王法武

（中鐵上海設計院集團有限公司，上海市 200070）

0 引 言

道路和鐵路立體交叉分為道路上跨鐵路和道路下穿鐵路兩種形式，后者簡稱下穿立交，為框架結構，它具有結構高度低、引道短、造價低的優(yōu)點[1-2]。為不中斷既有鐵路運營，下穿立交一般采用架設鋼便梁加固線路頂進施工[3-6]。隨著城市經濟的發(fā)展，經常出現(xiàn)道路需從車站范圍下穿鐵路，與從區(qū)間下穿鐵路相比，設計與施工均顯著增加難度[7-8]。本文以南京市黃家圩路拓寬改造工程下穿京滬鐵路南京火車站西側咽喉區(qū)為背景，介紹復雜環(huán)境下的鋼便梁架設、深基坑支護、鐵路線路加固、站場改造、頂進施工步驟、附屬設施等，可供類似工程參考。

1 工程概況

南京市黃家圩路拓寬改造工程是南京市火車站北站房及北廣場的配套工程，道路等級為城市次干路，設計速度30 km/h。下穿京滬鐵路立交橋位于京滬鐵路南京站西側咽喉區(qū)，鐵路線路情況復雜（見圖1）。主體結構為8 m+14.75 m+14.75 m+6.5 m下穿鐵路框架，架設鋼便梁加固線路頂進施工。頂進工作坑周邊建筑、管線眾多，頂進新框架的同時需切割拆除既有框架。

圖1 工程平面位置示意圖

2 道路、鐵路現(xiàn)狀

黃家圩路為現(xiàn)狀道路，道路等級為城市次干路，與京滬鐵路、滬寧城際南京站咽喉區(qū)交叉，橋位處的鐵路里程為京滬線上行K1150+169。

黃家圩路下穿京滬正線等9條鐵路（其中京滬正線2條，南京至南京西正線2條，到發(fā)線5條），橋位兩側為密集道岔區(qū)，現(xiàn)有客車115對，車站作業(yè)繁忙。

京滬鐵路下已建有2-8.5 m框架，限高3.8 m，為機動車雙向2車道，框架結構長度61.4 m，分兩個階段先后施工建成，南段38 m，北段23.4 m。由于凈高不足，本次工程予以廢棄。

北側滬寧城際高鐵于2010年7月1日開通，其下已預留8 m+16 m+16 m+8 m框架，限高4.2 m，長度23.6 m，本次工程予以順接。

3 框架主體結構

框架主體結構采用8 m+14.75 m+14.75 m+6.5 m 4個分離式框架，自東往西（自上海往北京）依次編號為框架Ⅰ、框架Ⅱ、框架Ⅲ、框架Ⅳ，中孔布置機動車道，邊孔布置人行和非機動車道，結構外高等高，均為7 m，框架Ⅱ、框架Ⅲ結構凈高為5.25 m，框架Ⅰ、框架Ⅳ結構凈高為5.7 m（見圖2）?？蚣芪挥诘缆分本€段，框架設計為直線、平坡。

圖2 框架立面圖（單位：cm）

中孔框架頂板厚75 cm，邊墻和底板厚100 cm，結構凈高5.25 m。軌底至箱頂80 cm。邊孔框架頂板厚50 cm，邊墻厚50 cm，底板厚80 m。

框架為C40鋼筋混凝土結構，采用北京科寶華地道橋軟件計算分析，頂板和底板按鋼筋混凝土受彎構件設計，邊墻按鋼筋混凝土壓彎構件設計[9]。

框架設計基底應力111 kPa，基底位于粉質粘土層，地基允許承載力90 kPa，框架基底采用 60 cm高壓旋噴樁加固，間距1.1 m×1.1 m，樁長8 m，復合地基的允許承載力120 kPa。

4 引道工程

引道采用U槽結構，U槽采用C40鋼筋混凝土，抗?jié)B等級P8。每節(jié)U槽長15m，節(jié)段之間設2 cm變形縫。采用鉆孔樁圍護后開挖基坑，在基坑內現(xiàn)澆施工U形槽。U形槽底設 0.8m鉆孔灌注樁作為抗拔樁。U形槽外側邊墻涂聚氨脂防水涂料兩層，內側各相鄰邊墻間縫隙沿縱向通長填塞特種水泥砂漿、底部設外貼式止水帶以阻止地下水涌入引道。U形槽外側邊墻頂設鋼筋混凝土欄桿、內側機非分隔墻頂設鋼欄桿。

5 基坑支護

本立交主體和引道共有3個基坑：南側基坑、中間基坑和北側基坑。南側基坑為下穿鐵路箱身的頂進工作坑，位于京滬鐵路南側，框架頂進就位后作為南側U形槽明挖基坑，基坑深7.5 m；中間基坑為立交連接段U形槽明挖基坑，位于京滬鐵路和滬寧城際框架之間，基坑深8.4 m；北側基坑為北側U形槽明挖基坑，位于滬寧城際框架北側，基坑深7.3 m。

5.1 基坑周邊環(huán)境情況

南側基坑東側有曙光大酒店裙房（為樁基礎）、污水處理池、鐵路工區(qū)（老信號樓，3層，擴大基礎），頂進后背南側有 1000 mm鑄鐵既有自來水管，西側為施工便道；中間基坑東側有鐵路新信號樓（為樁基礎）；北側基坑滬寧城際框架西北角邊緣與線路中心距離較短，僅3.5 m，且上有電力架空線。

框架頂進工作坑設于京滬鐵路南側，由南向北平坡頂進，頂進順序依次為西半幅的框架Ⅳ、框架Ⅲ；東半幅的框架Ⅰ、框架Ⅱ。由于框架位于鐵路道岔區(qū)，須待道岔遷改、架設24 m便梁加固線路后方可頂進框架。便梁基礎為混凝土條基，下設密布高壓旋噴樁加固地基。

5.2 基坑支護方案

南側基坑：基坑頂進后背采用單排 180 cm鉆孔樁圍護，東側污水池邊采用單排 180 cm鉆孔樁圍護，東側其余部分采用雙排 150 cm鉆孔樁圍護，排間距4 m。其余兩邊均采用單排 150 cm鉆孔樁圍護。其中西側圍護每隔3根樁設鋼絲繩拉索;基坑四角采用 609 mm鋼管斜撐。

中間基坑：西側采用雙排 150 cm鉆孔樁圍護，排間距2.75 m，東側采用單排 150鉆孔樁圍護。

北側基坑：兩側均采用單排 150cm鉆孔樁圍護。

所有圍護樁樁頂均需設置帽梁或連梁，使之成為整體。圍護樁外設雙排 60高壓旋噴樁止水帷幕，南側基坑東邊緊鄰污水池邊圍護樁外因沒有空間施工雙排旋噴樁，采用在樁間及樁周高壓旋噴注漿止水，深11 m。

靠近鐵路及接觸網電力線范圍的圍護鉆孔樁，當鉆機無法作業(yè)時，施工可根據實際情況改為挖孔樁，挖孔樁范圍土體須先用高壓旋噴樁加固以確保安全。

既有滬寧城際高鐵框架西北角因既有框架較短，箱端距相鄰城際鐵路只有3.5 m，圍護樁墻不能與框架連接封閉，采用沉井加鋼筋混凝土板擋土，沉井處及周邊采用高壓旋噴樁地基加固后分層開挖，沉井就位后作為立交排水集水井之用。

6 線路加固方案

在便梁防護下頂進施工框架橋已有幾十年的歷史，工藝成熟，便梁架設的適用范圍一般是鐵路線路位于直線或大半徑的圓曲線，相鄰線路間有足夠的線間距，不能有道岔。

因此需先對南京站西端咽喉區(qū)進行改造，把線路加固范圍內的站場股道進行臨時遷改，將道岔移出施工范圍以外，待施工完成后再予原樣恢復。經過與鐵路部門的溝通，采用停運1股站線、改移其余道岔、逐孔整節(jié)頂入框架的設計方案。

7 站場改造

根據橋梁施工方案，施工中需要架設便梁施工，由于該立交位于南京站西咽喉處，新建立交橋位于道岔區(qū)，無法架設便梁，因此必須將既有道岔移出立交橋施工范圍，以滿足施工需要。

考慮到南京站為京滬線上的一個客運大站，客流量大，到發(fā)線有效長650～1050 m、客運站臺長550 m的具體情況，站場改造主要內容如下：

拆除既有77#、89#單開道岔和81#～87#交分道岔；鎖閉75#、79#道岔側向，在既有9道上鋪設臨時L1#道岔連通既有10道；在5道上鋪設臨時L2#道岔接通既有4道；在上行正線Ⅱ道上鋪設臨時L3#道岔接通既有3道；將91#號道岔向車站方向平移約8 m。待立交改建完成后拆除臨時道岔，原址恢復拆除的既有線路及道岔。

8 頂進施工步驟

主體結構為4個分離式框架，在便梁防護下依次頂入西邊孔、西中孔、東邊孔、東中孔。為了縮小便梁布設范圍，盡可能減小對南京站運營的影響，減少工程造價，優(yōu)化便梁基礎布置，加深支墩深度至2.5 m，以密布高壓旋噴樁替代挖孔樁基礎并在路基兩側封頭，優(yōu)化施工組織，縮短基坑暴露時間，不設拖梁，使站線遷改控制在橋梁中心線兩側各40 m范圍，僅比框架結構邊線多出13.8 m，西側邊孔線路加固斷面見圖3。

圖3 西側邊孔線路加固斷面圖（單位：cm）

頂進西側中孔時，便梁一端擱置在已就位的西邊孔上，一端擱在既有框架上，便梁支座相應位置設撐。既有2～8.5 m框架位于新建的東側兩個框架范圍，與新框架為錯縫位置關系，頂進新框架時分別切割鑿除。頂進東邊孔時，余下的一個半老框架還在原位，便梁的一端架在上面，設計在每個便梁支座位置采用 609 mm鋼管支撐作為便梁基礎，東側邊孔線路加固斷面見圖4。

圖4 東側邊孔線路加固斷面圖（單位：cm）

最后頂進的是東側中孔，便梁兩端分別擱在已就位的框架上，相應位置設撐。

既有2～8.5 m框架因凈空不足須廢棄，它們位于新建的東側兩個框架范圍，與新框架為錯縫位置關系。新建框架先頂東邊箱、后頂東中箱，頂進東側6.5 m邊箱時，同時原位廢除半個既有8.5 m框架，為保證剩余框架的穩(wěn)定，需對剩余部分進行支撐加固，廢除的結構在頂進新框架時切割鑿除，頂進東側14.75 m中箱時，再切割廢除余下的一個半既有框架。

為了縮短基坑暴露時間，采用邊鑿除老框架邊頂進新框架的施工方案。

9 附屬工程

框架頂滿鋪氯化聚乙烯防水卷材，防水層上設6 cm厚C40細石聚丙烯纖維網混凝土保護層；框架兩側邊墻涂聚氨脂防水涂料兩層。

框架兩端洞口頂面設電纜槽及人行道欄桿及防拋網。

南側（1）道按《鐵路橋涵設計規(guī)范》的相關規(guī)定鋪設護輪軌；北側（10）道位于道岔區(qū)，無法鋪設護輪軌，采用在箱頂設置擋塊進行防護，擋塊平行（10）道設置，與（10）道中心線距離為1.75 m。

框架兩端與U形槽接頭處設變形縫，采用鋼邊橡膠止水帶外加外貼式防水卷材，結構全面外包防水卷材。

由于橋下凈空不足5 m，在立交橋引道南北入口處分別設置限高防護架[10]。

10結論

（1）本工程位于鐵路車站咽喉區(qū)，且市政交通繁忙、周邊建筑和市政管線眾多，逐孔頂進框架。經過合理布置施工步驟，利用既有橋孔維持道路通行，整個施工過程中沒有中斷黃家圩路通行；且施工過程中僅停運1條鐵路站線，對鐵路的影響減少到了最小程度。對于在車站咽喉地區(qū)建造下穿立交有很好的借鑒作用。

（2）在地質情況復雜、地層起伏變化大的地區(qū)，視周邊環(huán)境因素和地層變化情況逐段設計檢算基坑圍護結構，針對不同情況分別采用不同直徑、單雙排鉆孔樁、拉錨、設撐、沉井、挖孔樁等多種圍護方案，可以取得較好經濟效益。