趙青海 胡會星

中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司

1 概述

鐵路通過建筑物密集主城區(qū)時噪聲控制嚴(yán)格，面臨用地空間受限，征地拆遷困難、施工作業(yè)空間狹窄等難題，本文以某鐵路增建二線設(shè)計為例，采用集聲屏障、接觸網(wǎng)為一體的復(fù)合路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計，有效的解決了城市建筑密集地段征地拆遷困難等難題，達(dá)到了既滿足環(huán)保要求又節(jié)約工程投資的目的，為城市發(fā)達(dá)地區(qū)鐵路設(shè)計、建設(shè)提供參考。

2 工程概況

某既有鐵路增建二線通過建筑物密集的主城區(qū)，噪聲控制嚴(yán)格，線路右側(cè)緊鄰小區(qū)填土綠化帶，增建二線線路中心距離填土綠化帶距離6m，用地空間受限，征地拆遷困難。地質(zhì)情況為：上覆人工填土（Q4ml），粉質(zhì)黏土Q4al+pl，下伏卵石土（Q3fgl-al）。

3 方案擬定

方案一：采用放坡方案。該方案需挖除居民小區(qū)填土綠化帶，征地面積較大，對于土地資源稀缺且建筑物密集的城區(qū)，征地地拆遷實施困難。

圖1 放坡方案橫斷面設(shè)計圖

方案二：采用路塹擋土墻收坡方案。將接觸網(wǎng)、電纜槽、聲屏障、路基水溝、重力式路塹擋土墻等工程在平面上依次排開設(shè)置，重力式路塹擋土墻需拆除分填土綠化帶，該方案占地范圍較大，征地拆遷實施困難。

圖2 路塹擋墻方案橫斷面設(shè)計圖

方案三：采用集聲屏障、接觸網(wǎng)、路基水溝為一體的復(fù)合支擋結(jié)構(gòu)方案。該方案利用既有線右側(cè)有限的用地空間，擋墻高度8.2m，底板寬度5.4m，將增建二線低路基及側(cè)溝設(shè)置于懸臂式擋墻底板之上，通過牛腿將接觸網(wǎng)設(shè)置于懸臂式擋墻邊墻內(nèi)側(cè)，懸臂式擋墻邊墻用于承受外側(cè)小區(qū)填土綠化帶土壓力，同時兼具聲屏障功能。該方案有效的解決了城市建筑密集地段征地拆遷困難等難題，達(dá)到了既滿足環(huán)保要求又節(jié)約工程投資的目的。

圖3 集聲屏障、接觸網(wǎng)為一體的復(fù)合支擋結(jié)構(gòu)方案橫斷面設(shè)計圖

4 復(fù)合路塹支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計

集聲屏障、接觸網(wǎng)為一體的復(fù)合路塹支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：結(jié)構(gòu)布置，懸臂式擋土墻的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定設(shè)計，接觸網(wǎng)牛腿設(shè)計等。

4.1 結(jié)構(gòu)布置

集聲屏障、接觸網(wǎng)為一體的復(fù)合路塹支擋結(jié)構(gòu)包括：懸臂式擋墻，設(shè)置在邊墻上的牛腿結(jié)構(gòu)（用于設(shè)置接觸網(wǎng)基礎(chǔ)，沿線路方向50m設(shè)置一處牛腿）。

4.2 懸臂式擋土墻的設(shè)計

懸臂式擋墻按照TB 10025—2019《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[1]及GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[2]進(jìn)行設(shè)計。

（1）設(shè)計活載：軌道及列車荷載在懸臂式擋墻踵板上產(chǎn)生的豎向土壓力按彈性理論條形均布荷載作用下的土壓力進(jìn)行計算。采用懸臂式擋墻代替聲屏障作為降噪措施，風(fēng)荷載按0.82kN/m2。

（2）設(shè)計土壓力：墻后填土及小區(qū)填土綠化帶填土物理力學(xué)指標(biāo)：γ=18kN/m3，Φ=30°，產(chǎn)生的土壓力按庫侖主動土壓力計算。

（3）接觸網(wǎng)荷載：接觸網(wǎng)靠線路右側(cè)基礎(chǔ)通過牛腿方式設(shè)置在懸臂式擋墻邊墻上，（為了方便接觸網(wǎng)及電纜槽檢修維護，牛腿頂部距水溝蓋板頂1.15m），接觸網(wǎng)基礎(chǔ)通過螺栓預(yù)埋件與牛腿連接，接觸網(wǎng)荷載（標(biāo)準(zhǔn)值）如表1。

表1

（4）懸臂式擋墻立臂、趾板、踵板按懸臂梁計算內(nèi)力，按極限狀態(tài)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

4.3 地基處理及施工要求

（1）懸臂式擋墻基底地基承載力要求不小于150kPa，懸臂式擋土墻底設(shè)一層0.3m厚砂礫石墊層并夯實整平，待檢測承載力滿足擋墻基底容許承載力后，在砂礫石墊層頂澆灌一層C15 素混凝土墊層，厚0.1m，作為鋼筋綁扎和澆灌混凝土作業(yè)面。

（2）擋墻基坑開挖前對既有線進(jìn)行扣軌加固，基坑開挖時應(yīng)自上而下分段分層開挖并及時對既有線臨時邊坡采用噴錨網(wǎng)防護。

（3）懸臂式擋墻立壁板與地方小區(qū)綠化帶間空隙自下而上分別采用1.5m 厚M7.5 漿砌片石、1.5m 厚砂礫石透水層、夯填黏土回填封閉，夯填黏土頂面與地方綠化帶頂齊平。

5 結(jié)語

結(jié)合某既有鐵路增建二線設(shè)計，采用集聲屏障、接觸網(wǎng)為一體的復(fù)合路基支擋結(jié)構(gòu)收坡，有效的解決了城市主城區(qū)建筑密集地段征地拆遷困難等關(guān)鍵性難題，達(dá)到了既滿足環(huán)保要求又節(jié)約工程投資的目的，為城市發(fā)達(dá)地區(qū)市域鐵路的設(shè)計、建設(shè)提供參考。