2 施工北一、南一箱身（1）临时停运解 1 6 道，解 10 与解 11 道增设交叉渡线；场地整平，施工硬隔离。（2）施工北一、南一隧道。（3）恢复解 1 3 道，恢复客场区。见图 5。图 5 施工北一、南一箱身平面驼峰区解货区7.64 m5.04 m分层开挖施工南一段主体结构同步施工桩板结构桩长45 m已施工桩板停运客场区停运解 16 道停运解 12 道解 1011 道设置交叉渡线分层开挖施工北一段主体结构6 m 宽施工便道6 m 宽施工便道6 m 宽施工便道6 m 宽施工便道到发场北一段箱身基坑深度 15.65 17.48 m，南一段箱身基坑深度为 17.72 20.67 m。基坑采用地下连续墙支护，地下连续墙厚 1 m，墙长 45 53 m。地下连续墙采用三轴搅拌桩槽壁加固，三轴搅拌桩8501 200 mm，桩端进入坑底 3 m,近铁路侧基坑地连墙采用高压旋喷桩进行槽壁壁加固。地连墙外边缘距离解 11 道线最小距离为 8.19 m，距离解 7 道线最小距离为 5.25 m。邻近施工期间运营铁路线路 5 m范围内在线路封锁点内施工。基坑分层开挖，北一基坑采用地下连续墙加四层支撑支护，南一基坑采用地下连续墙加四五层支撑支护。第一道横撑为钢筋混凝土横撑，其余横撑均为内径 609 mm 钢管横撑，施工期间可采用钢管横撑均施加预加力，并设置伺服系统控制基坑支护水平、沉降位移。4.3 施工北二箱身（1）拆除桩板结构，施工北二箱身，北二箱身施工前需临时迁改解 11、12 道线，临时停运解 4 至解 10，沟通解 3 至解 7 道、解 11 道。（2）施工北二隧道基坑支护，挖土，浇筑北二隧道主体，浇筑后浇带。（3）恢复线路。见图 6。图 6 施工北二箱身平面驼峰区已施工完成主体结构已施工完成主体结构解货区3.6 m6.9 m2 m 后浇段分层开挖施工北二段主体结构2 m 后浇段停运解710道恢复客场区恢复解 13 道沟通解 36 道迁改解 11、12 道北二段箱身基坑深度 17.48 17.72 m。基坑采用地下连续墙支护，地下连续墙厚 1 m，墙长45 53 m。地下连续墙采用三轴搅拌桩槽壁加固，三轴搅拌桩 8501 200 mm，桩端进入坑底 3 m。邻近施工期间运营铁路线路 5 m 范围内在线路封锁点内施工。基坑分层开挖，北二基坑采用地下连续墙加四层支撑支护。第一道横撑为钢筋混凝土横撑，其余横撑均为内径 609 mm 钢管横撑。施工期间可采用钢管横撑均施加预加力，并设置伺服系统控制基坑支护水平、沉降位移。5 结语（1）线路过渡：方案一保通 1 股线路，方案二每阶段施工需保通 6 股线路。（2）两种方案的施工难度都较大。（3）对铁路的影响：方案一需对路局内运输组织进行协调，方案二对南京北站站场运营影响较大。（4）工期：方案一的工期约 30 个月，方案二的工期约 36 个月。（5）本次明挖隧道下穿浦口火车站总体施工方案推荐采用方案一：保留驼峰线作为牵出线，隧道分三段三步骤的施工方案。参考文献：1 中华人民共和国交通运输部.公路桥涵设计通用规范：JTG D602015S.北京:人民交通出版社,2015.2 中华人民共和国交通运输部.公路工程技术标准:JTG B012014S.北京:人民交通出版社,2014.到发场