南小龍

（廣西寧鐵工程有限責(zé)任公司，工程師，廣西 南寧 530004）

1 工程概況

1.1 工程背景

柳州市航二路延長線工程下穿東西寬約400m的鐵路編組站場，是第一條連通柳州西南部城區(qū)自北向南約7km的城市跨鐵路線路區(qū)域的公路。該工程東起柳邕路與航二路相交路口，向西通過既有的柳州鐵路編組南站及新建的西鵝貨運(yùn)中心站，與柳工大道相交，終點(diǎn)為柳工大道西側(cè)規(guī)劃道路。下穿柳南編組四、六場為2*12.5m連續(xù)鋼筋混凝土隧道框架結(jié)構(gòu)，共214.98m，結(jié)構(gòu)全寬27.7m，邊墻寬0.85m，中墻寬1m，頂板厚1m，底板厚1.2m。

1.2 原設(shè)計(jì)方案

原設(shè)計(jì)方案采用在編組場兩側(cè)設(shè)工作坑預(yù)制框架，既有線人工挖孔樁作支墩，I56B工字鋼縱挑橫抬加固線路，放坡開挖基坑，中繼間破樁頂進(jìn)的施工方案。人工挖孔樁共318根，樁徑1.5米，孔樁縱向間距為6m。I56B工字鋼縱梁為5根1束，橫抬梁為2根一束，縱梁長度6米，橫抬梁長度根據(jù)線路及道岔的寬度為6米至12米；放坡開挖比例為1:1.5，中間設(shè)2m寬的平臺，破樁頂進(jìn)距離分別是西側(cè)120米和東側(cè)98米。該方案需穿越編組場33股道及17組道岔，土方開挖難度大，對鐵路編組場的作業(yè)干擾大；基坑土方12.58萬m3，合同工期30個(gè)月，施工任務(wù)重。

2 重難點(diǎn)分析

下穿鐵路編組場市政隧道框架涵隧道工程施工是本工程的重難點(diǎn)控制工程，要在柳州南鐵路編組場完成基坑開挖、預(yù)制框架涵、回填基坑的同時(shí)，不能耽誤鐵路編組場的正常運(yùn)營，對施工建設(shè)的技術(shù)難度提出了很高的要求。為了不影響既有線行車及運(yùn)輸，一般采用鐵路線路架空后預(yù)制框架破樁頂進(jìn)的施工方案，其中線路加固和框架頂進(jìn)是施工的關(guān)鍵，難點(diǎn)如下：

2.1 既有線施工組織風(fēng)險(xiǎn)大

由于樁位間距小，數(shù)量大（人工挖孔樁有318根），導(dǎo)致所有股道兩側(cè)均布滿樁位，且土方場地堆放小，運(yùn)輸要跨越其他股道，而調(diào)車作業(yè)不會停止，安全風(fēng)險(xiǎn)大。其次是由于施工周期長，部分孔樁限界不足，導(dǎo)致施工期間既有線行車安全和路基穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)增大。另外，由于既有線無法使用機(jī)械只能靠人工搬運(yùn)，并且每個(gè)道口需增設(shè)防護(hù)員，以致于在人員和材料數(shù)量均很多的情況下既有線施工組織將面臨很大風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 基坑開挖影響范圍過大

按原設(shè)計(jì)方案放坡開挖總寬度達(dá)60m，基坑開挖的范圍將達(dá)到12899㎡，整個(gè)編組場大部分路基將需要開挖，施工占用場地過大。編組場路基穩(wěn)定及相鄰的四場峰尾調(diào)度樓將產(chǎn)生很大的安全風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)因基坑頂鋼軌距離過近，機(jī)械無法直接在鋼軌底刷坡，需花費(fèi)大量的人工成本進(jìn)行坡面處理。

2.3 運(yùn)輸與施工組織矛盾激化

原設(shè)計(jì)方案孔樁開挖、材料搬運(yùn)及基坑開挖占用編組場大部分場地，施工范圍遍及整個(gè)編組場，且施工周期長，對于調(diào)車作業(yè)的安全和運(yùn)輸任務(wù)有較大影響，車站方也表示：如果按此方案施工將使調(diào)車作業(yè)人員的行走通道全部被占用，運(yùn)輸與施工組織的矛盾巨大。

該設(shè)計(jì)方案為可行方案，但通過仔細(xì)調(diào)查研究分析，施工方案需進(jìn)一步優(yōu)化，達(dá)到在解決以上問題的同時(shí)，對安全、質(zhì)量和成本亦可有效控制的效果。

3 優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化線路加固體系

原設(shè)計(jì)線路加固體系為：I56B工字鋼縱梁+I56B工字鋼橫梁+U型扣+人工挖孔樁支墩，如圖1。

圖1 柳南四場人工挖孔樁布置圖

以上體系線路加固工字鋼材料多、散而且需要多種組合，人工挖孔樁共有318根。優(yōu)化方案初步考慮為I56B工字鋼縱向組合梁用D型鋼便梁代替。因框架全寬27.7米，縱梁采用D16+D20+D16即可滿足設(shè)計(jì)的加固區(qū)段長度，橫抬梁仍然使用I56B工字鋼，橫縱梁之間采用U型扣連接，體系結(jié)構(gòu)變成D型施工便梁+工字鋼橫梁+U型扣+人工挖孔樁支墩，如圖2。初步確定方案后，經(jīng)過可行性和受力情況進(jìn)行分析和檢算，最終確定(D16+D20+D16)的縱梁+I56B工字鋼橫梁+U型扣作為線路及道岔加固系統(tǒng)的施工方案。

圖2 D型便梁加固圖

3.2 優(yōu)化基坑開挖安全防護(hù)體系

設(shè)計(jì)基坑高度深13米，采用放坡開挖，坡度為1:1.5，中間設(shè)二級平臺，寬2m，基坑總寬度達(dá)到60米，基坑開挖的范圍將達(dá)到12899m2，開挖的土方量約為12.58萬m3，如圖3：

圖3 柳南四場設(shè)計(jì)基坑開挖圖

如按照該方案開挖基坑，將編組場路基和編組場調(diào)度樓的地基穩(wěn)定性，影響鐵路運(yùn)營；另外，基坑頂面距離線路底面只有0.5m，不能滿足鄰近既有線大型機(jī)械土方開挖安全距離，只能采用人工開挖的方式，極易引起工程成本和進(jìn)度失控。考慮到既有編組場場地限制，將放坡開挖+掛網(wǎng)噴錨體系優(yōu)化為防護(hù)樁+冠梁+樁間墻+橫撐的垂直開挖形式，最終只需設(shè)計(jì)根據(jù)基坑兩側(cè)受到的土壓力檢算樁徑、樁間墻厚度、冠梁高度及橫撐布置情況即可，如圖4：

圖4 優(yōu)化后的基坑開挖示意圖

優(yōu)化后的基坑開挖方案為基坑兩側(cè)每隔5米開挖孔樁，樁徑1.5m，樁間墻采用現(xiàn)澆的方式，每層厚度0.3m，高度2m，墻背回填反濾層，橫撐設(shè)在冠梁處，每5米1道。開挖流程為開挖冠梁基坑-綁扎冠梁鋼筋，澆筑混凝土-第一層樁板墻基坑開挖-第一層樁間墻鋼筋綁扎，澆筑混凝土-依次做到基坑底樁間墻。

3.3 結(jié)合運(yùn)輸調(diào)整施工組織

綜合考慮平衡運(yùn)輸與施工之間的矛盾，將原方案調(diào)整為分階段施工，而后再根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，具體分為兩階段施工，第一階段先加固東西兩側(cè)的線路及道岔，同時(shí)拆除5至8道，進(jìn)行揭蓋現(xiàn)澆框架式隧道施工。第二階段加固中間部分，同時(shí)拆除25至30道相關(guān)線路及道岔進(jìn)行揭蓋施工，如圖5，先加固I、II區(qū)域，拆除左側(cè)×線部分，現(xiàn)澆兩側(cè)隧道式框架，隧道框架完成后即進(jìn)行恢復(fù)線路，之后再進(jìn)行III區(qū)域第二階段的施工。

圖5 分階段拆除線路施工示意圖

4 取得效果

通過優(yōu)化線路加固體系，將整個(gè)體系化零為整，避免了加固材料在編組場內(nèi)大量搬運(yùn)，同時(shí)使得整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體性、安全性也大大增強(qiáng)，節(jié)約了搬運(yùn)的時(shí)間成本，降低了對既有線的干擾。通過使用20m+16m的整體便梁，使得線路加固孔樁由原來的318根，減少到81根，大大減少了工程數(shù)量和既有線施工安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了施工成本，加快了施工進(jìn)度。

通過優(yōu)化土方開挖安全防護(hù)體系，土方開挖量減少到8.34萬m3，實(shí)現(xiàn)減少土方開挖4.22萬m3；并且減少土方開挖面積6944m2，緩解施工與運(yùn)輸?shù)拿?，達(dá)到少擾動路基，保證行車安全的目的；也將既有信號樓的距離與基坑開挖邊線拉開到20米以上，不用再單獨(dú)對信號樓做防護(hù)加固措施，保證了既有建筑物的安全，節(jié)約了既有建筑物的加固成本。

通過分階段施工的方案，達(dá)到了如下效果：運(yùn)輸與施工組織的矛盾得到得到了平衡、第一階段的施工工期提前了35天；線路加固人工挖孔樁的數(shù)量進(jìn)一步減少到56根，施工成本進(jìn)一步降低。

以上幾個(gè)分項(xiàng)工程的優(yōu)化，在很大程度上解決了運(yùn)輸與施工存在的天然矛盾，保證了行車安全，節(jié)約了工期和成本，如表1所示，與原設(shè)計(jì)方案相比，更具可操作性和推廣價(jià)值。

表1 方案對比表

5 結(jié)束語

公鐵交叉施工進(jìn)行時(shí)，既要保證鐵路編組場的正常運(yùn)營，又要降低框架式隧道下穿編組場的施工難度。則需要根據(jù)現(xiàn)場施工條件進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，提出合理的實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)方案，并且要求施工單位在設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮統(tǒng)籌協(xié)調(diào)作用，將優(yōu)化后的方案和運(yùn)輸組織部門進(jìn)行溝通，在保證編組場完成一定運(yùn)營任務(wù)的前提下，得到其最大的支持。施工單位在整個(gè)方案中扮演著組織者和實(shí)施者的角色，因此，相關(guān)人員需按適合自身施工力量的方法來進(jìn)行方案編制，提出最優(yōu)解決方案，以助力框架式隧道下穿鐵路編組場的建設(shè)發(fā)展。