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【摘 要】 本文介绍了箱涵顶进在穿越煤矸石路基时铁路线路加固的施工方法，为降低工程造价，节约施工费用，根据现场实际灵活应用一些新的工艺和措施。
【关键词】 煤矸石填土路基；铁路线路加固；钻孔注浆；D型便梁
引言：
近年来，随着城乡交通建设的不断发展，公路-铁路立交项目日益增多，在既有铁路线下进行箱涵顶进施工应用越来越广泛，邹城市西外环公路穿越兖矿集团自有铁路的立交桥项目即采用该项技术。本工程基本概况：箱涵跨度18m（双孔），高4.5m，长24米，桥上覆土厚1.5m，穿越2股道，路基为煤矸石填土。其施工的关键是对线路加固，下面重点对铁路线路加固中经济可行的技术要点进行分析。
在箱涵顶进过程中，桥涵顶面上方路基常会出现塌方，为防止塌方引起路基的破坏，影响线路的正常运营，须对被顶进线路进行加固，线路加固主要对路基处理及道床加固。
1.路基处理
兖矿集团铁路的路基大多采用煤矸石填土，经过对路基进行钻探取样分析，煤矸石含有C和CaO物质存在，易使煤矸石风化、潮解，造成煤矸石路基稳定性差，承载能力低，经过现场试验，承载力80Mpa，因此必须对路基进行处理，控制地基土的变形，提高地基承载力，该工程采用机械钻孔注浆施工工艺，由钻杆注浆，代替人工挖孔灌注桩，一方面防止箱涵顶进过程路基塌方，另一方面提高施工便梁支墩及箱涵下地基承载力，通过精心设计及施工能够降低工程造价缩短工期，满足箱涵顶进施工对线路的各项要求。
1.1注浆标准。目标是满足地基强度及变形要求。
1.2注浆范围。注浆长度为箱涵桥位范围外6m，总长度20m+6m+6m=34m，注浆深度8m（桥高4.5m，桥上覆土1.5m，桥底2m）由注浆半径确定桩孔布置。桩孔必须在线路中心外7m处为中心向两侧布置，注浆半径必须通过现场注浆试验来确定，施工中注浆半径通过注浆浓度、注浆压力和注浆量来调节。
1.3浆液的配制及施工浓度控制。根据煤矸石地基特点采用水泥浆液，根据试验确定吸水率，q=Q/（H.h） 式中：Q-单位时间内试验段在恒压下的吸水量（L/min.m.m），H-压水试验段水头（m），h-压水试验段长度（m），根据试验求出吸水率q=0.7L/min.m.m，查得水灰比4：1，以此为起始浓度。为提高浆液的均匀性及稳定性，惨膨润土，根据经验惨入量为水泥用量的3%，为了提高浆液的扩散能力，应加入表面活性剂三乙醇胺，惨量为水泥用量的0.3%-0.5%。施工中若注浆压力不变，吸浆量随着注浆过程延续而逐渐变小，或吸浆量不变，注浆压力逐渐升高表示注浆正常，不需要改变注浆浓度；若注浆压力和吸浆量均无变化或变化很小，浆液应加浓一级；改变浆液浓度后，若注浆压力突然升高或注浆量突然减少，说明注浆浓度不适用，应变回原来浓度。
1.4注浆量及施工中的流量。注浆量由下式求出Q=K.V.n.1000，式中：K-浆液填充系数，一般0.3-0.8，；V-注浆对象的土量（m3）；n-土的孔隙率，一般1%-5%。施工注浆流量根据经验控制7-10L/min。
1.5注浆压力。现场试驗确定为0.4Mpa，一般情况下每深1m压力增加20-50kpa。
1.6钻孔及拔钻。钻孔径一般为70-110mm，本工程采用100mm双层钻杆钻孔机，垂直偏差小于1%。当钻孔钻到规定的深度后，把水泥浆液由钻杆内管通过钻头的喷嘴注入地层，注浆时钻头一定要旋转，拔管速度由注浆流量控制，当流量减少至2L/min时向上拔管300mm，以此向上不间断直至地面。
1.7灌浆质量检验。检验应在灌浆后28天后进行，本工程先采用静力触探，测试加固前后土体力学指标的变化，然后进行现场静荷载试验，测定加固土体的承载力和变形模量，承载力达到180Mpa，达到设计要求。
2.线路加固，采用D型便梁加固方法
2.1 D型便梁设置的目的及原理。目的是在箱涵顶进过程中不能影响铁路正常运营，确保既有线路轨道保持正常的几何形位，且能使箱涵顶进范围内线路“架空”，以便进行箱涵顶进施工。采用D型便梁施工进行线路加固的基本原理是在桥位处既有线路两侧构筑便梁临时支墩，临时支墩达到设计强度后，安装D型施工便梁，横梁穿过既有钢轨与便梁连接，将既有线路抬起来架空，列车在便梁加固的既有线路上限速45km/h行使，然后进行线路下箱涵顶进施工。
2.2 D型便梁加固线路的优点。对于高大框架桥的顶进施工，线路加固一般采用吊规配合横抬纵挑方案，该方案难于保证线路的横向稳定且挠度较大，线路加固工作繁重复杂，既不经济也不安全；桥式盾构线路加固方案适合多股道大跨度顶进框架桥，施工安全但施工成本大大增加；而本工程采用D型便梁加固线路施工，工艺所需设备简单，可适用各种地质状况，应用地势条件不受限制，箱体顶进易得到控制，安全、可靠、经济。D型便梁的安装如下：
2.3抽换枕木。按照隔6抽1进行，新换木枕道碴捣实后才能换下一个，范围内混凝土轨枕全部抽换成木枕后，对线路全面检查整修。
2.4吊规安装。吊轨采用P43钢轨以3-5-3形式扣轨，每一束扣轨束摆放完成后要立即安装扣板，以防轨头翘起，扣轨端头安装木梭头。
2.5横抬梁安装。采用HW400×400型钢，两根一组布置，间距1.2m，工字钢入槽后及时在轨底加胶垫，防止电路短路影响行车信号，安装扣轨及横梁扣件，横抬梁两端与纵向D24便梁连接。横梁穿越过程中要密切关注光缆、管道、信号设备防止损伤。
2.6纵梁安装。利用行车间隙，用吊车把D24型纵梁吊放到支墩上，支墩采用现浇钢筋混凝土，支墩下灌浆地基承载力必须达到设计要求，支墩采用3m×2.5m×0.4m的钢筋混凝土，混凝土强度达到设计要求才能安装纵梁。吊装就位后安装牛腿、连接板、尼龙垫及扣件。
2.7调整标高。全部安装完成后，调整支撑垫木，使便梁全面受载加压，将线路架空。
2.8安装斜拉支撑。由于便梁跨度较大稳定性差，去除道床后立即安装斜拉支撑。
3.结束语
钻孔灌注桩代替人工挖孔灌注桩虽然能缩短工期降低造价，但承载力提高有限，必须经过现场压载试验；D型便梁方法虽然设备简单，使用方面，技术成熟，但受到桥涵跨度的限制，更好的施工方法和措施在今后的施工中值得我们去探索和研究。
参考文献：
《地基处理与托换技术》中国建筑工业出版社
《桥涵顶进设计与施工》中国铁道出版社
《钢轨束梁》中华人民共和国铁道部通用
【关键词】 煤矸石填土路基；铁路线路加固；钻孔注浆；D型便梁
引言：
近年来，随着城乡交通建设的不断发展，公路-铁路立交项目日益增多，在既有铁路线下进行箱涵顶进施工应用越来越广泛，邹城市西外环公路穿越兖矿集团自有铁路的立交桥项目即采用该项技术。本工程基本概况：箱涵跨度18m（双孔），高4.5m，长24米，桥上覆土厚1.5m，穿越2股道，路基为煤矸石填土。其施工的关键是对线路加固，下面重点对铁路线路加固中经济可行的技术要点进行分析。
在箱涵顶进过程中，桥涵顶面上方路基常会出现塌方，为防止塌方引起路基的破坏，影响线路的正常运营，须对被顶进线路进行加固，线路加固主要对路基处理及道床加固。
1.路基处理
兖矿集团铁路的路基大多采用煤矸石填土，经过对路基进行钻探取样分析，煤矸石含有C和CaO物质存在，易使煤矸石风化、潮解，造成煤矸石路基稳定性差，承载能力低，经过现场试验，承载力80Mpa，因此必须对路基进行处理，控制地基土的变形，提高地基承载力，该工程采用机械钻孔注浆施工工艺，由钻杆注浆，代替人工挖孔灌注桩，一方面防止箱涵顶进过程路基塌方，另一方面提高施工便梁支墩及箱涵下地基承载力，通过精心设计及施工能够降低工程造价缩短工期，满足箱涵顶进施工对线路的各项要求。
1.1注浆标准。目标是满足地基强度及变形要求。
1.2注浆范围。注浆长度为箱涵桥位范围外6m，总长度20m+6m+6m=34m，注浆深度8m（桥高4.5m，桥上覆土1.5m，桥底2m）由注浆半径确定桩孔布置。桩孔必须在线路中心外7m处为中心向两侧布置，注浆半径必须通过现场注浆试验来确定，施工中注浆半径通过注浆浓度、注浆压力和注浆量来调节。
1.3浆液的配制及施工浓度控制。根据煤矸石地基特点采用水泥浆液，根据试验确定吸水率，q=Q/（H.h） 式中：Q-单位时间内试验段在恒压下的吸水量（L/min.m.m），H-压水试验段水头（m），h-压水试验段长度（m），根据试验求出吸水率q=0.7L/min.m.m，查得水灰比4：1，以此为起始浓度。为提高浆液的均匀性及稳定性，惨膨润土，根据经验惨入量为水泥用量的3%，为了提高浆液的扩散能力，应加入表面活性剂三乙醇胺，惨量为水泥用量的0.3%-0.5%。施工中若注浆压力不变，吸浆量随着注浆过程延续而逐渐变小，或吸浆量不变，注浆压力逐渐升高表示注浆正常，不需要改变注浆浓度；若注浆压力和吸浆量均无变化或变化很小，浆液应加浓一级；改变浆液浓度后，若注浆压力突然升高或注浆量突然减少，说明注浆浓度不适用，应变回原来浓度。
1.4注浆量及施工中的流量。注浆量由下式求出Q=K.V.n.1000，式中：K-浆液填充系数，一般0.3-0.8，；V-注浆对象的土量（m3）；n-土的孔隙率，一般1%-5%。施工注浆流量根据经验控制7-10L/min。
1.5注浆压力。现场试驗确定为0.4Mpa，一般情况下每深1m压力增加20-50kpa。
1.6钻孔及拔钻。钻孔径一般为70-110mm，本工程采用100mm双层钻杆钻孔机，垂直偏差小于1%。当钻孔钻到规定的深度后，把水泥浆液由钻杆内管通过钻头的喷嘴注入地层，注浆时钻头一定要旋转，拔管速度由注浆流量控制，当流量减少至2L/min时向上拔管300mm，以此向上不间断直至地面。
1.7灌浆质量检验。检验应在灌浆后28天后进行，本工程先采用静力触探，测试加固前后土体力学指标的变化，然后进行现场静荷载试验，测定加固土体的承载力和变形模量，承载力达到180Mpa，达到设计要求。
2.线路加固，采用D型便梁加固方法
2.1 D型便梁设置的目的及原理。目的是在箱涵顶进过程中不能影响铁路正常运营，确保既有线路轨道保持正常的几何形位，且能使箱涵顶进范围内线路“架空”，以便进行箱涵顶进施工。采用D型便梁施工进行线路加固的基本原理是在桥位处既有线路两侧构筑便梁临时支墩，临时支墩达到设计强度后，安装D型施工便梁，横梁穿过既有钢轨与便梁连接，将既有线路抬起来架空，列车在便梁加固的既有线路上限速45km/h行使，然后进行线路下箱涵顶进施工。
2.2 D型便梁加固线路的优点。对于高大框架桥的顶进施工，线路加固一般采用吊规配合横抬纵挑方案，该方案难于保证线路的横向稳定且挠度较大，线路加固工作繁重复杂，既不经济也不安全；桥式盾构线路加固方案适合多股道大跨度顶进框架桥，施工安全但施工成本大大增加；而本工程采用D型便梁加固线路施工，工艺所需设备简单，可适用各种地质状况，应用地势条件不受限制，箱体顶进易得到控制，安全、可靠、经济。D型便梁的安装如下：
2.3抽换枕木。按照隔6抽1进行，新换木枕道碴捣实后才能换下一个，范围内混凝土轨枕全部抽换成木枕后，对线路全面检查整修。
2.4吊规安装。吊轨采用P43钢轨以3-5-3形式扣轨，每一束扣轨束摆放完成后要立即安装扣板，以防轨头翘起，扣轨端头安装木梭头。
2.5横抬梁安装。采用HW400×400型钢，两根一组布置，间距1.2m，工字钢入槽后及时在轨底加胶垫，防止电路短路影响行车信号，安装扣轨及横梁扣件，横抬梁两端与纵向D24便梁连接。横梁穿越过程中要密切关注光缆、管道、信号设备防止损伤。
2.6纵梁安装。利用行车间隙，用吊车把D24型纵梁吊放到支墩上，支墩采用现浇钢筋混凝土，支墩下灌浆地基承载力必须达到设计要求，支墩采用3m×2.5m×0.4m的钢筋混凝土，混凝土强度达到设计要求才能安装纵梁。吊装就位后安装牛腿、连接板、尼龙垫及扣件。
2.7调整标高。全部安装完成后，调整支撑垫木，使便梁全面受载加压，将线路架空。
2.8安装斜拉支撑。由于便梁跨度较大稳定性差，去除道床后立即安装斜拉支撑。
3.结束语
钻孔灌注桩代替人工挖孔灌注桩虽然能缩短工期降低造价，但承载力提高有限，必须经过现场压载试验；D型便梁方法虽然设备简单，使用方面，技术成熟，但受到桥涵跨度的限制，更好的施工方法和措施在今后的施工中值得我们去探索和研究。
参考文献：
《地基处理与托换技术》中国建筑工业出版社
《桥涵顶进设计与施工》中国铁道出版社
《钢轨束梁》中华人民共和国铁道部通用