本发明公开了一种路基下穿公路U型支挡结构及其施工方法，所述U型支挡结构为U型槽，采用钢筋混凝土浇筑；所述施工方法包括管线迁改、硬隔离围护、围护桩及冠梁施工、路堑开挖、垫层及防水层施工、底板施工、侧墙施工、结构防水施工和墙身两侧回填。本发明施工方法保证了既有高速公路基础不受施工影响，保证高速公路运营，解决了路基开挖对既有桥梁桩基可能产生的影响，并确保了施工安全，具有明显的经济效益和社会效益。
1.一种路基下穿公路U型支挡结构的施工方法，其特征在于，所述U型支挡结构为U型槽，采用钢筋混凝土浇筑；所述U型槽的底部采用碎石垫层和混凝土垫层，上铺自粘式防水卷材，所述防水卷材上铺细石混凝土保护层；U型槽侧面设有自粘式防水卷材全包防水，所述U型槽的沉降缝和施工缝处设有中埋式止水带，所述U型槽的迎水面还设有自粘式防水卷材加强层；包括以下步骤：（1）管线迁改：根据路基施工范围内管线布置情况，人工挖探沟确定管线的位置、径路，然后将管线进行迁改；
（2）硬隔离围护：施工前，在既有路堑上设置硬隔离栅栏，将施工现场与既有线路隔离，其中栅栏采用高度为1.8米钢丝网片，立柱为φ48mm钢管，间距3.0m，埋深40cm；
（3）围护桩及冠梁施工：围护桩采用人工挖孔灌注桩施工工艺，采用跳桩开挖并分次施工，相邻桩不能同时施工；人工挖孔灌注桩的工艺流程：场地平整→测量定桩位→开挖桩孔→支设护壁模板→进行护壁砼施工→按每节护壁要求高度重复开挖、护壁施工直到设计桩底标高→钢筋笼制作、吊装到位→桩基砼浇筑；
（4）路堑开挖：路堑开挖前在坡顶设置截水沟；路堑开挖由小里程向大里程进行施工，自上而下横向全宽分层进行，每层1m；开挖至设计基底标高上30cm的土层停止机械开挖，配合人工进行清底；
（5）垫层及防水层施工：基底铺30cm碎石垫层，两侧用槽钢作为侧模进行20cm厚C25混凝土垫层浇筑，浇筑完毕后覆盖土工布和洒水养护；防水卷材直接铺设在基层表面，铺设完毕后除掉卷材隔离膜，并立即浇筑5cm厚C30细石混凝土保护层；
（6）底板施工：U型槽的底板根据沉降缝位置分段施工，底板采用钢模板，并采用钢筋混凝土灌注，灌注时自由倾落高度不大于2m；沉降缝处中埋式止水带采用专用钢筋套或扁钢固定，止水带成盘状安装，两翼与水平方向的夹角控制在15-20度之间；
（7）侧墙施工：U型槽的侧墙采用组合钢模，模板接缝夹海绵条以防漏浆，模板接缝处错台不大于2mm；侧墙模板支立时，底脚加扫地方木，两侧设对拉螺栓、水平撑和斜撑；每隔
80cm设一道对拉螺栓，呈梅花形布置，采用15cm×15cm方木背楞；其中螺栓外套PVC管，保证拆模时对拉螺栓能够顺利拆出；模板支立时，在模板内侧设置同墙体等宽的内撑，内撑间隔设置，呈梅花形布置；
侧墙模板混凝土浇筑分层进行，分层浇筑时，在下层混凝土初凝或能重塑前完成上层混凝土的浇筑，每层振捣按先中心后周边的顺序逐圈进行，振捣棒垂直插入，快插慢拔，周边混凝土振捣时振捣棒沿钢筋内圈插入，振捣棒与侧模保持50-100mm的距离；
（8）结构防水施工：U型槽结构采用自粘卷材全包式防水，阴阳角做卷材加强层；边墙和悬挑板卷材铺设后外侧采用塑料泡沫板进行保护；
U型槽主体结构沿纵向间隔设置一道伸缩缝，伸缩缝采用硬塑料泡沫板、聚苯乙烯泡沫塑料板嵌缝，两端采用聚氨酯密封膏封堵，伸缩缝采用中埋式止水带进行防水，侧墙外侧采用背贴式止水带防水；U型槽侧墙墙身距底板30cm处设置一道施工缝，施工缝采用中埋式止水带进行防水；
（9）墙身两侧回填：采用C15混凝土进行回填；回填时两侧要对称进行，过程中加强振捣。
2.根据权利要求1所述的一种路基下穿公路U型支挡结构的施工方法，其特征在于，所述U型槽共8节，每节10m，宽13.8m，底板厚80cm，侧墙宽80cm，侧墙高7.2m。
3.根据权利要求1所述的一种路基下穿公路U型支挡结构的施工方法，其特征在于，所述U型槽两侧设有钢筋混凝土围护桩；所述围护桩桩长16m，桩顶为1.2m×1.6m钢筋混凝土横梁。
4.根据权利要求1所述的一种路基下穿公路U型支挡结构的施工方法，其特征在于，混凝土浇筑完14小时后进行覆盖洒水养护，养护时间不少于14天。
一种路基下穿公路U型支挡结构及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种路基下穿公路U型支挡结构及其施工方法。
背景技术
[0002] 随着我国高速铁路的快速发展，新建铁路下穿已运营高速桥梁的现象越来越多，容易对既有桥基及其周围地质环境产生扰动。例如，新建北京至张家口铁路JZSG-6标段，位于怀来县境内，起讫里程为DK106+907.95～DK132+250。本标在DK109+530～DK109+610段下穿京新高速公路，交角48°，与既有京包铁路并行；原地面与既有桥梁梁底净距为4.2m。
[0003] 为了保证既有高速公路基础不受施工影响，保证高速公路运营，解决路基开挖对既有桥梁桩基可能产生的影响，并确保施工安全，因此提供一种适用于铁路、地铁等路基支档工程中封闭式路堑U型支挡结构的施工方法，是十分必要的。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种路基下穿公路U型支挡结构及其施工方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种路基下穿公路U型支挡结构，所述U型支挡结构为U型槽，采用钢筋混凝土浇筑；所述U型槽的底部采用碎石垫层和混凝土垫层，上铺自粘式防水卷材，所述防水卷材上铺细石混凝土保护层；U型槽侧面设有自粘式防水卷材全包防水，所述U型槽的沉降缝和施工缝处设有中埋式止水带，所述U型槽的迎水面还设有自粘式防水卷材加强层。
[0007] 上述一种路基下穿公路U型支挡结构，其中，所述U型槽共8节，每节10m，宽13.8m，底板厚80cm，侧墙宽80cm，侧墙高7.2m。
[0008] 上述一种路基下穿公路U型支挡结构，其中，所述U型槽两侧设有钢筋混凝土围护桩；所述围护桩桩长16m，桩顶为1.2 m×1.6 m钢筋混凝土横梁。
[0009] 一种路基下穿公路U型支挡结构的施工方法，包括以下步骤：
[0010] （1）管线迁改：根据路基施工范围内管线布置情况，人工挖探沟确定管线的位置、径路，然后将管线进行迁改；
[0011] （2）硬隔离围护：施工前，在既有路堑上设置硬隔离栅栏，将施工现场与既有线路隔离，其中栅栏采用高度为1.8米钢丝网片，立柱为φ48mm钢管，间距3.0m，埋深40cm；
[0012] （3）围护桩及冠梁施工：围护桩采用人工挖孔灌注桩施工工艺，采用跳桩开挖并分次施工，相邻桩不能同时施工；人工挖孔灌注桩的工艺流程：场地平整→测量定桩位→开挖桩孔→支设护壁模板→进行护壁砼施工→按每节护壁要求高度重复开挖、护壁施工直到设计桩底标高→钢筋笼制作、吊装到位→桩基砼浇筑。
[0013] （4）路堑开挖：路堑开挖前在坡顶设置截水沟；路堑开挖由小里程向大里程进行施工，自上而下横向全宽分层进行，每层1m；开挖至设计基底标高上30cm的土层停止机械开挖，配合人工进行清底；
[0014] （5）垫层及防水层施工：基底铺30cm碎石垫层，两侧用槽钢作为侧模进行20cm厚C25混凝土垫层浇筑，浇筑完毕后覆盖土工布和洒水养护；防水卷材直接铺设在基层表面，铺设完毕后除掉卷材隔离膜，并立即浇筑5cm厚C30细石混凝土保护层；
[0015] （6）底板施工：U型槽的底板根据沉降缝位置分段施工，底板采用钢模板，并采用钢筋混凝土灌注，灌注时自由倾落高度不大于2m；沉降缝处中埋式止水带采用专用钢筋套或扁钢固定，止水带成盘状安装，两翼与水平方向的夹角控制在15-20度之间；
[0016] （7）侧墙施工：U型槽的侧墙采用组合钢模，模板接缝夹海绵条以防漏浆，模板接缝处错台不大于2mm；侧墙模板支立时，底脚加扫地方木，两侧设对拉螺栓、水平撑和斜撑；每隔80cm设一道对拉螺栓，呈梅花形布置，采用15cm×15cm方木背楞；其中螺栓外套PVC管，保证拆模时对拉螺栓能够顺利拆出；模板支立时，在模板内侧设置同墙体等宽的内撑，内撑间隔设置，呈梅花形布置；
[0017] 侧墙模板混凝土浇筑分层进行，分层浇筑时，在下层混凝土初凝或能重塑前完成上层混凝土的浇筑，每层振捣按先中心后周边的顺序逐圈进行，振捣棒垂直插入，快插慢拔，周边混凝土振捣时振捣棒沿钢筋内圈插入，振捣棒与侧模保持50-100mm的距离；
[0018] （8）结构防水施工：U型槽结构采用自粘卷材全包式防水，阴阳角等特殊部位做自粘式防水卷材加强层；边墙和悬挑板卷材铺设后外侧采用塑料泡沫板进行保护；
[0019] U型槽主体结构沿纵向间隔设置一道伸缩缝，伸缩缝采用硬塑料泡沫板、聚苯乙烯泡沫塑料板嵌缝，两端采用聚氨酯密封膏封堵，伸缩缝采用中埋式止水带进行防水，侧墙外侧采用背贴式止水带防水；U型槽侧墙墙身距底板30cm处设置一道施工缝，施工缝采用中埋式止水带进行防水；
[0020] （9）墙身两侧回填：采用C15混凝土进行回填；回填时两侧要对称进行，过程中加强振捣。
[0021] 上述一种路基下穿公路U型支挡结构的施工方法，其中，混凝土浇筑完14小时后进行覆盖洒水养护，养护时间不少于14天。
[0022] 本发明的有益效果体现在：
[0023] （1）本发明施工方法为铁路路基支档工程提出了新的加固形式，解决了路基开挖对既有桥梁桩基可能产生的影响。
[0024] （2）本发明施工方法工艺流程清楚，操作方便，施工安全易于控制。
[0025] （3）本发明施工方法为铁路行业下穿既有高速公路安全施工提供了宝贵的经验，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
[0026] 本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
[0027] 图1 本发明施工方法的工艺流程图。
[0028] 图2 本发明实施例1下穿既有京新高速施工平面图。
[0029] 图3 本发明实施例1 U型槽剖面示意图。
[0030] 图4本发明实施例1硬隔离围护示意图。
[0031] 图5本发明实施例1 U型结构防水断面示意图。
[0032] 图6本发明实施例1 边墙施工缝防水构造示意图。
[0033] 图7本发明实施例1边墙变形缝防水构造示意图。
[0034] 图中：1-钢丝网片，2-立柱，3-施工缝，4-垫层，5-防水层，6-底板，7-自粘式防水卷材，8-自粘式防水卷材加强层，9-水泥基渗透结晶涂层，10-下层混凝土，11-中埋式止水带，12-上层混凝土，13-背贴式止水带，14-嵌缝材料。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0036] 实施例1 新建北京至张家口铁路JZSG-6标段，在DK109+530～DK109+610段下穿京新高速公路，交角48°，与既有京包铁路并行；原地面与既有桥梁梁底的净距为4.2m。以该标段为例应用本发明施工方法。
[0037] 一种路基下穿公路U型支挡结构，所述U型支挡结构为U型槽，采用C35钢筋混凝土浇筑；所述U型槽的底部采用30cm碎石垫层和20cm厚C25混凝土垫层，上铺自粘式防水卷材，所述防水卷材上铺5cm厚C30细石混凝土保护层；U型槽侧面设有自粘式防水卷材7全包防水，所述U型槽的沉降缝和施工缝处设有中埋式止水带11，所述U型槽的迎水面还设有自粘式防水卷材加强层8。
[0038] 其中， U型槽共8节，每节10m，宽13.8m，底板厚80cm，侧墙宽80cm，侧墙高7.2m。U型槽两侧设有Φ1.2m钢筋混凝土围护桩；围护桩桩长16m，桩顶为1.2m×1.6m钢筋混凝土横梁，防护京新高速桥墩及基坑。
[0039] 一种路基下穿公路U型支挡结构的施工方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0040] （1）管线迁改：根据路基施工范围内管线布置情况，人工挖探沟确定管线的位置、径路，然后将管线进行迁改；
[0041] （2）硬隔离围护：施工前，在既有路堑上设置硬隔离栅栏，将施工现场与既有线路隔离，其中栅栏采用高度为1.8米钢丝网片1，立柱2为φ48mm钢管，间距3.0m，埋深40cm；
[0042] （3）围护桩及冠梁施工：围护桩采用人工挖孔灌注桩施工工艺，采用跳桩开挖并分次施工，相邻桩不能同时施工；人工挖孔灌注桩的工艺流程：场地平整→测量定桩位→开挖桩孔（1m深度）→支设护壁模板→进行护壁砼施工→按每节护壁要求高度重复开挖、护壁施工直到设计桩底标高→钢筋笼制作、吊装到位→桩基砼浇筑。
[0043] 其中，人工挖孔灌注桩自上而下逐层用镐、锹进行，挖土次序为先中间部分，后挖周边。每挖深1.0m为一节，每节开挖完成后尽快施工砼护壁。
[0044] 钢筋笼分节安装，接头焊接采用单面焊。混凝土灌注采用串筒导管浇筑，桩顶2m范围内插入振捣棒振捣。
[0045] 冠梁施工应凿除桩顶超浇的部分混凝土，同时清理桩顶残渣、浮土和积水，并进行凿毛处理。绑扎冠梁钢筋，施工中注意桩身竖向主筋深入冠梁锚固长度，按照设计长度进行锚固，立模板，模板采用组合钢模板。混凝土由搅拌运输车运至浇筑部位后，人工入模，插入式振捣器捣鼓密实。
[0046] （4）路堑开挖：路堑开挖前在坡顶设置截水沟，防止地表水流入基坑内和对围护结构顶进行边坡冲刷；路堑开挖由小里程向大里程进行施工，自上而下横向全宽分层进行，每层1m；开挖至设计基底标高上30cm的土层停止机械开挖，配合人工进行清底；
[0047] （5）垫层4及防水层5施工：基底铺30cm碎石垫层，两侧用槽钢作为侧模进行20cm厚C25混凝土垫层浇筑，浇筑完毕后覆盖土工布和洒水养护；防水卷材直接铺设在基层表面，铺设完毕后除掉卷材隔离膜，并立即浇筑5cm厚C30细石混凝土保护层；
[0048] （6）底板6施工：U型槽的底板6根据沉降缝位置分段施工，底板6采用钢模板，并采用钢筋混凝土灌注，灌注时自由倾落高度不大于2m；沉降缝处中埋式止水带采用专用钢筋套或扁钢固定，止水带成盘状安装，两翼与水平方向的夹角控制在15-20度之间；
[0049] （7）侧墙施工：U型槽的侧墙采用组合钢模，模板单块面积大于1.0m2，模板接缝夹海绵条以防漏浆，模板接缝处错台不大于2mm；侧墙模板支立时，底脚加扫地方木，两侧设对拉螺栓、水平撑和斜撑；每隔80cm设一道对拉螺栓，呈梅花形布置，采用15cm×15cm方木背楞；其中螺栓外套PVC管，保证拆模时对拉螺栓能够顺利拆出；模板支立时，在模板内侧设置同墙体等宽的内撑，内撑设置间隔为1.5m，呈梅花形布置；内撑采用Φ16mm钢筋制作，随着砼的浇筑，内撑随即拔除，待下段侧墙继续使用；模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联结及纵横向稳定性进行检查。砼浇筑前应清除模板表面所有杂物；
[0050] 侧墙模板混凝土浇筑前，模板内侧底部应先抹一层优质水泥基渗透结晶涂层9，模板间的缝隙用双面胶带纸封闭，对拉螺栓要拧紧，以防漏浆；侧墙模板混凝土浇筑分层进行，分层厚度约30～40cm，分层浇筑时，在下层混凝土10初凝或能重塑前完成上层混凝土12的浇筑，以便使插入式振捣器深入下层（5～10cm）振捣，使得层面粘结为一体；每层振捣按先中心后周边的顺序逐圈进行，振捣棒垂直插入，快插慢拔，每次插入振动持续时间约保持在20s，周边混凝土振捣时振捣棒沿钢筋内圈插入，振捣棒与侧模保持50-100mm的距离；混凝土浇筑完14小时后进行覆盖洒水养护，养护时间不少于14天。
[0051] （8）结构防水施工：U型槽结构采用自粘式防水卷材7全包式防水，阴阳角等特殊部位做自粘式防水卷材加强层8；边墙和悬挑板卷材铺设后外侧采用塑料泡沫板进行保护；
[0052] U型槽主体结构沿纵向每9.98米设置一道伸缩缝，缝宽2cm；伸缩缝采用硬塑料泡沫板、聚苯乙烯泡沫塑料板嵌缝，两端采用20mm厚聚氨酯密封膏封堵，伸缩缝采用中埋式止水带进行防水，侧墙外侧采用背贴式止水带13防水；U型槽侧墙墙身距底板30cm处设置一道施工缝，施工缝采用中埋式止水带进行防水；底板结构施工时先将止水带下侧混凝土振实，将止水带压紧至其表面后，再继续浇筑混凝土；侧墙施工时在止水带的两侧对称浇筑；
[0053] （9）墙身两侧回填：在墙身强度达到设计要求后进行回填作业，采用C15混凝土进行回填；回填时两侧要对称进行，过程中加强振捣。
[0054] 本发明施工方法的工艺原理为：U型槽作为支档结构，在路堑通过狭窄区域且周围有建筑物不能拆除时，利用边墙的强度和刚度，抵抗周围土体的侧压力，利用边墙、底板自重及附属设施自重抵抗地下水的上扬压力，从而保持结构的稳定性，达到确保铁路的安全运营的目的。
[0055] 本发明利用U型槽施工，可以在已建高速公路俩墩间预留的下穿通道中通过，解决了施工空间不足，地下水位较高、降水、排水或放坡条件受到限制的挖方地段无法施工的问题，避免了设置高架桥，降低了路基填筑高度。与上跨桥梁相比，无论是采用支架现浇、悬臂浇筑、还是预制架设，U型槽施工经济效益都非常明显。
[0056] 高速铁路采用下穿方式跨越运营的高速公路，具有风险小、工期短、占地少、造价低、对既有高速公路运营影响小。采用本发明提供的施工工艺对促进整个铁路交通事业更好更省的发展，具有良好的社会效益。
[0057] 应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较由代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。
