1、1铁路临线深基坑施工技术应用摘要： 通过对深基坑的止水帷幕施工、基坑支护验算，保证了深基坑的稳定，为下一步的顶管施工奠定了基础，更重要的是保证了铁路列车正常运行。 关键字：深基坑施工 支护验算 铁路临线 中图分类号：TV551.4 文献标识码： A 文章编号： 1工程概况 顶管工程地点位于李港铁路与津晋高速立交处以北 230m 范围内，包括 WD27-WD28-WD29 段的顶管施工。该段管道采用 d1800mm 顶管专用管材，总长 202m。工作坑为 WD28，平面尺寸为 85m，接收坑为 WD27 和WD29，平面尺寸为 55m。WD27、WD28、WD29 坑深均为 10m。工作坑东侧边
2、缘距李港铁路坡脚距离为 11.115.2 米，西侧为津淄公路。因此保证旋喷桩作业，深基坑支护，管道顶进等一系列作业期间的铁路既有线列车的正常运行是工程的重中之重。 2临线施工 2.1 止水帷幕施工 为保证铁路安全，止水帷幕采用旋喷桩施工工艺。 旋喷桩施工技术要求： 1.施工现场应平坦、坚实、畅通。旋喷钻机机转动时，应设专人看管，保证其稳定。 22.旋喷钻机使用前必须经调试、检验，确认技术性能和安全装置状态良好后方可使用，机械安装必须稳固，保证在施工过程中的安全性。 3.在插管和旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，在拆卸或安装注浆管时，动作要快。浆的压力和流量必须符合设计值。 4.旋喷时，要做好压力
3、、流量和冒浆量的测量，并按要求逐项记录。钻杆的旋转和提升必须连续时，要保持钻杆有 0. 1 rn 的搭接长度，不得使旋喷固结体脱节。 5.施工位置临铁路既有线，十分注意施工人员的安全，应对现场施工人员进行安全教育，不要在任何时间随意穿越铁路线。 6.夜间施工时，要保证照明能满足施工要求，并保证不妨碍既有铁路的正常运行。 7.任何施工人员不得在既有铁路线上休息、坐卧，严禁将铁制物体搭在两根钢轨上，以免造成列车错误信号。 2.2 深基坑支护体系 为保证基坑周围土体稳定，工作坑与接受坑均按深基坑要求进行支护。 深基坑采用外侧双排止水帷幕、内侧钢板桩的组合措施支护。帷幕桩直径 700mm，间距 500
4、mm，咬合 200mm，桩长 15m，水泥掺入量 16%。内侧钢板桩为 I40B 工字钢，桩长 15m。采用履带震动式打桩机进行设置，一丁一顺布置，打桩时先打设 12m 桩，桩顶到达地面 50cm 处时，暂停送桩，用吊车吊装 3m 短桩至 12m 钢桩桩顶对齐，两侧分别用 0.30.3 m钢板（厚度 10mm）进行搭接焊，焊接过程中应保证接桩直顺。焊接完毕、3确认无误后，继续沉桩至预定位置。 考虑列车及公路动载，保证基坑在工作期间的维护结构稳定，基坑内部设置框架支撑三道，由上往下排列，第一道距钢板桩顶 2.5m，第二道距第一道 2.8m，第三道距第二道 2.3m。四角设置角撑，横撑及角撑均为
5、I40B 型双根工字钢组拼，角撑长度约 7080cm。 3支护体系检算 根据本工程的施工图纸、 地质勘察报告及简明施工计算手册并结合施工经验，工作坑开挖深度取 H=10m，基坑处土重度r=18.7KN/m3，粘聚力 c=14.8Kpa，内摩擦角 =23，管径 d=1800mm。 主动土压力系数 Ka=tan2(45-/2)=0.438 被动土压力系数 Kp=tan2(45+/2)=2.283 采用 I40b 工字钢桩支护，密排布置，则查表得允许弯曲应力=215N/ mm2，截面抵抗距 W=1139cm3 3.1 支撑布置计算 按等弯矩布置确定各层支撑的间距，设板桩顶部悬臂端的最大允许跨度为 h
6、，板桩顶部悬臂端的最大允许跨度为 第一道与第二道支撑间距：h1=1.11h=1.112.6=2.9m 第二道与第三道支撑间距：h2=0.88h=0.882.6=2.3m 结合工程实际情况，提高安全系数，WD26WD29 段基坑支撑按h=2.5m，h1=2.8m， h2=2.3m 取值。第三道支撑距坑底距离 L4=2.4m。 3.2 用盾恩近似法计算板桩入土深度 4假定作用在板桩段上的荷载一半传至 D 点上，另一半由坑底土压力承受，由图 1 几何关系可得： 即 WD26-WD29 段为工作坑深度 H=10 米，L4 为第三道支撑距基坑底部的距离为 2.4m。则由上式得 x=3.85m 则板桩的总
7、长度为：L=10+3.85=13.85m 基坑支护钢板桩长度取 L=15 米，满足要求。 3.3 抗隆起稳定性检算 在软土中开挖较深的基坑，当板桩背后的土柱重量超过基坑底面以下地基土的承载力时，地基的平衡状态受到破坏，常会发生坑壁土流动，坑顶下陷，坑底隆起的现象，为避免这种现象的发生，施工前必须对地基进行稳定性验算。 如图 2 所示，假定在坑壁土重力 G 作用下，其下部的软土地基沿圆柱面产生滑动和破坏，失去稳定的地基土绕圆柱面中心轴转动，则： 转动力矩 稳定力矩 土层为均质土时，则 当地基稳定系数，土层为均质土时时，地基土稳定，不会发生隆起。5稳定力矩 Mr 未考虑土体与板桩间的摩擦力以及垂直
8、面 AB 上土的抗剪强度对土体下滑的阻力，故偏于安全。 入土深度 x=15-10=5m，q=0，则 地基土稳定，不会发生隆起 3.4 顶进阻力计算 WD27WD39 段顶管最长段为 102m ， d1800，基坑尺寸8m5m10m。 顶力计算根据天津市市政工程施工技术规范(排水工程部分)（J10407-2004)中天津地区经验公式计算。 P=P1+P2 式中：P总推力（KN） ；P1管道四周和土摩擦阻力（KN） ；P2管道前端迎面阻力（KN） P1=DLf 式中：D管外径（m） ，取 2.2m L顶距（m） ，取 102m f单位面积摩阻力（KN/m2） ，用触变泥浆减阻时为 812，无触变泥
9、浆减阻时为 1527，取 10 P2=Af1 式中：A管前端顶土面积（m2） f1单位面积计算阻力（KN/ m2） 6f1 值采用平泥水衡法顶管时按设定平衡力或控制土压力，取静止土压力。 ,取 600KN/ m2。 P1=3.142.210210=7046.2KN P2=3.14(2.2/2)2600=2279.6KN P=7944.2+2279.6=9326KN 顶管控制顶力 P 控=180KN/m102m=18360KN,P1.2P=1.28164=9799KN。 结论：后背承载力满足最大顶力要求。 4.铁路监测 71.在施工地点距离铁路上行与下行 1km 处设置专人驻守，当有列车通过时，
10、及时通知现场施工人员，立即停止施工，列车通过施工区域后方可继续施工。 2.顶进施工中监测铁轨下沉及超高情况，发现问题及时通知铁路维修部门，确保铁路安全。 3.在顶进过程中应及时足量地注入符合技术标准的润滑支承介质填充管道外围环形空隙。施工结束及时用水泥或粉煤灰等置换润滑泥浆。 4.夜间施工时，要保证照明能满足施工要求，并保证不妨碍既有铁路的正常运行；夜间任何施工人员不得在既有铁路线上休息、坐卧，严禁将铁制物体搭在两根钢轨上，以免造成列车错误信号； 5.防护、监护人员明确防护职责，预报铁路有关情况，发现问题及时通知作业人员停止作业。 5.总结 在工程实施中，取得了良好的效果，深基坑周围土体稳定，支护体系牢固，坑底无隆起，作业期间铁路列车的正常运行，工程最后取得圆满成功。 参考文献： 简明施工计算手册(第 3 版) 江正荣，朱国梁 著 中国建筑工业出版社 2006
