引水管路下穿铁路工程施工方法技术研究
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作者:孙洪硕 孙丽娟
摘 要：随着我国基础设施的大力发展，城市引水工程经常面临下穿铁路结构的工程实际，类似这种下穿既有结构工程也必然引起铁路线路结构的运维安全。现以某城市引水工程下穿铁路工程为背景，分析引水工程下穿铁路施工方法，并给出详细的施工技术指标，为后期类似工程提供借鉴。
关键词：引水管路 下穿 铁路工程 施工方法
中图分类号：U455.91 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0026-02
随着地下空间的大规模开发，引水工程开挖下穿既有铁路工程结构的现象日益频繁[1-3]。引水工程开挖与下穿既有铁路线路结构之间存在着高风险安全隐患，因此在开挖过程中，引水工程开挖变形必然引起既有结构的变形，造成既有结构的使用安全[4]。本文中，针对典型工程，给出了引水工程下穿既有铁路工程的施工方法，并已经成功实施，保证了铁路线路的安全有效运行，同时为后续类似工程提供了借鉴意义。
1 工程概况
根据现场实地勘察，施工场地位于淮北冲积平原，微地貌单元为黄河古河道漫滩，地形起伏不大，地势平坦开阔，主要由黏性土及粉土组成，属特殊岩土。该土层含水量大，压缩性高，承载力偏低，物理力学性质差。因此综合分析后决定：引水工程下穿铁路工程，采用泥水平衡法顶管方式穿越铁路线路，同时施工采用钢筋混凝土护套管，内穿聚乙烯螺旋波纹引水管（重力流），其作为引水工程结构，下穿段长度80.0m。护套管中轴线与铁路线路中心线垂直，护套管顶部与铁路上下行钢轨轨顶垂直距离均为6.12m。护套管两端设工作井、接收井，均为钢筋混凝土矩形沉井;工作井、接收井位于上、下行线两侧，井外边缘距上行线线路中心线距离为35.55m。施工期间顶管处采用吊轨梁对线路进行预防护，列车限速60km/h;铁路北侧水沟在顶进施工前采用素土填实，并用排水泵沟通两侧流水。施工结束后，引水管道与护套管之间的空隙采用注浆填实;沉井内采用素土填实;北侧水沟内填土挖除，恢复水沟断面。工程示意图如图1所示。
2 施工技术与方法
（1）高压旋喷桩。
工作井及接收井内底板采用高压旋喷桩加固土体并设置止水帷幕，桩径0.6m，桩长4m，桩间距1m，行列布置。最外侧距离既有线路坡脚30m。示意图如图2所示。
施工中严格依据图纸和坐标网点测量放出施工轴线，并确定孔位，钻孔前喷水试机，钻孔与插管同时进行，连续喷水至设计高度，防止射穿孔壁。搅拌机性能与注浆管排浆量调整适应，保证均匀连续，水泥掺入量30%，注浆前检查管路、压力表，注浆管插入设计深度后接通注浆泵进行地下试喷，正常后自上而下进行喷射作业，喷射时达到预定压力后逐渐提升喷射管，管底下沉至设计高度时，在原地旋转喷射后旋喷提升，旋转提升连续进行。
（2）沉井施工。
工作井、接收井，均为钢筋混凝土矩形沉井;均采用C40钢筋混凝土沉井，沉井施工分两节预制，二次下沉的形式。工作井、接收井示意图如图3、4所示。
按照设计尺寸进行沉井基坑开挖，后进行坑底平整夯实，铺设一层砂垫层厚0.3m。预埋件要特别注意顶进、顶出预留孔套管要按设计孔位制作，孔径不得出现负误差。施工脚手架模板安装进行好后，进行混凝土浇筑，沉井下沉。沉井为不排水下沉，分节制作，沉井每次接高时各部分的轴线位置应一致、重合，及时做好沉降观测和位移监测。
（3）线路加固。
根据顶管顶进速率，在顶管顶进至线路坡脚前2天对线路进行加固，同时需对该段线路进行应力放散。
（4）顶管顶进（泥水平衡法）。
施工工艺主要包括：顶管区间段长度的确定，是否使用中继间以及中继间的数量和布置;初始顶进的方案及措施;测量及纠偏的方法;长距离顶进减阻的方案及措施;泥水的运输方案。工程施工流程图如图5及现场施工见图6。
在此施工过程中，最主要的技术指标就是顶进测量及沉降、位移观测。顶管过程中，每顶进一节管必须测量一到二次，要勤测量，多微调，纠偏角度应保持在10′～20′，不得大于1°。在顶管顶进过程中每顶进一节进行一次沉降测量，当测量累计数据超出警戒值时，及时采取措施，控制顶进速度。顶进过程中及时掌握对路基水平横向位移监测和垂向高差变化监测，以便采取合理的措施减少地表沉降量，原则上观测频次不少于趟车次数，路基有持续緩慢变形时，应加密观测频次。
3 结语
（1）高压旋喷桩，旋喷过程中，压力变化平稳，未发现孔口回浆浓度过低或不回浆现象。
（2）沉井下沉质量良好，沉井下沉平稳，未发现沉井被搁置或悬挂、下沉极慢或不下沉现象。
（3）顶管顶进过程中，顶进误差为5mm，在允许误差范围内。
综上得出该施工方法可行，下穿铁路线路未发现沉降过大现象，顶管顶进过程良好，达到了施工要求。
参考文献
[1] 赵景伟，周同.人居环境建设中的地下空间利用[J].四川建筑科学研究，2007，33（5）：207-209.
[2] 蔡庚洋，姚建华.城市地下空间开发利用的若干思考[J].地下空间与工程学报，2009，5（6）：1071-1075.
[3] 赵虹.地下空间的开发利用与城市环境[J].物流工程与管理，2010，32（12）：133-135.
[4] 黄东.临近既有地下室挡土墙主动土压力研究[D].浙江大学，2010.
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