CN113107000A - 一种接触网的支柱基础结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种接触网的支柱基础结构，包括：支撑部，所述支撑部的上端用于安装所述接触网的支柱；桩基础部，所述桩基础部的上端连接在所述支撑部的下端；以及止水帷幕，与位于所述支撑部连接下方，并围设所述桩基础部。同时还提供一种接触网的支柱基础结构的施工方法。本申请的一种接触网的支柱基础结构及其施工方法，开挖深度较浅，开挖面积较小，提高了铁路接触网的支柱基础结构的竖向承载能力和抗倾覆能力，降低了施工接触网支柱基础结构对周围环境的影响，尤其降低了对铁路既有线运营风险与安全风险。

Description

一种接触网的支柱基础结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及铁路路基工程技术领域，尤其涉及一种接触网的支柱基础结构及其施工方法。

背景技术

高速铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与支柱基础几部分组成。其中，接触网的支柱基础作为高速铁路接触网的根基，其结构与施工质量直接影响着接触网电气化铁道的运输能力。接触网支柱基础可分为扩展基础和桩基础，扩展基础施工开挖面大，开挖深度浅；桩基础施工开挖面小，开挖深度深。通常情况下，新建铁路可以根据不同地质条件，合理选择支柱基础。而对于在临近既有铁路沿线新建的硬横跨接触网结构基础条件下，采用上述两种支柱基础施工均会直接影响既有铁路路基及电缆沟，可能造成铁路运行中断。因此，在不影响既有线运营的条件下施工接触网的支柱基础，现有的结构形式及其施工方法均存在较大风险。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种接触网支柱基础结构及其施工方法，以降低施工对周围环境的影响。

为达到上述目的，本申请实施例的一方面，提供一种接触网的支柱基础结构，包括：

支撑部，所述支撑部的上端用于安装所述接触网的支柱；

桩基础部，所述桩基础部的上端连接在所述支撑部的下端；以及

止水帷幕，位于所述支撑部下方，并围设所述桩基础部。

进一步地，所述支撑部包括：

支撑柱，所述支撑柱的上端用于安装所述支柱；以及

扩展柱，所述扩展柱的上端连接在所述支撑柱的下端，所述扩展柱的横截面积自所述支撑柱往下逐渐增大，所述桩基础部的上端连接在所述扩展柱的下端。

进一步地，所述止水帷幕包括：

支撑桩，多个所述支撑桩咬合式或连续式呈环状围设所述桩基础部。

进一步地，所述支撑桩的上端连接所述支撑部的下端，所述支撑桩的下端沿逐渐远离所述桩基础部的方向延伸。

进一步地，所述桩基础部包括：

挖孔桩，所述挖孔桩的上端连接所述支撑部的下端；以及

护壁，位于所述止水帷幕内侧，围设所述挖孔桩。

进一步地，所述挖孔桩包括位于上方的直孔段和连接在下方的扩孔段，所述扩孔段的横截面积大于所述直孔段的横截面积。

本申请实施例的另一方面，提供一种接触网的支柱基础结构的施工方法，采用上述支柱基础结构，包括：

开挖土体至预设第一深度，形成第一坑底；

在所述第一坑底施工支撑桩孔，多个所述支撑桩孔成环状分布；

向所述支撑桩孔内注浆以形成止水帷幕；

在所述止水帷幕内沿所述第一坑底往下开挖至第二深度，形成第二坑底；

在所述第二深度内放置桩基础部的钢筋，注浆以形成所述桩基础部；

在所述第一深度内放置支撑部的钢筋，注浆以形成所述支撑部。

进一步地，开挖土体至预设第一深度的步骤，具体为：

人工放坡开挖至预设第一深度。

进一步地，在所述止水帷幕内沿所述第一坑底往下开挖至第二深度，形成第二坑底的步骤，包括：

在所述止水帷幕内沿所述第一坑底往下进行人工开挖，并施工护壁；

人工开挖至持力层以形成第二坑底；

在所述第二坑底进行人工扩孔开挖。

进一步地，在所述第一深度内放置支撑部的钢筋，注浆以形成所述支撑部的步骤，包括：

放置扩展柱的钢筋和支撑柱的钢筋，所述支撑柱的钢筋位于所述扩展柱的钢筋上方；

注浆形成所述扩展柱和所述支撑柱，所述扩展柱的底面高于放坡起点。

本申请提供的一种接触网支柱基础结构和施工方法，由于综合采用支撑部和桩基础部的结构，支撑部的开挖面积较小，桩基础部的开挖深度较浅，同时采用止水帷幕，对周围土体进行加强，减少因地下水流入对既有路基的扰动或开挖过程中塌方，降低了施工支柱基础结构对周围环境的影响，尤其降低了对铁路既有线运营风险与安全风险，提高了铁路接触网的支柱基础结构的竖向承载能力和抗倾覆能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的接触网支柱基础结构的纵剖面示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为图1所示的一实施例A-A方向的横剖面示意图；

图4为图1所示的另一实施例A-A方向的横剖面示意图；以及

图5为本申请一实施例的接触网支柱基础结构的施工方法的示意图。

附图标记说明：

1、支撑部；2、桩基础部；3、止水帷幕；4、持力层；11、支撑柱；12、扩展柱；21、护壁；22、挖孔桩；31、支撑桩；111、柱脚螺栓；112、柱脚底板；311、喷浆孔；221、直孔段；222、扩孔段。

具体实施方式

需要说明的是，本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中，“上”、“下”、“顶”、“底”方位或位置关系为接触网的支柱基础结构的正常使用状态下的描述，基于附图1所示的方位或位置关系，“横向”为附图1的左右方向，“竖向”为附图1的上下方向。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。术语“第一\第二”仅仅是是区别不同的对象，不表示二者之间具有相同或联系之处。

作为本申请创造性构思的一部分，在描述本申请的实施例之前，以现有技术中铁路接触网的支柱基础结构的施工情况为例进行具体分析，现有技术中新建铁路接触网的支柱基础结构可以采用扩展基础施工或采用桩基础施工。

当采用扩展基础时，为了满足铁路接触网结构抗倾覆的要求，需要有较大的开挖面。若新建扩展支柱基础与既有铁路设施较近，则大面积施工开挖会直接破坏既有铁路路基及电缆沟，可能造成铁路运行中断，对既有线运营造成安全风险。

当采用桩基础时，由于施工条件受限，打桩设备很难在既有线附近施工，为满足铁路接触网结构抗倾覆要求，只能采用人工挖孔桩开挖，而人工开挖桩基础的深度较深，存在着塌方的风险，严重威胁孔内作业人员的人身安全，同时，由于地下水位较高引起的透水，还会导致路基沉降威胁既有线的运营，因此对于地质条件较差，地下水位较高的情况下，不具备实施条件。

有鉴于此，本申请实施例的一方面，提供一种接触网的支柱基础结构，参见图1所示，包括支撑部1、桩基础部2以及止水帷幕3。支撑部1的上端用于安装接触网的支柱，支撑部1的下端连接桩基础部2的上端，止水帷幕3位于支撑部1的下方，止水帷幕3围设桩基础部2，用于阻止或减少基坑侧壁地下水流入，减少对既有路基的扰动，同时保证桩基础部2下能够安全施工。具体地，止水帷幕3可以连接支撑部1的下端，与支撑部1形成整体结构，以提高支柱基础结构的承载能力和抗倾覆能力。在其他实施例中，止水帷幕3也可以不与支撑部1连接。

本申请一实施例中，参见图1、图2所示，支撑部1包括支撑柱11与扩展柱12，扩展柱12的上端连接支撑柱11的下端，扩展柱12的横截面积从上往下逐渐增大，提升了支柱基础结构的抗倾覆能力。

为了便于接触网支柱的施工，支撑柱11上端还设有柱脚底板112以及柱脚螺栓111，柱脚螺栓111的下端预埋在支撑部1内，柱脚底板112上形成有多个螺栓孔，柱脚底板112通过柱脚螺栓111穿入柱脚底板112上的螺栓孔固定于支撑柱11上。

本申请一实施例中，参见图1、图3～图4所示，止水帷幕3包括支撑桩31，支撑桩31位于支撑部1的下方。具体地，支撑桩31的上端可以与扩展柱12的下端底面连接，多个支撑桩31围设于桩基础部2的外侧并向逐渐远离桩基础部2的方向延伸，进一步提高支柱基础结构的承载能力和抗倾覆能力。

支撑桩31桩孔表面还设有喷浆孔311，支撑桩31注浆后，混凝土浆液可以通过喷浆孔311注入支撑桩31周边土体，周边土体中的混凝土浆液凝结达到设计强度后形成的加强土体，即可作为桩基础部2的止水帷幕3。止水帷幕3形成的加强土体可以阻止或减少基坑侧壁地下水流入，同时加强后的土体具有一定结构强度，减少了对既有路基的扰动，尤其为地下水位较高、地质条件较差的地层后续桩基础部2的安全施工提供了保证。

本申请一实施例中，参见图3所示，形成止水帷幕3的支撑桩31，可以设置为咬合桩，并环形布设在桩基础部2外侧，咬合桩层数可以根据地质条件合理增减。

本申请另一实施例中，参见图4所示，形成止水帷幕3的支撑桩31，也可以设置为连续桩，并环形布设在桩基础部2外侧，连续桩层数可以根据地质条件合理增减。

本申请一实施例中，参见图1所示，桩基础部2包括挖孔桩22以及护壁21，挖孔桩22的上端连接支撑部1中扩展柱12的下端；其中，挖孔桩22还包括位于上方的直孔段221和连接在下方的扩孔段222，所述扩孔段222的横截面积大于所述直孔段221的横截面积。通过对挖孔桩22下方扩孔形成扩孔段222，可以进一步提升支柱基础结构的竖向承载能力和抗倾覆能力。

护壁21设置在形成止水帷幕3的支撑桩31内侧，直孔段221的外侧，在开挖挖孔桩22的同时施作护壁21，护壁21可以起到对挖孔桩22保护的作用，防止周围土体塌方。

本申请实施例实施的接触网的支柱基础结构，支撑部1相较单独采用开挖面较大的扩展基础施工，开挖面较小；桩基础部2相较单独采用桩基深度深的桩基础施工，桩基深度较浅；同时设置止水帷幕3进一步提升支柱基础的施工安全性与结构可靠性，在保证安全施工的条件下，可以根据实际工程需要，同时调整开挖面和开挖深度，全面降低对周围环境的影响，例如对既有线运营的影响，具有较强的经济性与实用性，尤其为临近接触网支柱基础较难施工的问题提供了一种良好解决方案。

本申请实施例的另一方面，参见图5所示，提供一种支柱基础结构的施工方法，包括：

S1：开挖土体至预设第一深度，形成第一坑底；

S2：在第一坑底施工支撑桩孔，多个支撑桩孔成环状分布；

S3：向支撑桩孔内注浆以形成止水帷幕；

S4：在止水帷幕内沿第一坑底往下开挖至第二深度，形成第二坑底；

S5：在第二深度内放置桩基础部的钢筋，注浆以形成桩基础部；

S6：在第一深度内放置支撑部的钢筋，注浆以形成支撑部。

下面对本申请实施例支柱基础结构的施工方法的各个步骤进行具体地说明。

S1：开挖土体至预设第一深度，形成第一坑底。

参见图1所示，在需要设置支柱基础结构的位置，可以根据实际工作条件，设置合适开挖面，合理选用人工开挖或者机械开挖等形式开挖土体，开挖土体至预设第一深度，形成第一坑底，便于后续设置支撑部1以及止水帷幕3的支撑桩31。具体地，当临近铁路既有线施工时，可采用人工开挖土方。

S2：在第一坑底施工支撑桩孔，多个支撑桩孔成环状分布。

参见图1所示，支撑桩孔设置在支撑部1中的扩展柱12底部，可以按照实际工作条件，合理采用但不限于包括旋挖钻、冲击钻、回旋钻的钻孔方式进行支撑桩孔的施工。钻孔方向可以设置为沿桩基础部2的外侧并向逐渐远离桩基础部2的方向延伸，通过此种方式设置的多个支撑桩31能够使止水帷幕3具有较大的止水范围，进一步提高了接触网支柱基础结构竖向承载能力的抗倾覆能力。

参见图3、图4所示，支撑桩孔成环状分布，并且围绕成环的直径应大于桩基础部2的直径，以便于形成保护桩基础部2的止水帷幕3，同时可以根据实际工作条件，选择但不限于咬合桩、连续桩，单层或多层任意组合的形式进行钻孔。

S3：向支撑桩孔内注浆以形成止水帷幕。

参见图1所示，向支撑桩孔内注浆形成支撑桩31，支撑桩31呈环状围设桩基础部2，支撑桩31桩孔表面还设有喷浆孔311，支撑桩31注浆后，混凝土浆液可以通过喷浆孔311注入支撑桩31周边土体，周边土体中的混凝土浆液凝结达到设计强度后形成的加强土体结合支撑桩31围护结构，即可作为桩基础部2的止水帷幕3。

S4：在止水帷幕内沿第一坑底往下开挖至第二深度，形成第二坑底。

参见图1所示，可以根据实际工作条件，合理选用人工开挖或者机械开挖等形式开挖土体，采用人工开挖时，可设置护壁21用于保护，防止孔壁周围土体塌方。开挖土体至预设第二深度，形成第二坑底。为保证桩基础具有较佳竖向承载能力，预设第二深度可以开挖至持力层4所示深度范围，例如，开挖预设第二深度至持力层4一米或更深处，便于后续设置桩基础部2。具体地，当临近铁路既有线施工时，可采用人工开挖土方。

S5：在第二深度内放置桩基础部的钢筋，注浆以形成桩基础部。

参见图1所示，在第二深度内放置桩基础部2的钢筋，注浆以形成桩基础部2，桩基础部2的钢筋伸出端在扩展柱12中锚固，桩基础部2下端可以设置带有的更大横截面积的扩孔段222，扩孔段222的横截面积大于直孔段221的横截面积，扩孔段222可以进一步提升支柱基础结构的竖向承载能力和抗倾覆能力。

S6：在第一深度内放置支撑部的钢筋，注浆以形成支撑部。

参见图1、图2所示，支撑部1包括支撑柱11以及扩展柱12，扩展柱12的底面高于放坡起点。先放置扩展柱12的钢筋再放置支撑柱11的钢筋，支撑柱11的钢筋设置在扩展柱12的钢筋上方，由下往上注浆，形成扩展柱12和支撑柱11，从而形成整体支撑部1。

支撑柱11上端还设有柱脚底板112以及柱脚螺栓111，柱脚底板112上形成有多个螺栓孔，通过柱脚螺栓111穿入螺栓孔与支撑部1上的钢筋绑扎，将柱脚底板112固定在支撑柱11上，注浆后形成整体的支撑柱11。通过上述先固定，再整体浇筑的方式，支撑柱11结构的整体性高，减少了后续对支撑柱11钻孔固定柱脚底板112的步骤，避免了因钻孔导致支撑柱11结构开裂、钻孔打到钢筋等一系列问题，同时带有柱脚底板112的支柱基础，便于接触网支柱的施工。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接触网的支柱基础结构，其特征在于，包括：

支撑部，所述支撑部的上端用于安装所述接触网的支柱；

桩基础部，所述桩基础部的上端连接在所述支撑部的下端；以及

止水帷幕，位于所述支撑部下方，并围设所述桩基础部。

2.根据权利要求1所述的支柱基础结构，其特征在于，所述支撑部包括：

支撑柱，所述支撑柱的上端用于安装所述支柱；以及

扩展柱，所述扩展柱的上端连接在所述支撑柱的下端，所述扩展柱的横截面积自所述支撑柱往下逐渐增大，所述桩基础部的上端连接在所述扩展柱的下端。

3.根据权利要求1所述的支柱基础结构，其特征在于，所述止水帷幕包括：

支撑桩，多个所述支撑桩咬合式或连续式呈环状围设所述桩基础部。

4.根据权利要求3所述的支柱基础结构，其特征在于，所述支撑桩的上端连接所述支撑部的下端，所述支撑桩的下端沿逐渐远离所述桩基础部的方向延伸。

5.根据权利要求1所述的支柱基础结构，其特征在于，所述桩基础部包括：

挖孔桩，所述挖孔桩的上端连接所述支撑部的下端；以及

护壁，位于所述止水帷幕内侧，围设所述挖孔桩。

6.根据权利要求5所述的支柱基础结构，其特征在于，所述挖孔桩包括位于上方的直孔段和连接在下方的扩孔段，所述扩孔段的横截面积大于所述直孔段的横截面积。

7.一种接触网的支柱基础结构的施工方法，其特征在于，包括：

开挖土体至预设第一深度，形成第一坑底；

在所述第一坑底施工支撑桩孔，多个所述支撑桩孔成环状分布；

向所述支撑桩孔内注浆以形成止水帷幕；

在所述止水帷幕内沿所述第一坑底往下开挖至第二深度，形成第二坑底；

在所述第二深度内放置桩基础部的钢筋，注浆以形成所述桩基础部；

在所述第一深度内放置支撑部的钢筋，注浆以形成所述支撑部。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，开挖土体至预设第一深度的步骤，具体为：

人工放坡开挖至预设第一深度。

9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，在所述止水帷幕内沿所述第一坑底往下开挖至第二深度，形成第二坑底的步骤，包括：

在所述止水帷幕内沿所述第一坑底往下进行人工开挖，并施工护壁；

人工开挖至持力层以形成第二坑底；

在所述第二坑底进行人工扩孔开挖。

10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，在所述第一深度内放置支撑部的钢筋，注浆以形成所述支撑部的步骤，包括：

放置扩展柱的钢筋和支撑柱的钢筋，所述支撑柱的钢筋位于所述扩展柱的钢筋上方；

注浆形成所述扩展柱和所述支撑柱，所述扩展柱的底面高于放坡起点。

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