铁路新增二线台后路基桩管帷幕支护结构的制作方法

本发明涉及路基支护施工技术领域，特别是指一种铁路新增二线台后路基桩管帷幕支护结构。

背景技术：

随着改革开放的深化以及经济产业结构的调整，交通运输企业焕发出前所未有的活力，各种运输方式发展迅猛。铁路作为国民经济的大动脉，也是最大众化的交通运输工具，具有运能高、运距远、成本低、占地少、全天候、能源省、污染小等特点与优势，在国民经济中占有举足轻重的位置。

随着铁路运送货物量的不断增加，既有铁路的运能已饱和或即将饱和时，需要在既有铁路附近新增二线。当既有铁路新增二线时，为了减少二线占地面积、减少填（挖）方量、节省投资，新增二线与既有线间距一般控制在5～12m范围内。因线间距较近、增建二线在既有铁路路基范围内施工，二线桥台基坑开挖时将破坏既有桥台锥体及台背后路基，对既有线安全造成影响。为确保既有铁路的正常运营及安全，必须对既有铁路线路及路基边坡进行有效地防护与加固。

目前，新增二线桥台基坑开挖时常规的防护方案有：施工范围内既有铁路线路采用“架设3-5-3扣吊轨梁”进行防护，二线桥台靠既有桥台和路基一侧基坑边坡采用“多根挖孔桩加现浇钢筋混凝土墙（简称“桩板连续墙”）进行防护。桩与桩之间的空隙采用现浇钢筋混凝土墙（厚度20cm）进行二次防护，并采用编织袋围堰对坡脚进行防护。

常规防护方案的缺点：

（1）既有铁路上架设3-5-3扣吊轨梁前，既有铁路铁路线路进行无缝线路切割、应力放散处理，待拆除吊轨梁后恢复无缝线路。而大范围无缝线路割（接）作业对既有线造成破坏，且无法恢复原样。

（2）既有铁路上架设3-5-3扣吊轨梁时，铁路线路需要限速慢行，使得既有铁路运能更加紧张，一般不具备长时间、多频次的限速施工条件。

（3）桩板连续墙由沿基坑周围布设的多根人工挖孔桩和挖孔桩之间现浇钢筋混凝土墙组合而成。所用的人工挖孔桩位置基本靠近既有铁路路肩，其数量多、埋置较深（经常遇到地下水），挖孔桩间护壁墙边开挖边浇筑二次防护施工难度大，且整个施工过程基本靠人力完成，施工效率低，安全性差，投资较高。在实际运用过程中，无法绝对确保既有铁路的正常运营及安全，施工风险很大。

（4）既有线与新增二线之间设置桩板连续墙将会加大其线间距，二线占地面积、填（挖）方量、投资等也相应增加。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铁路新增二线台后路基桩管帷幕支护结构，该结构支护不易失稳和坍塌，不影响既有线运营，可保证既有铁路的正常运营及安全，基坑支护结构新颖，在保证安全的基础上用料更少，节省成本，机械化施工效率更高，可最大限度的缩减线间距。

为达到上述目的，本发明的目的是这样实现的：一种铁路新增二线台后路基桩管帷幕支护结构，按照下列步骤进行构建：

（1）在既有铁路新增二线桥台一侧靠近坡脚对应既有桥台尾部位置处设置支护桩，桩身采用人工挖孔桩、钻孔桩或装配式支挡结构构成；

（2）沿着支护桩横截面的中心在其长度方向水平设置着导向钢管和导向架，导向钢管直径略大于钢管帷幕的钢管外径，导向架由2榀工字钢架构成，导向架分别两两一组固定在导向钢管前后部的两侧，导向架与导向钢管相垂直，导向钢管沿着支护桩的高度方向水平均匀间隔布置；

（3）支护桩内安装导向钢管和导向架后，采用c15混凝土浇筑桩身；

（4）在既有桥台背后的既有铁路路基内采用水平钻机跟管钻进施工工艺由上到下排列打设钢管帷幕孔，钢管帷幕孔与支护桩内的导向钢管数量以及位置相对应，钢管帷幕孔内分别插有若干帷幕钢管，帷幕钢管的管体上钻有若干φ10mm的孔，孔间距为500mm，十字对打状布置，在帷幕钢管内设置着钢筋笼或型钢，帷幕钢管的另一端分别从支护桩内的导向钢管中穿过构成桩管帷幕支护结构；

（5）在帷幕钢管内压浆注浆，注浆浆料配比采用1：1：1水泥砂浆，注浆量控制在1.5～2.0倍的理论裸孔容积、注浆压力控制在0.2～0.4mpa并稳定后停止注浆，施工过程中应加强监测，严禁注浆区范围内路基或地表隆起，根据监测结果调整注浆速度和注浆量；

（6）上述步骤的桩管帷幕支护结构完成后，拆除既有桥在新增二线桥台位置的锥体，垂直开挖既有铁路路基至基坑设计高程。

本发明的原理及优点是：（1）桩管帷幕支护结构施工期间，不对既有铁路线路、路基、桥台锥体等部位造成影响。（2）既有铁路线上无需架设3-5-3扣吊轨梁，无缝线路也无需割接、应力放散处理。（3）无论是桩还是钢管帷幕施工过程基本可机械化作业，效率高、工期短、安全性高、施工风险底。（4）既有桥台可用作钢管帷幕的接力支撑点，可减省支挡结构，且桩管帷幕支护结构所需用料少，投资较省。（5）在既有路基填土范围内进行作业，基本不会受到不良地质、地下水等不利因素的影响。（6）因既有线与新增二线之间无需设置防护结构，可最大限度的缩减其线间距，二线占地面积、填（挖）方量、投资等也相应减少。（7）在实际运用过程中，可确保既有铁路的正常运营及安全。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1为本发明背景技术提供的常规防护结构俯视图；

图2为本发明背景技术提供的常规防护结构侧视图；

图3为本发明的支护结构说明图；

图4为本发明的钢管帷幕构造说明主视图；

图5为本发明的钢管帷幕构造说明俯视图；

图6为本发明的钢管帷幕立面图；

图7为本发明的幕帷钢管构造图；

图8为图7的截面图。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

目前，新增二线桥台基坑开挖时常规的防护方案有：施工范围内既有铁路线路采用“架设3-5-3扣吊轨梁”进行防护，二线桥台5-1靠既有桥台3和路基一侧基坑边坡采用“多根挖孔桩9加现浇钢筋混凝土墙10（简称“桩板连续墙”）进行防护。桩9与桩9之间的空隙采用现浇钢筋混凝土墙10（厚度20cm）进行二次防护，并采用编织袋围堰对坡脚进行防护。如图1、图2所示，为现有技术中新增二线桥台的结构。常规防护方案的缺点：桩板连续墙由沿基坑周围布设的多根人工挖孔桩9和挖孔桩之间现浇钢筋混凝土墙10组合而成。所用的人工挖孔桩位置基本靠近既有铁路路肩，其数量多、埋置较深（经常遇到地下水），挖孔桩间护壁墙边开挖边浇筑二次防护施工难度大，且整个施工过程基本靠人力完成，施工效率低，安全性差，投资较高。在实际运用过程中，无法绝对确保既有铁路的正常运营及安全，施工风险很大。

而本发明支护结构与现有的防护方案迥然不同：

一种铁路新增二线台后路基桩管帷幕支护结构，按照下列步骤进行构建：如图3-图8所示，

（1）在既有铁路1新增二线桥台一侧靠近坡脚对应既有桥台3尾部位置处设置支护桩，桩身采用人工挖孔桩6、钻孔桩或装配式支挡结构构成，开挖桩体采用钢护壁，从上至下边开挖边安装的施工方法，每节护壁深度根据现场土质情况而定；

（2）沿着挖孔桩6横截面的中心在其长度方向上提前安装着导向钢管6-3和导向架6-2，导向钢管6-3直径略大于钢管帷幕的钢管7-1外径，导向架6-2由2榀工字钢架与导向钢管6-3焊接而成；导向架6-2分别两两一组固定在导向钢管6-3两侧，导向钢管沿着挖孔桩6的高度方向水平均匀间隔布置；

（3）挖孔桩内安装导向钢管和导向架后，采用c15混凝土6-4浇筑桩身；

（4）在既有桥台3背后的既有铁路路基内采用水平钻机跟管钻进施工工艺打设钢管帷幕孔，钢管帷幕孔与挖孔桩内的导向钢管数量以及位置相对应，钢管帷幕孔内分别插有若干帷幕钢管7-1，帷幕钢管的管体上钻有若干φ10mm的孔7-2，孔间距为500mm，十字对打状布置，在帷幕钢管内设置着钢筋笼7-3或型钢，帷幕钢管的另一端分别从挖孔桩内的导向钢管6-3中穿过构成桩管帷幕支护结构；

（5）在帷幕钢管7-1内压浆注浆7-4，注浆浆料配比采用1：1：1水泥砂浆，建议注浆量控制在1.5～2.0倍的理论裸孔容积、注浆压力控制在0.2～0.4mpa并稳定后停止注浆，注浆前应做注浆速度、注浆量、注浆效果试验，获得合适数据指导注浆施工，注浆施工时按照实验数据注浆，施工过程中应加强监测，严禁注浆区范围内路基或地表隆起，根据监测结果调整注浆速度和注浆量；浆液对帷幕钢管以及钢管周围的土体进行固化，进一步提高帷幕钢管构成的桩管帷幕的刚性。

（6）上述步骤的桩管帷幕支护结构完成后，拆除既有桥在新增二线桥台位置5的锥体4，垂直开挖既有铁路路基至基坑设计高程；

（7）当既有铁路路基填料较差，钢管帷幕垂直开挖面可采用边开挖边安装挡土板7-5支护的方式，挡土板7-5采用钢板或桥梁施工模板，挡土板7-5与钢管帷幕之间满焊焊接成型，人工开挖基坑应从上至下边开挖边安装挡土板的施工方法，每节开挖深度可根据现场土质情况而定；可防止钢管帷幕7的缝隙流沙而基坑壁失稳的情况。

（8）既有路基坡脚2-1采用编织袋围堰进行防护。

挖孔桩6采用挖孔桩护壁6-1开挖支护，在挖孔桩6内安装型钢导向架6-2、导向钢管6-3后浇筑桩身混凝土6-4。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。