临近铁路既有线深基坑施工关键技术

摘要：针对临近铁路营业线深基坑基坑变形影响营业线营运安全的难题，研究基坑围护设计方案解决了紧临既有线，高差大和不平衡的深基坑施工；文中介绍了将基坑围护、降排水、有序开挖、监测到位等工序合理安排，确保基坑与既有线的安全性，以期为其它类似工程提供参考与借鉴。

关键词：铁路既有线；深基坑；支护；关键技术

中图分类号：TV551.4 文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

官河桥位于杭州市江干区二号港与备塘河交汇处，紧邻沪昆线。既有官河桥1-24mT梁桥需拆除重建，新框架侵入营业线桥台锥体和路基。先期施工框架桥为四线铁路框架桥，线路法线与河流成40°夹角，结构形式为1-15.0*5.4m ，框架结构23.5*30.72m，基坑26.5*33.72m，基础由预制混凝土方桩和承台组成，上部为钢筋砼框架结构。

框架桥紧临河道同时侵入既有路基2.5m，桥位处地质为人工填土和粉土层，框架边与营业线外轨间距5.14m，高差达11.78m，其余侧开挖深度6.2m 。

2 关键技术

深基坑位于粉砂地层、紧邻河道且为不规则体，营业线一侧坑壁的超载大、高差大，为了控制路基变形和整个基坑的稳定性，同时满足基坑止水要求，基坑四周插打拉森钢板桩，营业线侧在钢板桩外侧增设钻孔桩，在铁路对面侧坑壁的两个拐角处分别增设2根和3根钻孔桩，增强了支护结构的刚度，同时解决了基坑受力不平衡，应力集中问题；基坑内外降水采用控制性井点降水确保施工作业面并提高外侧土体强度；基坑开挖过程严格按照“由远及近，先撑后挖、先换撑后拆撑”的施工原则分层、分段开挖方式施工。

2.1施工工艺流程

图1 施工工艺流程图

2.2 边坡支护

框架基础侵入路基边坡3.5m，为创造框架桥打入桩和围护钻孔桩的施工作业面，挖除铁路路基边坡的部分坡脚填土，临空面高达3.0m，为了保持临空面的稳定，开挖前打入一排12m长的IV型拉森钢板桩支护，经过1个月打桩过程路基释放了部分变形，前期边坡支护为后续基坑开挖提供了有利条件。

2.3 不对称四边形基坑支护设计

对紧邻沪昆营业线一侧坑壁的支护形式，路基荷载及列车荷载大以及轨面标高到坑底高差较大，为了控制坑壁变形和路基沉降，确保路基稳定性，采用二级支护：坑壁位置采用IV型拉森钢板桩支护，在钢板桩外侧增设一排钻孔桩支护，用以提高支护结构的刚度，控制坑壁变形和路基沉降。考虑铁路侧偏载较大，为了保证整个基坑的稳定性，在铁路对面一侧坑壁的两个拐角处分别增设2根和3根钻孔桩。结构形式：钻孔桩均采用18m长Φ1.0m钻孔灌注桩，冠梁截面尺寸为1.00×0.80m，钢板桩采用15m长的IV型拉森钢板桩；设一道钢管（Φ609×14mm）内支撑，基坑应力集中拐角处钢管平行斜撑，中部采用正交布置方式，围檩采用双榀HW400×400型钢，竖向立柱采用Φ609×14的钢管桩，布置于支撑钢管旁侧，采用牛腿和套箍固定。

图2 基坑围护结构平面图

2.4 开挖取土方式

为减少开挖取土对营业线的影响，减少基坑暴露时间，开挖取土采取“由远及近、分层、分段” 的开挖方式。根据基坑支撑体系位置开挖取土顺序由①-②-③。第①块土方（支撑下0.5m）使用普通挖机采取不分层不分段全断面开挖并外运，随后立即安装钢管支撑体系，剩余土方采取分段分层取土方式施工，第②块土方利用履带吊吊放两台小型挖机放于基坑内分级倒土，通过停在基坑旁的长臂挖机取土装车外运，挖到设计标高后利用人工清基后浇注第一节垫层和承台砼，第③块土方待砼强度达到20%后使用两台小型挖机分层取土并通过两次倒土，利用长臂挖机装车外运方式。

2.5 控制性深井井点降水

降水井钻孔采用GPS-10型工程钻机及其配套设备，采用正循环回转钻进成孔工艺,管井直径均为300mm，井管为φ300mm的塑料波纹管，外裹2层60目尼龙网，基坑内间距12m，基坑外间距8m，降水深度为底面下1m，基坑外地面下4m。

深基坑内外采用控制性深井井点降水，根据土方开挖进度升降水泵方式控制降水深度，使基坑内具备施工作业条件并提高基坑外侧土体强度,同时重点控制抽水过程中水质观察，严禁抽浑水。

2.6 信息化施工

本基坑开挖面积较大、营业线侧荷载较大、高差大且不平衡，动车组对轨道变形要求高等因素,除进行安全可靠的围护体系设计，同时进行施工过程现场监测，做到信息化施工尤为重要。

主要监测内容有营业线路基沉降、水平位移，测斜仪、钢管内力和水位监测、轨道几何状态。

营业线侧沉降观测3号观测点c-3的最大沉降量为17.80mm，位移观测桩10号点w-10的最大位移量为11.34mm，测斜仪2#测斜管cx-2的最大位移为15.24mm，YL- 2、YL-3轴力范围分别是-45.5-25.3KN、-60.4-192.4KN,根据监测数据超限后立即利用已备好Ⅰ级道砟人工起道补砟处理，确保轨道几何状态满足了动车组运营要求。

3 结语

本桥已顺利施工完工，施工过程中，各项监测数据均在可控范围内，施工期间动车组列车正常运营。

随着国民经济的快速发展，部分既有铁路不能满足速度与运载能力的要求，临近既有线改造越来越多，因结构施工产生的深基坑施工不可避免，在既有线改造过程中，通过不断的研究、讨论与实践，总结了一套临近既有线复杂地质条件下深基坑的施工技术，为确保深基坑施工时的既有线安全提供有力保障。