基坑工程对下穿运营铁路立交的影响与保护

　　摘要：交通基础建设的作用随城市发展愈加明显，本文结合苏州城北路改建工程下穿京沪铁路、沪宁高铁立交节点工程，分析基坑工程对下穿运营铁路立交的影响及建议措施，并着重从设计、施工、监测等方面探讨基坑施工期间为确保铁路立交运营安全采取的各项保护措施。通过对施工过程和监测数据的分析，认为采取的基坑围护方案、铁路慢行等各項保护措施的必要性及可实施性，并通过监测数据实时指导基坑工程施工，确保京沪铁路、沪宁高铁的安全运营，可为后续同类工程建设提供借鉴。

　　关键词：基坑工程;下穿;围护结构;铁路立交;监测

　　随着城市建设发展进程逐步加快，市政道路快速化改造的范围在逐步扩大，改造的难度、投入及风险程度亦逐年提升，主要体现在：市政道路改造中限制因素较多，时常需要边通车边施工;工程体量不断提高，周边环境条件愈加复杂，影响范围相应加大。对于下穿铁路立交道路的提升改造，需要同时考虑道路建设本身因素和下穿铁路两方面的安全影响，方案的选择及保护措施的实施就尤为重要。现结合工程实例对基坑工程下穿运营铁路立交施工中的相关问题进行分析探讨。

　　1 工程概况

　　1.1工程简介及铁路线位资料

　　苏州城北路是沟通工业园区、相城区、姑苏区、高新区的东西向主干道，项目建成后将有效缓解北环快速路的交通压力及主城区东西向交通的拥堵矛盾，其中下穿京沪铁路、沪宁高铁立交节点段为本工程控制性节点工程，采用增建2孔立交铁路箱涵及U槽，由南向北依次下穿京沪铁路及沪宁高铁桥孔。基坑宽度最宽处为26m左右，其中下穿京沪铁路箱涵采用箱涵顶进法施工，下穿沪宁高铁U槽基坑采用明挖法施工。其平面关系见图1，铁路信息见表1。

　　1.2工程地质

　　根据现场地质勘察报告，工程建设红线范围内，除表层1～3m范围为杂填土，向下20m范围内较多为黏土、粉质黏土类，场地地层层序见图2。

　　1.3水文地质

　　地表水

　　苏州市地处长江流域太湖水系区，区内地表水系及其发育，主要有太湖、阳澄湖湖群及大小规模不等的河港沟塘组成。常年水位(黄海标高)在1.1～1.3m，其年变幅在1.0m左右。

　　地下水

　　根据区域水文地质资料，苏州市历史最高潜水位为2.63m(本文水位均为1956黄海高程)，最低水位为-0.21m，潜水位年变幅一般为1～2m[1，2];历史最高微承压水位为1.74m，近3～5年最高微承压水位为1.60m，年变幅0.80m左右[2];区内承压水主要赋存于深部的砂性土层中，埋深大于25米。

　　2 基坑工程与下穿运营铁路立交的影响及建议措施

　　根据城市发展总体要求，城市道路规划应考虑相交、平行、临近工程实施的同期性。如为后期改造工程，应在设计阶段即考虑对现状周边建、构筑物等的影响及保护措施方案，同时，在实施阶段提出相应配合施工的保护措施。

　　2.1空间关系

　　本工程为下穿现状京沪铁路立交(立交现状见图3)增建2孔(6+6)m立交箱涵，向北采用U槽顺接下穿沪宁高铁(见图4)，供非机动车和行人通行，原非机动车和行人通道改造为公交专用道。

　　2.2下穿铁路立交的建议保护措施

　　经调查，京沪铁路为国家Ⅰ级干线铁路，本工程箱涵穿越点位于京沪线苏州西

　　站—浒墅关站区间，下行线里程K1360+49.6和K1360+128.4处;下穿沪宁高铁处为黄花泾河特大桥，位于京沪铁路北侧，U槽南京、上海侧分别从现状黄花泾河特大桥24#与23#桥墩间、22#与21#桥墩间穿过。在设计

　　阶段多次与铁路相关部门进行对接，形成如下结论：

　　京沪铁路分为上下两股道，有砟道床、无缝线路、轨道电路。本区段线间距为13.5m。据调查目前该区段每日行驶上行122对，下行123对列车，旅客列车速度目标值200km/h，货物列牵引质量5500t;沪宁高铁有无砟轨道、无缝钢轨，最高运营速度控制在300km/h以内，日发送旅客均达40万人次，运输十分繁忙。

　　京沪铁路、沪宁高铁的运营压力及安全等级皆为铁路部门重点关注点，在运营期间对城北路下穿京沪铁路、沪宁高铁节点施工的安全措施及防护措施要求亦是较为严格，对项目各参建单位的建设造成很大压力。

　　京沪铁路下方箱身均采用架设在混凝土条形支墩上D24型施工便梁防护铁路顶进法施工。施工期间，对京沪上下行申请慢行施手续，限速45km/h。

　　综合项目各参建单位及铁路相关单位意见，对项目施工期间采取常规的安全防护措施基础上，同步考虑对京沪铁路采取慢行措施及基坑施工监测措施，确保基坑开挖及箱涵顶进施工期间的基坑及铁路运营安全。

　　3 基坑工程对下穿运营铁路立交的保护措施

　　3.1基坑安全等级及监测等级

　　根据设计文件、周边环境和《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)[3]，将本次基坑工程安全等级定为一级，监测测量等级定为变形一等[4]。

　　3.2控制指标的确定

　　参考相关规范、铁路相关单位意见，并经专家论证会的讨论，确定道路改造基坑工程及铁路路基变形监测报警值见表2。

　　3.3基坑工程分坑设计

　　增建箱涵框架中心线与京沪下行线法线交角为4.692°，箱身结构按斜交设置。为满足箱身上布置铁路及箱涵顶进施工要求，基坑考虑设置为下穿京沪铁路段基坑、箱涵顶进基坑及下穿沪宁高铁段基坑。

　　根据现场基坑位置、深度、穿越结构物、临边建筑物等条件把本项目基坑分为以下几种工况，相应参数见表3。

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