[摘 要]由于煤炭属不可再生资源，为了提高煤炭开采率稳定矿区煤炭产量，提高企业经济效益，开采铁路下占压的煤田是保持矿区煤炭生产和延长矿区服务年限的有效手段。为了开采铁路占压的这部分煤炭资源同时又保证铁路运输的正常进行和行车的安全，通过对马良沟大桥桥改坝方式进行线路下采煤实施，探索和总结出了一套矿区铁路桥改坝实施方法和治理与维护措施。
　　[关键词]矿区铁路、沉陷区、桥改坝
　　中图分类号：TV541.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）19-0141-01
　　1.煤矿采空区对铁路桥梁的影响
　　路基处于沉降盆地不同的区域，其受到的影响也是不同的，位于沉降中央地带的，基本上仅造成路基的垂直下沉；位于移动变形区的路基则会发生路基裂缝，同时造成路基的不均匀性下沉和水平位移；而拉动区域一般仅导致路基微量的下沉，其变形以路基的横向移动为主。另外随着采煤工作面的推移，其地表沉陷盆地是随工作面方向移动的。
　　不论是水平位移或是垂直下沉对桥梁的影响都有直接关系，桥梁如果在采空区垂直上方，因为有桥墩的支撑桥梁的变形随着时间的推移纵向会出现褶皱性变化，横向则出现波浪形变化，直接破坏线路的几何尺寸和方向。常见的治理方案有桥墩加高法、钻孔灌浆加固法、商砼箱体稳固法等 。
　　2.桥改坝工程
　　（1）工程简介
　　马良沟大桥，桥长238米，高20米左右，属于预应力混凝土简支梁结构。位于宋告铁路K7+886处，马良沟地段，承接着两端线路的连接功能，是宋告铁路重要的枢纽设施。该桥两端线路属高填方路基，平均高度在15米左右，大桥及两端线路下有郑煤集团桧树亭煤矿所属煤田。为顺利开采该煤田，决定實行拆桥筑坝同时加宽两端路基的方法，为下步的煤炭开采打下基础。
　　（2）工程施工
　　第一步拆除大桥修筑替代路基。首先修筑过水涵洞，涵洞采取两孔内径为8*6米并联的形式，涵洞全长63.48米，洞体结构采取整体浇筑，为防止地表沉陷对涵洞产生裂纹而影响其强度，在路基的横断面方向，涵洞每隔4米设置一个沉降缝，以适应地基的沉降。然后修筑路基，连接两端桥台。路基底宽最宽处75米，边坡按1：1.75计算并一坡到底，然后分层施工碾压。在下部路基施工时将桥墩埋设在路基中。待路基顶面据桥梁下端净高无法满足施工机械作业时，临时中断铁路行车，拆除线路、梁片和上部桥墩。继续施工至设计标高，铺设线路恢复通车。
　　第二步两端路基加宽加固工程。对于大桥两端路基，在预计的铁路沉陷范围内，进行加宽加固工程。按照《铁路路基维护规则》的要求，首先清除路基边坡杂草和杂物，修筑台阶，保证帮补的路基与原有路基结合牢固，帮补的宽度按照线路沿线各点的（平均每25米取一个点）最终下沉量进行计算设定。边坡然按1：1.75坡度施工。路基加宽工程结束后，对所有新筑路基表面进行了封闭处理，封闭材料使用的是土工布加砂垫层材料，防止雨水对路基的侵袭。
　　整个桥改坝及路基加宽加固工程前后经历了180天的施工，共完成土方工程量168652万方，其中新修筑路基270米，路基最高达20米。
　　（3）线路沉陷治理。桧树亭11采区工作面宽度为590米，煤层厚度在2.82-11.19米之间，煤层埋深330米，上部黄土层厚度在12.5米。整个煤田储量约为185万吨。工作面与铁路的交角为部分垂直部分斜交度为30度。采煤涉及铁路线路1010米，最大下沉量2.9米，
　　计算填碴量为16130方，沉陷周期累计为840天。由于前期工程的完工，该段线路的治理已转为平地路基的治理，后期填碴工程量和施工难度均大大降低。该段线路由233米直线段和半径为500米长度为777米的曲线构成。线路设计坡度为6‰，工作面分为若干个工作面分次开采，日均进度为1.5米，在整个地表沉陷期间，地表沉陷表现并不明显，整体呈现均匀缓慢下沉态势，经实测其最大下沉速度为16mm/d，地表无明显移动变形表现。
　　3.后期管理
　　在沉陷初期，由观测小组定期对现场铁路沿线各点进行观测，并记录下沉速度等相关数剧，绘制铁路下沉曲线。并对线路的横向移动量进行测量，做法为采用绳正法10米长弦绳，测量轨向偏移量，由此推算轨道的横向移动量。并据此制定线路的维护方案。初期由于下沉速度（包括累计下沉量）和线路横向移动量均较小，线路变形不大，采用线路正常的维护保养办法对线路进行整治。对于线路下沉，原则上不做起道处理，维持实际标高，仅在局部小起小拨消除钢轨碎弯和小坑保持轨道平顺即可。对横向移动量过大即线路的方向跑遍问题，则根据偏移量的大小定期拨道，保证线路中心不变和线路方向顺直。轨道的几何尺寸如轨距、水平、曲线超高等按经常保养标准掌握（表1）。
　　随着时间的推移下沉量的累计以及下沉速度的增加，线路的下沉变形加剧，为了尽量保持线路的标高减小线路坡度的变化，采取加高道床的方法来提升轨道的标高，减缓坡度的增加。道床设计厚度为30cm，碴肩宽度35cm，坡度1：1.15。具体做法是根据线路的坡度变化情况，以最大下沉点为中心逐步向两侧方向补充道碴，每次线路补充的道碴高度和长度以坡度的变化情况来确定（见图1）。
　　道床的碴肩宽度可适当增加10到20cm以增加道床的横向阻力利于保持稳定，工程结束时道床累计高度增加最大达到1.5米。该方法的适用条件是在路肩宽度满足要求和线路坡度不是限制要素的前提下，仅对道床进行加宽抬高而不需做路基工程。该方法的优点是工程量明显减少。有效的减缓了该段线路坡度的增加，保证了机车的牵引能力。由于使用标准的道碴，轨道的维护保养按经常保养标准来执行，因此保养维护标准较高，对列车的运行速度基本不做限制。缺点是道床厚度过厚时，容易造成道床稳定性变差，轨道几何尺寸不易保持，增加了线路的维护保养次数。
　　4.结束语
　　马良沟大桥桥改坝项目实施是郑煤铁路运输处线路治理方面一个大胆尝试，虽然各个地区及桥梁实际不相同，但马良沟桥改坝项目整个施工探索应用值得借鉴。线路维护治理工程自2011年1月开始至2017年6月结束。累计工程日期为20个月，工务段共投入人工6000个（20*15*22天），更换线路扣配件2000套（30%更换），补充道碴3500方。不仅保证了铁路线路的安全畅通，还释放了占压的煤炭储量185万吨，为郑州矿区的煤炭生产和矿井寿命的延长做出了应有的贡献。