CN116397478A - 一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，首先施工路基架空体系，对行洪范围内的既有铁路路基段进行架空，掏除位于行洪范围内的既有铁路路基，并现浇连续刚构；再在堤防规划轴线与既有铁路路基轴线交叉处合建十字桥头，形成下穿铁路段堤防的主体；然后在十字桥头两端施工结构堤防，并回填填土堤防；最后拆除路基架空体系；在此施工过程中，所有结构物均设置桩基础，以减小新建工程附加荷载对既有铁路的变形影响。该发明有效解决了新建河道治理工程中的堤防工程下穿铁路路基空间受限时，结构空间紧张，沉降变形控制要求高，铁路运营施工困难等技术难题，在保证既有铁路运营安全前提下满足新建工程使用需要。

Description

一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法及结构

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法及结构。

背景技术

堤防工程是指沿河、渠、湖、海岸或行洪区、分洪区、围垦区的边缘修筑的挡水建筑物。当前河道整治工程的建设也日益增多，其中填土堤防作为最主要的防洪功能建筑物被广泛使用。然而当新建堤防遇到既有铁路路基时，由于水平交叉阻碍了堤防顺利合拢。特别对运营期的繁忙干线而言拆除等待填筑后再恢复的传统方式几乎是不可行的，堤防如何在不影响既有铁路长期运营安全的前提下顺利施工下穿是相关工程的关键问题。

对堤防下穿既有铁路路基受限时主要存在以下问题：1、堤顶高程高于铁路路肩时存在路基漫水风险；2、填土堤防无法合拢，铁路路基填料无法满足抗渗需求；3、填土高度高附加荷载大，新建堤防引起的地表沉降往往可以达到数十公分，远大于铁路平顺性要求控制值；4、修建河堤后改变现状水文条件使铁路路基位于行洪区，存在阻水现象，断面变化处局部形成旋流，加重地表冲刷；5、枯水期与丰水期水位相差大，水头变化引起的水平荷载对铁路运行的安全影响不可忽略；6、工程施工期间铁路运行无法中断。

发明内容

本发明的目的是提供一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，包括如下步骤：

1)施工路基架空体系，对行洪范围内的既有铁路路基段进行架空，再掏除位于行洪范围内的既有铁路路基；

2)在路基架空体系下方施工若干第一桩基础，并在第一桩基础上现浇连续刚构的下部基础；

3)在堤防规划轴线处施工若干第二桩基础，并在堤防规划轴线与既有铁路路基轴线交叉处合建十字桥头，十字桥头位于路基架空体系下方且支撑于第二桩基础上，再施工连续刚构的上部结构；

4)在十字桥头对应堤防的两端施工结构堤防，并回填填土堤防，且结构堤防与填土堤防的断面顺接；

5)拆除路基架空体系。

进一步的，所述路基架空体系包括架空桥面以及支撑于架空桥面底部的若干架空桩，所述架空桥面全覆盖行洪范围内的既有铁路路基段，且架空桥面的两端延伸至行洪范围外的既有铁路路基上。

进一步的，所述十字桥头包括十字形的底板以及设置在底板上的挡板部和支撑部，所述挡板部相对设置于十字形底板的水平段两侧，所述支撑部有两个，设置于十字形底板的竖直段上且分别位于两个挡板部外侧，两个所述支撑部分别与连续刚构和行洪范围外的既有铁路路基衔接。

进一步的，所述步骤3)中在堤防规划的地基处施工防渗墙，所述防渗墙位于十字桥头的正下方，且沿堤防规划的轴线方向延伸至结构堤防底部。

进一步的，所述结构堤防采用由十字桥头向填土堤防宽度呈渐扩的结构形式。

进一步的，所述步骤4)还包括在结构堤防的端部施工挡墙，所述挡墙沿垂直于堤防规划轴线方向布置，所述挡墙底部设置有第三桩基础。

进一步的，所述步骤4)还包括在结构堤防两端与填土堤防衔接处施工刺墙，所述刺墙沿堤防规划轴线方向布置。

进一步的，所述步骤4)还包括在结构堤防内部回填轻质混凝土，以顺接填土堤防上表面与十字桥头形成下穿检修通道。

进一步的，所述步骤4)还包括在所述十字桥头的十字交叉处施工桥头锥坡。

另外，本发明还提供了一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建结构，采用上述的方法施工而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法有效解决了新建河道治理工程中的堤防工程下穿铁路路基空间受限时，结构空间紧张，沉降变形控制要求高，铁路运营施工困难等技术难题，在保证既有铁路运营安全前提下满足新建工程使用需要。

(2)本发明提供的这种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法中通过对所有结构物均设置桩基础，以减小新建工程附加荷载对既有铁路的变形影响，同时在结构堤防底部和端部分别设置防渗墙和刺墙，以增加水头沿深度方向和水平方向的渗径。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例中路基架空体系的施工示意图；

图2是本发明实施例中十字桥头的施工示意图；

图3是本发明实施例中结构堤防的施工示意图；

图4是本发明实施例中堤防下穿既有铁路路基受限时合建结构示意图；

图5是本发明实施例中十字桥头的结构示意图。

附图标记说明：1、架空桩；2、架空桥面；3、既有铁路路基；4、第一桩基础；5、连续刚构；6、十字桥头；7、第二桩基础；8、防渗墙；9、第三桩基础；10、底板；11、挡板部；12、支撑部；13、结构堤防；14、刺墙；15、挡墙；16、桥头锥坡；17、连接梁；18、填土堤防；19、坡道；20、墩台；21、垫层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

本实施例提供了一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，具体施工过程如下：

(1)如图1所示，施工路基架空体系，对行洪范围内的既有铁路路基3段进行架空，使铁路在施工期间仍可临时行车；再将位于规划行洪范围内的既有铁路路基3逐段掏除填土，从而在保证既有铁路运营前提下，增大了堤防下穿既有铁路路基的施工空间。

具体的，所述路基架空体系包括架空桥面2以及支撑于架空桥面2底部的若干架空桩1，所述架空桥面2全覆盖行洪范围内的既有铁路路基3段，且架空桥面2的两端延伸至行洪范围外的既有铁路路基3上。在掏除行洪范围内的既有铁路路基3后，架空桥面2用于替代此段掏除的既有铁路路基3部分，以用于临时行车，保证既有铁路的正常运营。其中，在行洪范围内的既有铁路路基3段施工架空桩1和架空桥面2的具体过程为本领域的常规手段，其具体操作过程此处不再赘述。

(2)在路基架空体系下方施工若干第一桩基础4，并在第一桩基础4上现浇连续刚构5的下部基础。优选的，第一桩基础4沿既有铁路路基3的轴线方向等间距布置。

(3)如图2所示，在堤防规划轴线处施工若干第二桩基础7，并在堤防规划轴线与既有铁路路基3轴线交叉处合建十字桥头6，十字桥头6位于路基架空体系下方且支撑于第二桩基础7上，十字桥头6采用混凝土结构，作为下穿铁路段堤防的主体，在保证堤防的功能连续性的同时还方便施工；然后再施工连续刚构5的上部结构。

具体的，如图5所示，所述十字桥头6包括十字形的底板10以及设置在底板10上的挡板部11和支撑部12，所述底板10支撑于第二桩基础7上，所述挡板部11有两个，相对设置于十字形底板的水平段两侧，即挡板部11平行于堤防规划轴线方向布置，两个挡板部11与底板10围合形成的空间可作为通道；可选的，在该通道内的底板10上可设置垫层21，以用于与后续施工的坡道19进行衔接。所述支撑部12有两个，设置于十字形底板10的竖直段上且分别位于两个挡板部11外侧，即支撑部12沿既有铁路路基3的轴线方向布置，靠近行洪范围外未掏除的既有铁路路基3一侧的支撑部12与该段既有铁路路基3衔接，远离行洪范围外未掏除的既有铁路路基3一侧的支撑部12则与行洪范围内的连续刚构5衔接，起到类似桥墩的支撑作用，可用于后续承载铁路段行车的荷载；同时在两个挡板部11之间设置连接梁17，两个支撑部12之间通过连接梁17连成一个整体，支撑部12的上表面与连接梁17的上表面位于同一平面；并且连接梁17与垫层21之间形成可供防汛车辆和检修人员通过的空间。

优选的，本实施例中十字桥头6可采用底板10、挡板部11、支撑部12、连接梁17一体浇筑成型的预制结构形式，提高施工效率。

进一步的，与连续刚构5衔接的支撑部12侧边设置有墩台，用于支撑连续刚构5的上部结构端部，使得连续刚构5的上部结构与十字桥头6衔接。

优化的，在堤防规划的地基处施工防渗墙8，所述防渗墙8位于十字桥头6的正下方，且沿堤防规划的轴线方向延伸，通过在十字桥头6的下方设计防渗墙8，以增加水头沿深度方向的渗径。进一步的，防渗墙8两端延伸超出十字桥头6的端部，优选防渗墙8的端部延伸至设计的填土堤防18底部。

(4)如图3所示，在十字桥头6对应堤防的两端施工结构堤防13，并回填填土堤防18，且结构堤防13与填土堤防18的断面顺接。

本实施例中，结构堤防13采用由十字桥头6向填土堤防18宽度呈渐扩的结构形式，以便与填土堤防18的顺接；结构堤防13位于堤防规划轴线上，因此，结构堤防13底部亦通过第二桩基础7支撑，以减小其荷载对既有铁路的变形影响。优化的，在结构堤防13的端部施工挡墙15，所述挡墙15沿垂直于堤防规划轴线方向布置，挡墙15位于结构堤防13与填土堤防18之间，以满足填土段（即填土堤防）与结构段（即结构堤防）断面差异处的挡土需求；同样，为了减小挡墙15荷载对既有铁路的变形影响，在所述挡墙15底部设置第三桩基础9对其进行支撑。

进一步的，在回填填土堤防18之前，在结构堤防13两端与填土堤防18衔接处施工刺墙14，所述刺墙14沿堤防规划轴线方向布置，通过刺墙14增加水头沿水平方向的渗径；优选的，刺墙14设置于防渗墙8上，这样水平防渗结构（即刺墙14）和垂直防渗结构（即防渗墙8）可共同作用，从而能达到更有效的防渗目的。

可选的，在回填填土堤防18之后，在结构堤防13内部回填轻质混凝土压重，并浇筑成坡道19，以顺接填土堤防18上表面与十字桥头6的通道，作为下穿检修通道，结构堤防内部填筑重度由既有铁路变形计算确定。

可选的，在所述十字桥头6的十字交叉处施工桥头锥坡16，以保证铁路段与堤防结构连接处的稳定性，防止冲刷。

(5)在所有结构物施工完成后，拆除路基架空体系，形成如图4所示的堤防下穿既有铁路路基受限时合建后的结构。

进一步的，在拆除路基架空体系之前，在连续刚构和十字桥头上表面施工道砟，以填补架空桥面与连续刚构、十字桥头上表面之间的空间，从而恢复既有铁路的平顺性。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)施工路基架空体系，对行洪范围内的既有铁路路基段进行架空，再掏除位于行洪范围内的既有铁路路基；

2)在路基架空体系下方施工若干第一桩基础，并在第一桩基础上现浇连续刚构的下部基础；

3)在堤防规划轴线处施工若干第二桩基础，并在堤防规划轴线与既有铁路路基轴线交叉处合建十字桥头，十字桥头位于路基架空体系下方且支撑于第二桩基础上，再施工连续刚构的上部结构；

4)在十字桥头对应堤防的两端施工结构堤防，并回填填土堤防，且结构堤防与填土堤防的断面顺接；

5)拆除路基架空体系。

2.如权利要求1所述的堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于：所述路基架空体系包括架空桥面以及支撑于架空桥面底部的若干架空桩，所述架空桥面全覆盖行洪范围内的既有铁路路基段，且架空桥面的两端延伸至行洪范围外的既有铁路路基上。

3.如权利要求1所述的堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于：所述十字桥头包括十字形的底板以及设置在底板上的挡板部和支撑部，所述挡板部相对设置于十字形底板的水平段两侧，所述支撑部有两个，设置于十字形底板的竖直段上且分别位于两个挡板部外侧，两个所述支撑部分别与连续刚构和行洪范围外的既有铁路路基衔接。

4.如权利要求1所述的堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于：所述步骤3)中在堤防规划的地基处施工防渗墙，所述防渗墙位于十字桥头的正下方，且沿堤防规划的轴线方向延伸至结构堤防底部。

5.如权利要求1所述的堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于：所述结构堤防采用由十字桥头向填土堤防宽度呈渐扩的结构形式。

6.如权利要求1所述的堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于：所述步骤4)还包括在结构堤防的端部施工挡墙，所述挡墙沿垂直于堤防规划轴线方向布置，所述挡墙底部设置有第三桩基础。

7.如权利要求1所述的堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于：所述步骤4)还包括在结构堤防两端与填土堤防衔接处施工刺墙，所述刺墙沿堤防规划轴线方向布置。

8.如权利要求1所述的堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于：所述步骤4)还包括在结构堤防内部回填轻质混凝土，以顺接填土堤防上表面与十字桥头形成下穿检修通道。

9.如权利要求1所述的堤防下穿既有铁路路基受限时合建的方法，其特征在于：所述步骤4)还包括在所述十字桥头的十字交叉处施工桥头锥坡。

10.一种堤防下穿既有铁路路基受限时合建结构，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的方法施工而成。

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