設(shè)備無法布設(shè)的難題。工程規(guī)模減小，充分將永久的第二次架空體系和臨時(shí)的第一架空體系結(jié)合設(shè)置，大量減少臨時(shí)工程；滿足不中斷鐵路運(yùn)輸要求下，將施工過程中鐵路運(yùn)輸慢行時(shí)間壓縮了約60%，不但降低了工程本身的造價(jià)，而且減少了鐵路慢行時(shí)間，減少了鐵路運(yùn)輸?shù)膿p失，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0024]接下來，將對(duì)既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)及其分層頂進(jìn)方法進(jìn)行詳細(xì)的描述:
[0025]在如下描述中主要以南水北調(diào)中線總干渠焦枝線平頂山西鐵路暗渠工程為施工背景。
[0026]南水北調(diào)中線總干渠焦枝線平頂山西鐵路暗渠工程河南省寶豐縣境內(nèi)，為國(guó)家重點(diǎn)工程南水北調(diào)中線總干渠下穿焦枝鐵路平頂山西車站站場(chǎng)而設(shè)?？偢汕赟H(3) 25+625.5 (總干渠粧號(hào))處與焦枝鐵路相交，交角為90°。相交處焦枝鐵路為4股道，分別為焦枝上行、焦枝下行、牽出線、煤專線。國(guó)鐵I級(jí)干線，電氣化無縫線路鐵路為路堤，較地面高約6?7m。
[0027]根據(jù)南水北調(diào)中線總干渠的設(shè)計(jì)要求:1、下穿鐵路工程處設(shè)計(jì)流量為320m3/s，加大設(shè)計(jì)流量為380m3/s，過水?dāng)嗝鎸挾榷?7m，斷面高度多7.8m。2、由于總干渠全線采用無壓自流方式輸水，要求進(jìn)口處渠底高程為122.858，出口處渠底高程為122.843。既有軌底距離總干渠渠底高差為20.05m。3、為保證總干渠養(yǎng)護(hù)檢修需要，建議下穿鐵路結(jié)構(gòu)采用暗渠形式，暗渠進(jìn)出口設(shè)置檢修閘室。
[0028]根據(jù)總干渠設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)情況，本工程采用采用架空既有鐵路，頂進(jìn)框架結(jié)構(gòu)的方案可以滿足工程要求，但由于本工程存在股道數(shù)目多、架空范圍大、基坑深度大于20m等困難條件，在以上條件下進(jìn)行架空頂進(jìn)施工在國(guó)內(nèi)外尚無先例，屬于行業(yè)內(nèi)空白，采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)和工法無法實(shí)現(xiàn)。
[0029]基于上述施工環(huán)境，發(fā)明人經(jīng)過多次研宄，確立了核心的施工思想:利用不同高度的兩次架空來克服架空支點(diǎn)無法設(shè)置的難關(guān)，利用分層結(jié)構(gòu)和多次頂進(jìn)工序來解決填土高度大、頂進(jìn)設(shè)備無法布設(shè)的難題。
[0030]基于上述思想，發(fā)明人設(shè)計(jì)出具體的既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其包括上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)、下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)；上層采用連續(xù)框架橋1、群粧基礎(chǔ)5、隔梁搭建第二次架空體系，以承擔(dān)施工過程中第二次架空作用和減少下層填土重量；下層用于滿足總干渠輸水要求。二者分別頂進(jìn)，然后壓住自密實(shí)混凝土結(jié)合到一起形成一體結(jié)構(gòu)。
[0031]其中，上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)包括:上層連續(xù)框架橋、群粧基礎(chǔ)和隔梁，其中，三者在最后的成品中為一體結(jié)構(gòu)，但是在實(shí)際操作過程中為逐漸澆筑而成。具體為，上層連續(xù)框架橋?yàn)樘崆霸阼F路旁預(yù)先澆筑，澆筑前，在上層連續(xù)框架橋底板預(yù)留一些粧孔，用于群粧基礎(chǔ)澆筑；同時(shí)預(yù)留眾多注漿孔，在頂進(jìn)下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)時(shí)，用于澆注自密實(shí)混凝土將下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)與上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)連接在一起。上層連續(xù)框架橋首先被頂進(jìn)到鐵路下方的第一架空體系內(nèi)，然后，利用粧孔，進(jìn)行人工挖孔，從粧孔澆注混凝土形成群粧基礎(chǔ)，然后，在上層連續(xù)框架橋中構(gòu)建鋼筋框架澆注成隔梁，充滿上層連續(xù)框架橋的孔洞，隔梁和上層連續(xù)框架橋、群粧基礎(chǔ)相連，形成新的、一體的支架結(jié)構(gòu)，用作第二架空體系。
[0032]下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)為分離式的結(jié)構(gòu)，在頂進(jìn)時(shí)也是逐漸分次頂進(jìn)，然后采用自密實(shí)混凝土逐漸分次澆注連接，即每次頂進(jìn)的結(jié)構(gòu)與上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)用自密實(shí)混凝土自注漿孔澆注連接為一個(gè)整體。
[0033]針對(duì)上述的施工環(huán)境，該上層連續(xù)框架橋?yàn)?孔6-8米的連續(xù)框架橋，下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)分左、中、右三個(gè)孔洞框架橋。
[0034]對(duì)上述確定的分體式雙層結(jié)構(gòu)確定結(jié)構(gòu)的孔跨、凈高等主要參數(shù)。根據(jù)工法細(xì)化后的四種工況進(jìn)行建模計(jì)算。采用midas GTS進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，計(jì)算結(jié)構(gòu)模型分為上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和群粧基礎(chǔ)5三大部分。模型中結(jié)構(gòu)體和群粧基礎(chǔ)5均采用實(shí)體單元模擬，結(jié)構(gòu)的邊界和粧基底部約束采用只能受壓(受拉自動(dòng)脫離)的曲線彈簧，而粧基側(cè)部曲面采用點(diǎn)彈簧進(jìn)行三向約束，彈簧強(qiáng)度系數(shù)根據(jù)地基系數(shù)確定。
[0035]上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)為6-8米連續(xù)框架橋。
[0036]其中，上層連續(xù)格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)的連續(xù)框架橋順鐵路方向全寬52.2米，垂直鐵路長(zhǎng)度為35米，結(jié)構(gòu)全高8.5米，頂板厚度為0.6米，邊墻及中墻厚度為0.6米，底板厚度為0.7米。上層的連續(xù)框架橋的底板開挖Φ 1.5m挖孔粧(不含護(hù)壁)群粧基礎(chǔ)5。
[0037]下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)為3-9米分離式框架橋，具體包括:中孔框架橋3、左孔框架橋4、右孔框架橋2。
[0038]為了順利頂進(jìn)下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)，避免與上層連續(xù)格構(gòu)梁的底板接觸，阻礙頂進(jìn)，上層連續(xù)格構(gòu)梁的底板(也可以理解為上層連續(xù)框架橋的底板)和下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)的上表面之間的距離控制在15-30厘米，待頂進(jìn)后，再自注漿孔澆注自密實(shí)混凝土將二者的距離填實(shí)，稱為一體化結(jié)構(gòu)。
[0039]另外，由于上述實(shí)施環(huán)境中鐵路較寬，頂進(jìn)下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)時(shí)所需動(dòng)力較大，且頂進(jìn)效果不理想，為了解決該問題，本實(shí)施例中將下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)中每個(gè)單孔框架橋均分成多段，相鄰段之間設(shè)置中部千斤頂推進(jìn)器。待所有單孔框架橋到達(dá)預(yù)設(shè)位置后，采用混凝土澆注將相連兩段單孔框架橋連接在一起。
[0040]下面針對(duì)上述的既有鐵路下深基坑框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境施工，如圖2所示:
[0041]步驟101，在既有鐵路下施工架空粧，再架空粧的粧頂安裝架空縱橫梁，形成第一架空體系；
[0042]具體為:在軌道間人工挖出Φ 1.5m，深度為24米的挖孔粧，5排54個(gè)粧。線路采用吊軌縱橫梁法進(jìn)行加固，橫梁一端擔(dān)于挖孔粧上，另一端擔(dān)于架空粧沿上，利用1100大型工字鋼作為架空縱梁、156工字鋼作為架空橫梁、φ 1.5m人工挖孔粧作為架空支點(diǎn)，三者共同形成立體受力體系，作為第一架空體系。
[0043]步驟102，預(yù)制上層連續(xù)框架橋；
[0044]本步驟可以與步驟101同時(shí)進(jìn)行。具體操作為:在鐵路旁挖基坑；將預(yù)制底板置入基坑內(nèi)；在預(yù)制底板的上表面鋪設(shè)潤(rùn)滑層；上層連續(xù)框架橋鋼筋安裝每米片排架，預(yù)留一些粧孔和眾多注漿孔，一次澆筑完成；對(duì)連續(xù)框架橋進(jìn)行防水處理；在頂進(jìn)端安裝帶有斜率的鋼板刃角；在推動(dòng)端的附近搭上工字鋼梁，筑氣墊石后背。
[0045]上層連續(xù)框架橋順鐵路方向全寬52.2米，垂直鐵路長(zhǎng)度為35米，結(jié)構(gòu)全高8.5米，頂板厚度為0.6米，邊墻及中墻厚度為0.6米，底板厚度為0.7米。
[0046]步驟103，頂進(jìn)預(yù)制的上層連續(xù)框架橋至預(yù)設(shè)位置；
[0047]待第一架空體系施工完畢后，利用千斤頂，頂進(jìn)上層連續(xù)框架橋至預(yù)設(shè)位置；采用千斤頂頂進(jìn)，每次頂進(jìn)I米，頂進(jìn)過程中拆除頂進(jìn)路程上的架空粧。
[0048]步驟104，利用上層連續(xù)框架橋底板預(yù)留粧孔挖孔群粧基礎(chǔ)；
[0049]上層的連續(xù)框架橋的底板人工開挖48個(gè)Φ 1.5m挖孔粧(不含護(hù)壁)群粧基礎(chǔ)。
[0050]步驟105，在上層連續(xù)框架橋的孔洞中施工橫向隔梁，將粧基與上層連續(xù)框架橋連為一體，形成第二架空體系；
[0051]待群粧基礎(chǔ)施工完畢后在粧頂?shù)纳蠈舆B續(xù)框架橋的孔洞施工隔梁，利用隔梁將群粧基礎(chǔ)和上層結(jié)構(gòu)澆筑為整體。此時(shí)群粧基礎(chǔ)、隔梁、上層結(jié)構(gòu)共同形成立體結(jié)構(gòu)體系，作為第二次架空體系。
[0052]步驟106，預(yù)制下層分離式框架橋結(jié)構(gòu)；
[0053]在第二次架空工程施工同時(shí)，在鐵路外進(jìn)行深基坑開挖，構(gòu)建底面滑板；在滑板的上表面涂覆潤(rùn)滑層；為提高施工效率，頂進(jìn)采用中繼間頂進(jìn)，每個(gè)位置的框架橋都分多段(本實(shí)施例分2段)，兩段間設(shè)置千斤頂，兩端同時(shí)頂進(jìn)?；宇A(yù)制下層3-9.0m分離式框架橋。在本實(shí)施例中，下層分離式框架結(jié)構(gòu)包括:中孔框架橋、左孔框架橋、右孔框架橋。
[0054]步驟107，將預(yù)制的下層分離式框架結(jié)構(gòu)的各分離部分按設(shè)定方式依次頂進(jìn)第二架空體系內(nèi)；
[0055]具體