CN113718784B - 高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系及其施工方法 - Google Patents

高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系及其施工方法 Download PDF

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Abstract

一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系及其施工方法，包括沿多股道线路长度方向布置的若干临时架空桩，临时架空桩通过D型便梁与多股道的轨道相连接，多股道的轨道两侧分别设有止水帷幕，相邻的两排D型便梁连接的临时架空桩之间设有工作基坑，工作基坑两侧设有降水井，工作基坑内设有正式架空桩，正式架空桩通过横抬梁与多股道的轨道相连接；通过设置临时架空桩临时架空既有线路，在相邻的两排临时架空桩之间开挖工作基坑，进行区域降水，然后施做正式架空桩，正式架空桩的长度可以根据上部荷载设置，以满足承载能力；本发明通过临时架空到正式架空的转换，解决了高水位黄土地层人工挖孔桩的施工瓶颈和多股道铁路施工空间的限制问题。

Description

高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系及其施工方法
技术领域
本发明属于新建道路下穿既有运营铁路施工技术领域，具体涉及一种高水位黄土地层的多股道铁路复合架空体系及其施工方法。
背景技术
我国交通网逐渐完善，不可避免的出现了新建线路下穿既有运营线路的情况，为了减小新建铁路对既有运营线路的扰动，保障既有运营线路的安全，通常需要对既有运营线路进行架空。对于常规地层及施工条件限制小的场地，通常采用钻孔灌注桩对既有线路进行架空即可，但是对于高水位黄土地层、且施工条件限制较大的多股道运营铁路线路还没有好的施工方法，通常也借鉴常规施工方法进行架空，但是由于运营铁路一定范围不允许大型施工机械进入，只能采用原始的人工挖孔桩，而人工挖孔在地下水位下的饱和软黄土成孔很难，无法保障成桩质量，并且在桩长太长的情况下甚至无法施工。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系及其施工方法，通过设置临时架空桩，临时架空线路，保证工作基坑开挖不对铁路造成影响，通过在工作基坑内降低地下水位，保证正式架空桩的施工不受地下水位的影响，解决了高水位黄土地层多股道铁路的架空施工难题，具有结构合理，施工方便，承载力好的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系，包括沿多股道铁路10长度方向布置的若干临时架空桩1，所述临时架空桩1顶端通过D型便梁2与多股道的轨道4接触连接，多股道的轨道4两侧分别设有止水帷幕3，相邻的两排D型便梁2连接的临时架空桩1之间设有工作基坑5，工作基坑5两侧设有降水井6，工作基坑5内设有正式架空桩7，正式架空桩7顶端通过横抬梁8与多股道的轨道4接触连接。
所述临时架空桩1设于多股道的轨道4两侧及多股道的轨道4中间。
所述临时架空桩1底端位于地下水位9以上。
所述止水帷幕3由若干水泥搅拌桩构成，水泥搅拌桩两两之间相互咬合，水泥搅拌桩底端位于地下水位9以下。
一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，具体施工步骤为：
步骤一、根据工程需要，确定对既有多股道铁路10下方的架空范围，勘探多股道铁路施工区域的地下水位9；
步骤二、根据步骤一勘探得到的地下水位9的高度，设计制作临时架空桩1的桩长、数量及布置的间隔距离，使临时架空桩1满足支撑铁路的荷载；
步骤三、根据步骤二的设计，确定D型便梁2的长度、宽度和高度；
步骤四、根据步骤一确定的架空范围及步骤二设计制作的临时架空桩1，布设临时架空桩1；
步骤五、在步骤四施做完成的临时架空桩1上，施做D型便梁2，且D型便梁2与多股道的轨道4密切接触，使临时架空桩1进入工作状态；
步骤六、在多股道的轨道4两侧分别施做止水帷幕3，止水帷幕3采用相互咬合的水泥搅拌桩，止水帷幕3底端低于地下水位9；
步骤七、在多股道的轨道4两侧及多股道的轨道4下方的每排临时架空桩1之间挖工作基坑5；
步骤八、在步骤七挖好的各工作基坑5两侧分别施做降水井6，降水井6深度低于正式架空桩7桩底，降水井6施做完成后，进行区域降水；
步骤九、在临时架空桩1桩间工作基坑5布设正式架空桩7，正式架空桩7满足支撑铁路运营的荷载，然后施做横抬梁8，且横抬梁8与多股道的轨道4接触，使正式架空桩7进入工作状态；
步骤十、根据后期施工需要，选择是否拆除临时架空桩1及D型便梁2，进行后续施工。
步骤二所述的设计制作临时架空桩1的桩长、数量及布置的间隔距离，其具体方法是，首先通过地下水位9确定临时架空桩1的长度，其桩底不低于地下水位9即可；然后根据上部轨道永久荷载和列车行车荷载确定所需临时架空桩1的数量；最后根据施工场地合理布置临时架空桩1，以便于施工和不影响线路正常运营为原则。
步骤三所述D型便梁2长度大于多股道的轨道4两侧的临时架空桩的距离，D型便梁2长度与刚度呈正比关系。
步骤四布设临时架空桩1时，多股道的轨道4外侧的临时架空桩1桩体采用机械钻孔施工后埋入，多股道的轨道4中间的临时架空桩1桩体采用人工挖孔施工后埋入。
步骤八所述区域降水采用大口井井点降水法进行区域降水，降水深度根据正式架空桩7长度确定。
步骤九所述布设正式架空桩7采用人工挖孔法施工。
本发明有益效果在于：
通过设置了临时架空体系，将轨道荷载首先传递到临时架空体系上，然后进行桩基基坑开挖，进行区域降水，为正式架空体系的施工提供了条件，通过临时架空到正式架空的转换，解决了高水位黄土地层人工挖孔桩的施工瓶颈和多股道铁路施工空间的限制问题。
具体施做上，通过设置临时架空桩临时架空线路，再开挖工作基坑，临时架空桩在地下水位以上，不受地下水的影响，可以保证工作基坑开挖不对铁路造成影响；通过在工作基坑内降水降低地下水位，再施做正式架空桩，保证正式架空桩的施工不受地下水位的影响，正式架空桩的长度可以根据上部荷载设置，以满足承载能力。
具有结构合理，施工方便，承载力好的优点。
附图说明
图1是本发明的临时架空和正式架空体系俯视图。
图2是本发明的临时架空和正式架空体系正视图。
其中，1、临时架空桩；2、D型便梁；3、止水帷幕；4、多股道的轨道；5、工作基坑；6、降水井；7、正式架空桩；8、横抬梁；9、地下水位；10、多股道铁路。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步详细说明。
参见图1、图2，一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系，包括沿多股道铁路10长度方向布置的若干临时架空桩1，所述临时架空桩1顶端通过D型便梁2与多股道的轨道4接触连接，多股道的轨道4两侧分别设有止水帷幕3，相邻的两排D型便梁2连接的临时架空桩1之间设有工作基坑5，工作基坑5两侧设有降水井6，工作基坑5内设有正式架空桩7，正式架空桩7顶端通过横抬梁8与多股道的轨道4接触连接。
所述临时架空桩1设于多股道的轨道4两侧及多股道的轨道4中间。
所述临时架空桩1底端位于地下水位9以上，不受地下水位9影响。
所述止水帷幕3由若干水泥搅拌桩构成，水泥搅拌桩两两之间相互咬合，水泥搅拌桩底端位于地下水位9以下。
一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，具体施工步骤为：
步骤一、根据工程需要，确定对既有多股道铁路10下方的架空范围，勘探多股道铁路施工区域的地下水位9；
步骤二、根据步骤一勘探得到的地下水位9的高度，设计制作临时架空桩1的桩长、数量及布置的间隔距离，使临时架空桩1满足支撑铁路的荷载；
步骤三、根据步骤二的设计，确定D型便梁2的长度、宽度和高度；
步骤四、根据步骤一确定的架空范围及步骤二设计制作的临时架空桩1，布设临时架空桩1，多股道的轨道4外侧的临时架空桩1桩体采用机械钻孔施工后埋入，多股道的轨道4中间的临时架空桩1桩体采用人工挖孔施工后埋入；
步骤五、在步骤四施做完成的临时架空桩1上，施做D型便梁2，且D型便梁2与多股道的轨道4密切接触，使临时架空桩1进入工作状态；
步骤六、在多股道的轨道4两侧分别施做止水帷幕3，止水帷幕3采用相互咬合的水泥搅拌桩，止水帷幕3底端低于地下水位9；
步骤七、在多股道的轨道4两侧及多股道的轨道4下方的每排临时架空桩1之间挖工作基坑5；
步骤八、在步骤七挖好的各工作基坑5两侧分别施做降水井6，降水井6深度低于正式架空桩7桩底，降水井6施做完成后，采用大口井井点降水法进行区域降水，降水深度根据正式架空桩7长度确定；
步骤九、在临时架空桩1桩间工作基坑5采用人工挖孔法布设正式架空桩7，正式架空桩7满足支撑铁路运营的荷载，然后施做横抬梁8，且横抬梁8与多股道的轨道4接触，使正式架空桩7进入工作状态；
步骤十、根据后期施工需要，选择是否拆除临时架空桩1及D型便梁2，进行后续施工。
本发明工作原理为：通过设置临时架空桩1临时架空既有线路，在相邻的两排临时架空桩之间开挖工作基坑5，由于设置了临时架空桩1用于承载上方的铁路，可以保证工作基坑5的开挖不对既有线路造成影响，且临时架空桩1在地下水位9以上，不受地下水的影响，但是临时架空桩1的桩长有限，承载能力不足，需要设置桩长更长的正式架空桩7，满足长期的承载能力要求；因此在工作基坑5内进行降水、然后施做正式架空桩7，由于降水措施降低了地下水位9，故正式架空桩7的施工也不受地下水位9的影响，正式架空桩7的长度可以根据上部荷载设置，以满足承载能力。

Claims (9)

1.一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：所述的高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系，包括沿多股道铁路（10）长度方向布置的若干临时架空桩（1），临时架空桩（1）顶端通过D型便梁（2）与多股道的轨道（4）接触连接，多股道的轨道（4）两侧分别设有止水帷幕（3），相邻的两排D型便梁（2）连接的临时架空桩（1）之间设有工作基坑（5），工作基坑（5）两侧设有降水井（6），工作基坑（5）内设有正式架空桩（7），正式架空桩（7）顶端通过横抬梁（8）与多股道的轨道（4）接触连接；
所述的高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，具体施工步骤为：
步骤一、根据工程需要，确定对既有多股道铁路（10）下方的架空范围，勘探多股道铁路施工区域的地下水位（9）；
步骤二、根据步骤一勘探得到的地下水位（9）的高度，设计制作临时架空桩（1）的桩长、数量及布置的间隔距离，使临时架空桩（1）满足支撑铁路的荷载；
步骤三、根据步骤二的设计，确定D型便梁（2）的长度、宽度和高度；
步骤四、根据步骤一确定的架空范围及步骤二设计制作的临时架空桩（1），布设临时架空桩（1）；
步骤五、在步骤四施做完成的临时架空桩（1）上，施做D型便梁（2），且D型便梁（2）与多股道的轨道（4）密切接触，使临时架空桩（1）进入工作状态；
步骤六、在多股道的轨道（4）两侧分别施做止水帷幕（3），止水帷幕（3）采用相互咬合的水泥搅拌桩，止水帷幕（3）底端低于地下水位（9）；
步骤七、在多股道的轨道（4）两侧及多股道的轨道（4）下方的每排临时架空桩（1）之间挖工作基坑（5）；
步骤八、在步骤七挖好的各工作基坑（5）两侧分别施做降水井（6），降水井（6）深度低于正式架空桩（7）桩底，降水井（6）施做完成后，进行区域降水；
步骤九、在临时架空桩（ 1） 桩间工作基坑（5）布设正式架空桩（7），正式架空桩（7）满足支撑铁路运营的荷载，然后施做横抬梁（8），且横抬梁（8）与多股道的轨道（4）接触，使正式架空桩（7）进入工作状态；
步骤十、根据后期施工需要，选择是否拆除临时架空桩（1）及D型便梁（2），进行后续施工。
2.根据权利要求1所述的一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：所述临时架空桩（1）设于多股道的轨道（4）两侧及多股道的轨道（4）中间。
3.根据权利要求1或2所述的一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：所述临时架空桩（1）底端位于地下水位（9）以上。
4.根据权利要求1所述的一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：所述止水帷幕（3）由若干水泥搅拌桩构成，水泥搅拌桩两两之间相互咬合，水泥搅拌桩底端位于地下水位（9）以下。
5.根据权利要求1所述的一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：步骤二所述的设计制作临时架空桩（1）的桩长、数量及布置的间隔距离，其具体方法是，首先通过地下水位（9）确定临时架空桩（1）的长度，其桩底不低于地下水位（9）即可；然后根据上部轨道永久荷载和列车行车荷载确定所需临时架空桩（1）的数量；最后根据施工场地合理布置临时架空桩（1），以便于施工和不影响线路正常运营为原则。
6.根据权利要求1所述的一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：步骤三所述D型便梁（2）长度大于多股道的轨道（4）两侧的临时架空桩（1）的距离，D型便梁（2）长度与刚度呈正比关系。
7.根据权利要求1所述的一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：步骤四布设临时架空桩（1）时，多股道的轨道（4）外侧的临时架空桩（1）桩体采用机械钻孔施工后埋入，多股道的轨道（4）中间的临时架空桩（1）桩体采用人工挖孔施工后埋入。
8.根据权利要求1所述的一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：步骤八所述区域降水采用大口井井点降水法进行区域降水，降水深度根据正式架空桩（7）长度确定。
9.根据权利要求1所述的一种高水位黄土地层多股道铁路复合架空体系的施工方法，其特征在于：步骤九所述布设正式架空桩（7）采用人工挖孔法施工。
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