市政道路下穿既有地方铁路工程技术研究

发表时间:2021/9/3   来源:《建筑实践》2021年第40卷第4月11期   作者:胡建
[导读] 随着国民经济不断向前发展,城市开发进程不断向周边延伸,
        胡建
        重庆建工第一市政工程有限责任公司 400020
        摘要:随着国民经济不断向前发展,城市开发进程不断向周边延伸,早期兴建的地方铁路工程已处于城市地带,在市政工程设施建设过程中必然存在同既有铁路产生交叉,对于交叉方案的选择成为了市政项目的关键点,合理的设计方案选择必须在保障市政工程建设顺利的同时保证铁路运营安全。本文对市政道路下穿既有地方铁路工程技术进行分析,以供参考.
        关键词:市政道路;下穿;既有地方;铁路工程
引言
        我国社会经济的快速发展极大地提高了城镇化水平,城市基础设施建设发展日新月异,公路、市政道路穿越高速铁路、普通铁路的情况日渐增多。
1工程简介
        泸州市城东沙茜过长江通道(即城东长江二桥)及连接线工程位于泸州市城东片区,为沙茜CBD与高坝组团的连接通道。本工程起始连接点于既有国窖长江大桥东桥头茜草立交,经过茜草半岛后跨越长江,于泸州老窖罗汉酿酒基地旁上岸后,下穿泸州进港铁路,与已建空港大道相交形成全互通立交,终点止于既有成—自—泸—赤高速公路收费站,路线全长约6.25km,包含跨江桥工程及两岸接线工程。本项目即为东岸连接线工程,需下穿已经在运营的进港铁路,下穿位置为泸州港中心港区铁路专用线长堰塘中桥,铁路桥中心桩号为中心里程K7+185,全长93.10m。
2概述
        随着中国基础设施建设的发展,对交通运输设施建设的需求不断增长,导致铁路和公路等陆路运输的建设数量不断增加。道路网络的改善和扩展、速度的提高及高速道路网络的发展带来了许多工程现象,如在现有道路旁边建造新路线,一次建造双轨铁路,平行建设新的铁路和公路。而在既有建筑下施工,则将变得更加困难,施工干扰的程度将增加,施工现场工人的人身安全都会受到威胁,施工过程中使用的机械设备则是墩与梁之间的碰撞。一旦建筑施工不当,会出现现有墩台沉降和移动等问题。也因为以上种种原因,导致施工过程风险系数较大,施工单位需承担的安全风险也很大。
3工程地质
        通过地面调查和钻探揭露,本工程沿线出露地层为第四系全新统土层和侏罗系中统沙溪庙组沉积岩层。覆盖层主要为人类工程活动堆填的第四系人工填土层和第四系残坡积层、崩坡积和冲洪积层,下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组陆相沉积的砂岩和泥岩呈互层。本穿越段的地基持力土层主要为第四系残坡积层,承载力均大于150kPa,满足公路路基设计规范要求。
4市政道路与铁路立体交叉方案设计影响因子分析
        4.1道路功能定位的影响
        主要功能为促进清徐县和潇河产业园区之间的交通联系。由于城市道路新建或改扩建与铁路交叉处是影响铁路运营安全的重要敏感点,所以在新建道路选线时应慎重,尽量避免采用较小半径曲线与小角度交叉方式穿越。且因市政道路一般均敷设相关城市管网系统,也需要顶管下穿铁路,易加大工程设计难度。因此道路的功能定位是影响交叉方案设计的影响因子之一。
        4.2铁路运行安全的影响
        铁路作为国家重要交通运输通道的特殊性,道路与铁路立体交叉范围内可能存在专用排水设施、封闭护栏、接触网锚段关节及铁路专用的铁路光缆及通信、信号设备等。道路与铁路立体交叉方案设计首要的影响因子即是要保证道路施工及正常使用期间铁路的正常运行。太中银铁路为双线电气化铁路,交叉点处为约7m高的路基填方,相较之与铁路桥相交设计难度有所增大,如何保证铁路运行的安全成为了本次方案设计的首要前置条件。


        4.3城市景观塑造的影响
        市政道路的景观是城市景观的重要组成部分,良好的城市景观是城市的重要名片,也是城市居民身心愉悦的重要因素。在绿色设计、生态设计的理念指引之下,市政道路与铁路立体交叉设计中景观因素也成为了必要的影响因子。在设计阶段将工程设计与构建生态、绿色、宜居城市景观结合起来,将景观塑造纳入工程全生命周期是处理市政道路与铁路立体交叉必须要考虑的因素。
        4.4土地开发利用的影响
        对于穿越城镇化区域的公路、市政道路而言,道路路线的走向会直接影响道路两侧土地利用的开发。因道路与铁路立体交叉设计方案的调整对原路线两侧块间地出行造成了不利,同时对于已规划的用地性质、土地开发利用成本等均造成了较大的影响。反而言之,设计中综合考虑远期道路两侧土地的开发与利用是影响工程设计方案、制约工程设计进度的重要影响因子。
        4.5对既有建筑桩基的影响
        (1)塌孔。在钻孔桩建造过程中,钻孔桩内的水位不足以承受钻孔桩的内部压力。当钻孔桩在水上作业时,钻孔中的水位与潮汐的上升和下降不一致。当水压较高时,孔中的水位会因供应不足而下降,而当水压高时,孔底部更容易受到砂土的影响,钻孔附近的振动会降低泥浆比重,施工速度快,从而形成泥膜。洞壁时间不够、操作不当及在机器制造过程中对已建好的污物屏障的碰撞破坏、混凝土无法及时倒入孔等都会导致塌孔[3]。(2)孔位偏斜。弯曲的施工现场未压缩到位,并且支撑的支撑力不足以支撑钻孔,从而导致沉降不均匀。钻井设备长期磨损、接头松动、钻杆弯曲,导致性能下降。钻头在轴上摆动,铰孔很大。由于障碍物、钻头损坏等原因,孔不垂直。(3)孔位收缩。铁路所在的地区是软土。由于软土地高水位、高含水率和高孔隙率的特点,在既有管线运行过程中,施加在路基上的动压力会引起塑性土的胀缩。在施工过程中,孔径应小于设计要求。(4)钢保持架变形。钢保持架段太长,增强箍筋设置不充分,刚性不足。在运输和装载过程中,没有遵循要求,从而导致累积变形。(5)钢笼的安装位置偏差。由于在钢保持架中没有保护层加强件,所以不能有效地控制混凝土保护层。桩孔本身的偏差较大,将钢笼插入孔中时,钢笼不会垂直提起。钢保持架安装表面的偏差超过了质量标准。(6)碎桩。当钢笼堵塞管道并将管道推出时,泥浆与混凝土混合,泄漏出管缝,泥浆进入管道并与混凝土混合,导致孔塌陷,并由于其他原因导致桩破裂。在现有作业线基础附近的土体应力、位移等指标受钻挖影响时,其变化较大,这不仅对现有作业线的安全运行构成更大的威胁,而且还会影响新线路的建筑面积。(7)平板梁施工风险。在板梁施工中,由于场地狭窄,板梁钢筋集中在钢筋场,而码垛车被转移到该地点进行捆扎,因此易于机械地安装现有的铁路墩和现有的桥箱形梁的底板。
结束语
        1)在围护结构跨中和角部最不利工况条件下,通过合理的结构设计,可以确保铁路桥梁围护结构最大弯矩满足设计和承载要求。2)围护结构最大裂缝变形为顶板处小于规范要求的0.2mm,满足结构设计及防护要求。3)通过围护结构隔离市政道路路基和既有铁路桥墩,对下穿段路基填筑中增设土工格栅等复合材料,能有效保证铁路桥墩安全。总之,临近既有铁路市政道路工程的控制要点为如何有效将新建工程隔离于铁路结构外,确保铁路结构其不受外力影响,合理的围护结构选择可以确保其受力及裂缝检算满足要求。
参考文献
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