一种铁路既有线基坑支护系统的制作方法

本实用新型涉及铁路工程既有线施工技术领域，具体为一种铁路既有线基坑支护系统，包括其他既有线跨线路基坑支护。

背景技术：

以湖北、河南地区为例，京广铁路上、下行正线不停止运营在下方进行下穿地道施工时，一般采用便梁架空顶进法和架空大放坡开开挖法，从施工环境和作业条件分析：这2种施工方法一般适用于野外施工和具备顶进和架空大放坡开挖条件的现场环境，作为京广线，运营异常繁忙，施工区域狭小不具备顶进施工条件，在铁路客站中施工因周边环境影响又不具备架空大放坡开挖法施工；从施工周期分析：对于架空顶进法施工地道施工速度慢，如遇岩石障碍物，顶进施工还需破碎，因穿越京广线的地道一般都在城市或郊区，埋深很浅，一般不具备放炮施工条件，对于架空大放坡开挖法，架空范围即架空的长度要翻一倍到二倍，大量开挖和回填，在城市挖土作业，运输难度较大，如雨天则无法施工；从安全质量分析：对于架空顶进法施工，对土体扰动较大，特别是在顶进完成后路基必然下沉，需经过较长一段时间的沉降和捣固振实，对于架空大放坡法施工，安全风险虽然较低，但大量高回填量难以保证回填质量且回填工期长；从经济比选分析：对于架空顶进法施工，需制作顶推装置，造价较高，对于架空大放坡开挖法，虽然节省了支护费用，但架空范围大，且回填土一般难以被同意采用，采用大量级配砂石价格也较高；通常采用的人工挖孔桩，效率低、碰到地下水位高的地质还无法施工，安全风险也大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种铁路既有线基坑支护系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种铁路既有线基坑支护系统，包括基坑，其特征在于，所述基坑上方既有铁路线通过支点桩架设的钢便梁小范围架空轨道后，在轨道下方局部放坡开槽后，在有限的空间高度内，采用机械引管成孔，后注浆双排微型钢管排桩，双排微型钢管排桩的上端浇注有冠梁，通过上述双排微型钢管排桩支护体系进行基坑支护。

优选的，所述基坑的边坡表面设有喷锚支护。

优选的，所述支点桩的直径为2米，长度为14米。

优选的，所述双排微型钢管排桩内设有两排钢管，两排钢管的间距为1米，所述钢管的管孔内及管孔外均灌注有混凝土。

优选的，所述双排微型钢管排桩的钢管直径为219毫米、壁厚为8.0毫米，所述钢管的管壁钻设有10毫米的孔眼，相邻两组所述孔眼的间距为1.5米。

优选的，所述冠梁连接两排钢管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该铁路既有线基坑支护系统，通过小范围架空轨道，在轨道下方局部放坡开槽后，在有限的空间高度内，采用机械成孔，钢管排桩进行基坑支护；该基坑结构施工难度和作业成本较低，作业受地下水位、土质等周边环境影响较小，可较大幅度节省施工周期，同时架空范围小，开挖及回填量小，作业效率高，安全风险低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1基坑、2支点桩、3钢便梁、4双排微型钢管排桩、5冠梁、6地道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本实用新型提供技术方案：一种铁路既有线基坑支护系统，包括基坑1，其特征在于，基坑1的两侧灌注有支点桩2，支点桩2的上端架设有钢便梁3，基坑两侧设有双排微型钢管排桩4，双排微型钢管排桩4的上端浇注有冠梁5，两组冠梁5之间设置地道6。

其中，基坑1的边坡表面设有喷锚支护。

其中，支点桩2的直径为2米，长度为14米。

其中，双排微型钢管排桩4内设有两排钢管，两排钢管的间距为1米，且两排所述钢管的纵深方向间距为500毫米，钢管的管孔内及管孔外均灌注有混凝土。

其中，双排微型钢管排桩4的钢管直径为219毫米(壁厚8.0毫米)，钢管的管壁钻设有10毫米的孔眼。

其中，冠梁5连接两排钢管。

实施例二

一、工程概况

驻马店新建旅客出站地道京广线中心里程k882+799.5，洞身主宽10.2米、埋深7.7米，净高3.7米，地道穿越4条股道(即老京广上行线、下行线、上行到发线、下行到发线)、2座站台。在二站台上设置一侧楼梯出入口、一侧楼扶梯出入口，出入口宽3.7米、高3.3米；基本站台不设置出入口，基本站台下主洞身宽度收窄至7.2米与站房相接。

二、方案原理

首先在铁路2条股道间和股道外采用人工挖便梁支墩，将铁路便梁d24(24米跨度)利用轨道车和架梁机将4条钢轨架空，然后从拟建地道洞身两端采用小型挖掘机按1：1.5放坡开挖，形成3.5米深(轨道下净高3.5米)宽14米的u型槽，采用改制后桅杆高度为3米的履带式螺旋钻机下至槽道成孔9米深，将直径219毫米、壁厚8.0毫米的钢管分3次引放至孔内，钢管管壁钻10毫米孔眼，相邻两组孔眼的间距为1.5米，然后利用压力注浆设备自桩孔底注浆，使水泥浆布满钢管孔内侧和外侧形成钢管排桩支护，每侧2排，间距1米，2排间采用钢筋混凝土冠梁连接，然后再完成剩余开挖后，进行地道洞身主体施工及其余施工。

三、方案设计

架空设计：用跨度24米的铁路钢成品便梁架空，支墩采用2米直径桩长14米挖孔桩，采用1:1.5放坡。

微型钢管桩设计：洞身每侧设计2排桩@1000，采用直径219毫米(壁厚8.0毫米)@500双排微型钢管排桩+一道φ609钢管支撑，钢管桩采用水下施工方法灌注水泥浆。

三、施工顺序

第一步：向铁路总公司申请京广线驻马店站上下行慢行点，45公里以内通过，然后人工挖钢便梁桥墩桩，养护期满达到设计强度后架设钢便梁；

第二步：主洞身开挖采用第一级，按1:1.5放坡开挖至3.5米深形成u形槽道，并对边坡进行喷锚施工；

第三步：主洞身双排微型钢管排桩、高压旋喷桩施工，出入口放坡分层开挖至冠梁和支撑底进行冠梁和角撑施工；

第四步：分层开挖第二级至垫层底标高(开挖工程中穿插桩间喷锚)；

第五步：电梯基坑和集水井等部位掏挖至剩余300mm，人工清底(及时进行垫层施工)。

第六步：进行洞身主体结构施工；

第七步：洞身结构与桩间回填及洞身顶部回填施工，捣固振实；

第八步：拆除钢便梁。

四、架空施工方法及工艺

便梁架空按四步施工顺序进行，①调整轨距：按670mm的间距调整好既有线轨枕间距，并将多余的轨枕抽出，该过程一定要加强线路的养护工作。②横梁就位；在调整好的轨枕间距内拔除部分道碴并穿入横梁，采用定位角钢s7定位横梁，同时垫好橡胶垫，上好钢轨扣件，穿入横梁过程中，其中有一根钢轨下需要垫大块绝缘橡胶板，防止轨道电路短路，影响信号和行车；(ⅱ)道横梁由(4)道向二站台方向穿入，(ⅰ)道横梁由二站台向一站台方向穿入。③纵梁就位：将横梁两端头及以外的道碴清除(两线间抽槽至纵梁底)，人工配合轨道吊车封锁线路要点吊装将纵梁就位，并安装连接板及牛腿，此时钢横梁上钢轨扣件可以临时松开，待纵梁与横梁连接完毕后再固定钢轨扣件。架空纵梁安装位置距轨道中心线1990mm，便梁采用梁顶高位高出轨面749mm，限界要求1875mm(见下方限界图)，满足《铁路技术管理规程》中限界要求。④安装斜杠及所有连接系统、挡碴件等。在线路中心设置方木，利用铁丝捆扎混凝土枕至放木上，防止开挖施工后混凝土枕坠落伤人。在挖孔桩顶预埋∠180mm×180mm角钢，壁厚18mm，角钢预埋深度100cm，外露高度30cm，主要用途为限制纵梁横移，同时利用纵梁为挖孔桩提供支反力，提高桩的抗倾覆稳定性能，角钢和纵梁之间用杂木塞缝紧密。

五、微型钢管桩施工方法及工艺

场地平整---钢管制作---测量放线---孔距定位---钻机就位钻孔---清孔---下放钢管---注浆机注浆---孔口补浆。

1)50型铲车平整场地；根据设计要求放出基坑边线及定出桩位，安装钻机进行成孔作业；待施工完毕后泥浆外运至施工区域外，检查并保护成桩。

2)注浆钢管制作焊接：根据设计图纸要求的深度进行下料，钢管连接处进行加强焊接。

3)测量放线：根据设计要求的间距、排距及设计提供的标高进行测量放线。

4)孔距定位：根据设计的孔洞直径、间距、排距使用筷子打入地下进行定位。

5)微型桩定位：本工艺采用干成孔方式钻孔，根据微型桩定位，在成孔位置上进行地质钻机准确定位，汽车支撑脚腿下进行夯实后垫方木，确保其稳定。

6)就位钻孔：将汽车载运地质钻机安放在指定位置，安放水平，防止倾斜；将钻杆抬至钻机旁，启动钻机，慢慢钻进；每进深2m,需要接一次钻杆，直至得到设计有效深度。

7)钻孔：钻孔前按设计方案要求将钢管接长，搭接部位要用12钢筋加固帮接接焊，帮接长度不小于钢管直径的两倍，焊缝应饱满，并应检查钢管的垂直度，焊工必须有焊工证，施焊前应试焊；桩尖端部焊成封闭尖状，并在下部2.5米以下范围内钻出浆口，直径15mm，间距500mm，出浆孔呈梅花型交错布置。

8)清孔：在注水泥浆前，要对桩孔进行清孔，使孔内泥浆全部排出，要求孔底沉渣厚度不大50mm。

9)安装下放钢管：待孔清洗后及时在孔内安装预先制作好的钢管，钢管上套100mmpvc管露出地面200mm，便于接入注浆管。

10)注浆机安装：在现场指定位置固定注浆机，电源由指定的配电箱接入，采用6平方三相五线制电缆，把拌制的水泥浆放入6mm钢板焊接制成的1m*1m*1m灰槽内，然后由注浆机注浆。注浆管需装设压力表，注浆压力为0.5mpa，水灰比控制在0.45～0.5之间，注浆后暂不拔管，直至水泥浆从管外流出为止，拔出注浆管，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止。

11)安装注浆管：下放钢管完毕后，要及时进行注浆，注浆管由注浆机只接接入到下入孔内的钢管上，接口要密封连接，注浆管采用橡胶管输送。

12)拌制水泥浆：水泥浆采用专用机械进行拌制，水灰比控制在0.45～0.5之间，把拌制的水泥浆放入钢制的1m*1m*1m灰槽内，然后由注浆机注浆。

13)注水泥浆：注浆管需装设压力表，注浆压力为0.5mpa，水灰比控制在0.45～0.5之间，注浆后暂不拔管，直至水泥浆从管外流出为止，拔出注浆管，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止。

14)多次加压注浆：因一次注浆难以得到冲盈系数要求，得到注浆压力为0.5mpa，需要多次间隙注浆，一般为三到五次，直至管口翻浆为止。

六、质量安全要求

1)微型桩施工中，应仔细测量孔深、钢管长度及注浆管长度，避免出现假桩断桩现象。

2)严格控制桩顶桩底标高。

3)微型桩桩径300㎜，内置钢管为219mm钢管(壁厚8.0毫米)。注浆钢管下部2.5米范围内为每隔400mm梅花型布设出浆孔，出浆孔直径15mm。

4)浆料水灰比0.5：1，水泥p.o42.5，每米水泥用量不少于40㎏。

5)第一次注浆压力0.4～1.0mpa，并保持3分钟，以保证压力压破胶带，使浆液压出管外注满桩体。第二次注浆压力不小于1.5mpa，两次注浆间隔时间不小于1.5～4小时之间。

6)两端处桩位偏差不得大于1/3桩径(本工程为1/3*300＝100mm)，中间桩桩位偏差不得大于1/2桩径(本工程为1/2*300＝150mm)，垂直度不超过1/1000桩长(本工程为1/1000*9*1000＝9mm)。

7)微型钢管桩施工之前，对每个班组进行技术交底和安全交底，使每个工人都牢固树立质量和安全意识。

8)注浆时注浆管不得弯折缠绕，时刻注意压力表，以免压力过高管炸伤人。

9)现场插拔注浆管人员配带防护眼睛，以免浆液溅入眼中。

10)每根桩注浆结束后，注浆管要保持压力3分钟，等压力消散之后拔掉注浆管，这样既有利于注浆效果和保证桩身质量，也避免了压力过高造成安全事故。

本实用新型的结构经过在京广线驻马店站改扩建工程旅客出站地道工程中实践，取得很好的效果，保证了工期。在类似工程值得推广使用。

本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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