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《北方交通》2014年第五期

1工程場地地質概況

勘探深度內鉆孔揭露地層為第四系全新統沖洪積物(al+plQ4)，地層結構為粘、砂雙層結構，現自上而下分別為壤土、砂壤土、細砂、中砂等，勘探期間未見地下水及地表水。設計框架橋基底位于砂壤土層上，地基基本承載力為115kPa。

2框架橋設計原則

(1)框架橋孔徑及高度確定框架橋設計時考慮了對管道日常檢查及簡單維修，管道外邊緣至防護涵距離應≥1.0m。防護涵高度需按照保證線路加固要求及管道耕作覆土要求來確定。(2)框架橋長度確定框架橋長度以兩側的檢查井出鐵路運輸安全保護區(安保區按15m計)為原則，并不得占用鐵路橋梁、路基檢查維修通道位置。(3)穿越位置的確定穿越鐵路路基段宜正交，斜交時交角不得小于45°，并應盡量避開鐵路電氣化接觸網桿，信號機等設備。(4)下穿京廣鐵路框架橋與下穿107國道頂管的對接下穿107國道頂管需伸入框架橋30cm，頂管距離框架橋頂部距離≥15cm，距離框架橋底部距離≥30cm;京廣鐵路和107國道如有明顯的路基邊坡，框架橋與頂管應以兩路基邊坡中線分界。根據河北省交通規劃設計院提供的下穿107國道頂管資料:輸水管管中心標高67.99m，鋼管外徑1620mm，套管外徑為2400mm，套管凈距為4.0m，按平坡設計。

3框架橋設計

3.1頂進框架橋設計根據輸水管道資料、鐵路狀況、地形、地物等條件，下穿京廣鐵路框架橋采用兩孔連體式框架結構，結構設計情況如表1所示。頂進框架橋主體前端刃角長4.5m。框架橋頂進到位后將刃角邊墻及底板按主體結構補齊，兩側接現澆框架橋，設計情況如表2所示。框架橋頂板加腋均采用0.9m×0.3m，底板加腋均采用0.2m×0.2m(以上尺寸均為正截面尺寸)。頂進框架橋與現澆框架橋成橋后結構布置圖如圖2所示。

3.2工作坑及后背設計根據現場條件，穿越京廣鐵路路基段框架橋采用頂進法施工，工作坑設在鐵路西側，由西向東頂進。兩側框架橋采用大基坑開挖現澆施工，靠近107國道側采用支護樁支護垂直開挖的形式。其余兩側采用放坡開挖，兩側邊坡為1∶1，坡面采用掛網噴C25混凝土、鋼筋網(Φ8，25cm×25cm)、Φ22砂漿錨桿(L=2.5m，間距1.2m×1.2m)防護。框架頂進質量1362.6t，最大頂力2300t，頂進行程42.1m。工作坑坡頂與鐵路路基坡腳間設置5m平臺，工作坑坡頂距離京廣鐵路上行線中心線間的距離為15.6m，框架橋在滑板上預制，混凝土達到設計強度后開始頂進。工作坑后背采用45b工字鋼樁加鋼筋混凝土后背梁的形式。

4設計中的技術難點

(1)合理的孔跨布置，方便與下穿107國道頂管對接①框架橋設計需滿足對管道日常檢查及簡單維修，管道外邊緣至防護涵距離應≥1.0m。②由于下穿107國道頂管，采用兩孔分離式結構，套管外徑為2400mm，套管凈距為4.0m，覆土深度為3.54m。下穿107國道頂管需伸入框架橋30cm，頂管距離框架橋頂部距離≥15cm，距離框架橋底部距離≥30cm。為滿足以上兩個方面的要求，框架橋采用2－5.0m的連體結構形式。(2)合理的結構組合形式，降低工程造價京廣鐵路路基填方高度約1.5m，鐵路東側為107國道，鐵路西側為農田耕地，為滿足農田耕作覆土要求(≥1.5m)，穿越京廣鐵路路基段采用頂進框架橋，鐵路路基兩側采用現澆框架橋。頂進框架橋和現澆框架橋之間設3cm沉降縫，縫內設止水帶，頂進段高出現澆段部分采用30cm厚鋼筋混凝土封堵板進行封堵。采用頂進框架橋與現澆框架橋組合的結構形式，即可以滿足耕作覆土要求及輸水管道標高要求，又可以降低工程造價;同時頂進段高出現澆段部分采用30cm厚鋼筋混凝土封堵板進行封堵，又可以保證整體結構的封閉性。(3)合理的防護措施，保證鐵路及公路安全京廣鐵路東側路基坡腳外7.5m為107國道路基坡腳，該處現澆段施工時如果采用放坡開挖會影響到京廣鐵路及107國道路基的穩定性。設計時靠近京廣鐵路路基側利用既有路基防護樁，靠近107國道采用樁徑為1.25m、樁長為13m的支護樁對107國道路基進行防護，其余兩側采用放坡開挖，坡面采用掛網噴C25混凝土、鋼筋網(Φ8，25cm×25cm)、Φ22砂漿錨桿(L=2.5m，間距1.2m×1.2m)防護。通過選用以上防護措施，既保證京廣鐵路路基的穩定性，又不會影響107國道的安全。

5結論

石家莊市南水北調配套工程正定－無極－深澤輸水管道穿越京廣鐵路工程，框架橋設計時需考慮管道日常檢查及簡單維修、線路加固、農田耕作覆土等要求，并且由于京廣鐵路與107國道相距較近，框架橋設計還需考慮與下穿107國道頂管進行對接及框架橋施工時對107國道路基的防護。設計中影響因素較多，技術難度較高。通過選擇合理孔跨布置、既有線路加固方法、工作坑支護措施，以達到預期目的，并為以后類似穿越工程提供借鑒。

作者：馬士讓單位：中鐵第五勘察設計院集團有限公司