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采煤塌陷区铁路桥涵整体加高加固处理 【摘要】简述采煤塌陷区铁路桥涵受破坏形式，地面塌陷后，铁路路基不断补充回填引起桥涵的高度或宽度不足不能维持轨面标高，而采取对桥涵整体加高加固处理处理。 【关键词】塌陷区；铁路桥涵；加固 中图分类号X731文献标识码 A 文章编号 矿区铁路，尤其是平原地区煤矿的铁路专用线，经常不可避免地要穿过煤矿开采区，而煤矿采空后对地面的最大影响就是地表塌陷。轻者大量农田地面下陷，地下水上升形成湖泊，重者地面房屋破坏，村庄被迫搬迁。而处在塌陷区铁路专用线上的铁路桥涵也不可避免地遭到破坏。 淮矿铁运公司铁路正线全长165.6Km，承担着淮南潘谢矿区70以上的煤炭运输任务，2011年外运煤炭达到了4350多万吨，且逐年有5增加。而处于采煤塌陷区的铁路线路就达19.8Km，占全线12，每年对塌陷区铁路维护治理费用多达1000多万元，其中铁路桥涵治理维护费用所占比重约30左右。 在对淮南煤矿塌陷区铁路桥涵的长期维护过程中，探索出了一些成功经验，现加以整理，借以提高今后此类问题的解决能力。 一、 塌陷区铁路桥涵破坏形式 在平原地区的矿区，由于地下煤层埋藏较深，煤炭开采后地面塌陷区形成是一个渐变的过程，对铁路专用线的影响也是渐变的，不存在突变。 一般桥涵受到破坏作用时的表现形式有 1、铁路桥涵受到破坏时，整体出现倾斜，并且在纵向与横向同时出现倾斜，并表现出一定的倾斜度。随着塌陷程度的加剧，桥体还会出现一定的位移。 2、桥涵出入口的翼墙出现开裂，扭曲变形，失去作用。 3、为了维持一定的轨面标高不变，随着地面的塌陷，铁路路基需要不断补充回填，从而引起桥涵的宽度或高度不足，需要进行加宽或加高处理。 二、铁路桥涵的加固 结合实际情况，提出经济合理的加固方案，既保证加固过程中铁路行车安全，又使铁路桥涵正常使用功能得到满足。 淮南矿区淝大河铁路桥处于采煤塌陷区内，铁路两侧为地面塌陷后形成的湖泊。现该桥桥体上方填筑的矸石路基约4.7m厚，且路堤边坡已达到桥边护栏顶面。经煤矿生产单位开采沉陷预计，该桥在2012年3月至6月期间还将经历一次开采沉陷过程，预计最大下沉量1.161m。为解决2012年至2014年采煤沉陷对该桥的影响，维持轨面标高，计划在原桥桥体上新建一层钢筋混凝土框架桥（其中该桥在2007年完成第一次加宽加固处理）。新钢筋混凝土框架桥高4.5m，宽4.9m，跨度均为6.9m。沿桥跨方向布置3排箱型框架，沿桥宽方向布置4排箱型框架，每个框架纵横间距均为250mm, 作为沉降缝使用。 1、桥涵整体加高施工方案、步骤 （1）安装钢管立柱 人工挖孔前，先对煤矸石路基进行注浆，使之密实有一定强度，然后进行人工挖孔。孔内护壁采用内径1米，单节长度1米的钢板套筒。钢管立柱采用外径400mm，壁厚10mm的普通无缝钢管。钢管通过柱脚板加化学锚栓锚固在原桥面混凝土结构上，钢管安装完成后，回填钢管外侧孔至密实，钢管内部可灌注素混凝土，以增加钢管立柱整体稳定性。 （2）路基边坡支护 铁路路堤两侧施做高度为4.7m的挡土墙，挡墙内边距轨道中心线分别为6.5m和4.9m。挡墙由20a槽钢作为立柱，间距1m，每根立柱外侧加设斜撑，沿柱高度方向每隔1m设置槽钢横梁，立柱间铺装花纹钢板，立柱柱脚和斜撑脚通过化学锚栓固定于原桥面混凝土上。这样形成钢结构挡墙路基支护结构。施工时根据设计放样线清理挡墙外侧多余矸石路基，鉴于路基有4.7m高，为安全施工，可采用分层、分段开挖路基，开挖后立即安装钢结构挡墙支护路基。 （3）两侧新钢筋混凝土框架结构施工 在清理完毕后的原桥面上破除原铺装层及护栏，凿毛原桥面进行桥面植筋处理，相当于设置抗剪键。钢筋混凝土框架结构施工严格按照铁路桥涵施工规范进行，本次工程为塌陷区桥涵治理工程，具有一定特殊性，施工过程中需要加强质量控制。 （4）线路架空施工 线路架空施工必须在两侧箱体混凝土强度达到100后、桥体下沉进入稳定期、桥体下沉量达到线路架空所必须的高度的情况下进行。线路架空施工为整个工程重中之重。 线路架空施工思路先将枕木由原来的混凝土枕更换为木枕，间距由现有0.6m调整为0.5m，扣轨采用单根长度25m的 P43钢轨，组合方式为3-5-3（线路外侧采用两组“二扣一”，线路内侧采用一组“三扣二”），用Ф25的“U”型螺栓和808扁铁同扣轨长度将轨束夹紧，并与木枕相连；横梁采用I45b，单根长度18m，间距0.5m布置在纵梁上；纵梁2根，均用双拼I45b铺设，置于线路两侧钢管立柱上方。纵梁、横梁和扣轨用Ф25的“U”型螺栓和钢扣板联成整体，横梁下设枕木垛支撑。纵梁下设钢管立柱，钢管立柱通过柱脚板锚固在原桥混凝土结构上。 （线路架空体系立面示意图） （5）横向挡墙支护施工 线路架空施工完成后，开始清理线下路基填料，在清理到桥头两端时可分层清理，边清理边自上而下安装横向钢结构挡墙。挡墙材料选用20b工字钢，单根18m（12m6m焊接）。每根工字钢的两部分分别从桥两侧穿入，接头处翼缘板焊接，腹板栓结，接头隔一设一。在挡墙两侧接头处各设一道竖向槽钢进行加强，每根槽钢设置两道斜撑。 （6） 线下中间新钢筋混凝土框架结构施工 中间箱体施工和两侧箱体施工一样，必须确保行车安全和人身安全，严把施工质量，来车时，线路下方施工人员全部停止施工撤离现场。混凝土达到强度后施工桥面铺装层。 （7中间新箱体顶面上道碴。 （8）拆除架空体系、整道。 等待中间箱体混凝土达到100强度后方可进行线路架空体系拆除工作。 （9）两侧箱体顶面铺装层、栏杆施工。 （10）竣工验收。 三、 结束语 该桥涵处于塌陷区内，为既有线施工，而且是在不中断铁路行车的情况下进行，保证铁路行车安全是重中之重。特别是在线路架空以后，现场需成立24小时安全检查小组，每趟车通行前后必须对线路架空体系及线路几何尺寸进行检查，发现问题立即处理，现场必须满足列车放行条件。 桥涵的加固在煤矿塌陷区铁路治理中占有重要的地位，加固的好坏直接影响着煤矿铁路专用线的运输安全和运营成本。通过对淮南矿区塌陷区铁路专用线桥涵的加固治理，说明只要采取了合理的方法步骤，就能够取得良好的效果。塌陷区铁路桥涵采用整体加高加固的方案已成功运用在淮南矿区铁路专用线桥涵维护加固治理中。 参考文献 [1]中国矿业大学.淝大河铁路桥2012年维护加固工程施工图 [2]铁路路基支挡结构设计规范.TB10025-2006. [3]铁路桥涵施工质量验收标准.TB10415-2003. [4]铁路桥涵设计基本规范.TB10002.1 [5]铁路工务安全规则，2010.