既有铁路立交积水整治

既有铁路立交积水整治

杜海英

中国铁路北京局集团有限公司张家口工务段

随着城镇现代化建设发展，村村通道路的功能得到不断完善，城镇村落下穿铁路立交地道桥逐渐增多；而下穿立交多设于村村通主干道上，最低点往往形成盆地，且纵坡较大，雨水很快汇集到立交最低点，极易造成严重积水，尤其冬季结冰，严重影响村民出行。部分群众安全意识差，在立交积水、结冰无法通行时，往往跨铁路线路通过，对自身人身安全和铁路安全都是巨大的隐患。

根据实际考察统计，造成积水不畅的原因主要有：立交排水设计标准低；雨水收集布设不完善；没能及时拦截立交雨水径流；立交地道排水口不畅；立交桥附近地下水没有采取排出或降低地下水位的措施；道路立交雨水泵站的设计和运行维护管理水平低等。

整治立交积水工程，因为临近铁路，保障铁路的运营安全是重中之重，所以施工方案要求：安全，快速，对铁路运营无影响。

根据多年类似工程的施工经验，总结了治理立交积水的一套有效的系统方案。在保证铁路运营、路基安全的前提下，方案要求使地下承压水不侵入U型槽内部；使雨水和灌溉用水能引排至沉井，通过泵站将收集的水资源排入灌溉渠，再利用。总体分为三大部分：

1、勘察现场，对水位及周围环境进行勘察分析。

2、引道外地下水阻断；雨水、灌溉水引排；伸缩缝渗漏封堵。

3、设置沉井泵站，自动抽排水系统。

具体施工方案如下：

首先，对地下土质、水位进行勘探，测量汇水面积，以及排水渠道的规划。根据水量的大小设计泵站的储水容量，以及水泵功率的测定。

其次，对各个施工部位按照铁路相关规定设计方案。

1、注浆封堵引道以外地下水

注浆采用水泥-水玻璃浆液在注浆封闭地下水的施工方法：

    水灰比0.8:1    

水泥浆液：水玻璃1：1

    注浆孔延伸缩缝每隔1.5米设计，注浆时，采用跳空注浆，时刻观察冒浆、串管情况，串管使用管帽封堵。当冒浆问题严重时，采用间歇式注浆，使浆液在下地达到初凝，一般间隔5~10分钟。

2、U型槽下铺设排水盲管

   目前市场上盲管种类各式各样，要满足立交排水的水量，还要满足不影响路面的强度，在车辆行驶过程中路面不下沉变形。在大量水汇集时，不阻塞；在长期泥水混合流动中不影响排水效果。

    根据实际施工经验，采用钢丝盲管能很好的满足。

3、泵站采取沉井的方式

泵站沉井施工，能最大限度的减小开挖基坑对铁路路基的影响。井底深度达到引道路面最低点一下3.5米。

4、伸缩缝的处理

       既有下穿铁路桥涵伸缩缝受列车震动影响较大，相对U型槽位置容易下沉变形。

       采用抽腔工法，与引道下盲管连接，使整个U型槽渗漏水在三维空间上贯通连接，最终汇入沉井。

5、泵站自动抽水系统

   张家口地区四季分明，冬季寒冷，最低可达-30℃以下，大多数电子设备在寒冷气温下会有失灵的问题，需要不受炎热寒冷天气变化的设备保障自动抽水正常。

    在一次自动抽水结束后，要确保管路没有积水，防止结冰导致无法正常抽水。

6、引道两端设计：减少周围雨水汇集

在有大量雨水或灌溉水汇集时，会携带大量泥沙流入，导致集水坑堵死或者抽水泵毁坏，再者村村通道路，受环境影响，四面农田，泥沙量大，道路维护不及时，不宜设置截水沟。所以两端设计反坡，阻止引道以外的水、泥沙汇入。

整套立交积水整治系统，每一个环节每一道施工都彼此影响。外，要求彻底封堵立交桥以外的地下水，避免入侵引道内。内，盲管的布置要使雨水，灌溉水彻底汇聚并顺畅排入沉井内。泵站要求不受外界影响，能顺利抽走沉井内的积水。如此内外结合，彻底解决立交积水问题。 

案例：京包线K135+482（113#丙桥）立交积水整治工程

京包铁路113号丙桥位于河北省张家口市怀来县，工程现场地下水位较高，地表有明显水洼，地下土层以高渗透率中砂为主。U型槽两侧紧邻耕地，既有挡墙破损严重，部分已经坍塌。U型槽上部有灌溉用水渠，渗漏水严重。

目前存在沉降缝漏水、边墙裂缝渗水、底板开裂涌水病害。冬季引道内严重结冰，两侧挡墙破损严重，渗漏水常年冲刷，部分已经坍塌，夏季引道积水较深，行人无法通行。

施工准备：

工程开工前，需对地下管线进行人工探测。

    1、工程开工前与通信、电务、工务等设备管理单位签订施工安全监护配合协议、作业配合单。

    2、施工前必须和相关站段签订安全协议。

设备管理单位的配合人员未到现场前，不得进行影响光电缆、管线安全的施工。因工程需要，需对正在使用中的光电缆设备进行外移、挑出、下落时，须征得设备管理单位同意后，在配合人员的监督下进行施工，对于施工期间的外露电缆安排专人负责防护。

施工阶段：

1、注浆堵水施工工艺

1.1水泥-水玻璃浆液

（1）布管：每1.5米一根注浆管，使用水钻开孔，然后下管封孔。注浆管使用铁管ф20-25mm，管头部设计200mm花眼，沿缝布置，完后在管口焊接丝头。

（2）配置浆液:

顺序：水--缓凝剂（速凝剂）--水泥

水灰比=1:1的水泥浆液  水玻璃浓度选择38~40Be，速凝剂2%，缓凝剂2%

（3）注浆管通风

      使用空压机对注浆管内高压吹风，压力≥0.6MPa。吹出管内渣土，使大量空气进入周围土体，增大土体的孔隙率，增大浆液的扩散半径。

（4）注浆

将注浆嘴插入注浆管内并固定牢固后,以0.3～0.8MPa的压力泵送浆液至注浆管内,直至浆液从邻近的注浆管中流出(或注浆压力保持0.8MPa而不回落时)停止注浆。膨润土浆液注浆不要求过高的注浆压力,注浆泵的工作压力在0.3～0.8MPa即可满足注浆要求,但要注意注浆泵需满足泵送较为粘稠浆液的要求。在立面注浆时,应按照由低到高的顺序对注浆管进行注浆。每根注浆管完成注浆后,应慢慢将注浆嘴拔出,并使用塞子将注浆管堵严,防止浆液外漏。接着将注浆嘴移至下一根注浆管,重复以上的步骤。注浆中断超过45min时,需要及时用清水清洗注浆泵,以防止浆液凝固影响下次注浆质量。

一定范围内的注浆管全部注浆完成后,移动注浆泵等施工设备至下一区域中,并重复以上步骤继续注浆。

2、U型槽及盲管

拆除既有片石挡墙，新建U型槽。

在U型槽墙外侧设置盲管，采用φ150mm钢丝盲管，延引道两侧布置，坡度3‰，汇入泵站。伸缩缝处设置中埋式止水带，伸缩缝底部设置φ150mm盲管，与墙两侧的盲管连接，浇筑后，缝内使用聚合物砂浆填充，表面3cm使用自流平嵌缝胶嵌缝。

盲管周围使用含砂石子埋填，使地下水能更好的渗入盲管。

在U型槽与桥体连接处，地基呈现大量流沙。为了达到工程效果，两侧设置降水井降水，砂层上铺3mm防水丙纶布，然后铺设石子，布置盲管，最后上层浇筑混凝土。

U型槽伸缩缝立缝内嵌入6分盲管，并与底部盲管连接。外侧使用A16嵌缝胶嵌缝一层，聚合物修补砂浆2层。

3、泵站

一控二软启动柜，接入电源30kw，设计两台11.5kw、扬程10m自搅匀污水泵。水泵抽水管采用φ100mm铁管。

4、排水

埋设φ300mm 的pe管，坡度2‰，排水至既有铁路排水涵。