臨近鐵路營業(yè)線橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)

曹振杰

(中鐵大橋局集團(tuán)第一工程有限公司)

1 工程概況

鄭州市中心區(qū)鐵路跨線橋工程是鄭州市內(nèi)唯一一座上跨鄭州火車站鐵路樞紐的大型斜拉橋?？玷F路主橋為雙塔單索面三跨預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，全長460 m，寬度為33～42.07 m，最大跨度248 m，雙向六車道，雙塔高度為64.5 m。該工程地處市中心，且橫跨京廣隴海鐵路，施工場地狹窄，環(huán)境復(fù)雜，從技術(shù)到施工都具有鮮明的特點。

鄭州市中心區(qū)鐵路跨線橋主墩樁基直徑1.8 m，每個主墩29 根樁，樁深95 m/98 m。邊墩及輔助墩樁基直徑1.8 m，樁長42～50 m，共24 根。人行道橋樁φ1.0 m，樁長30 m，鐵路東側(cè)13 根，鐵路西側(cè)15 根。主橋2#墩承臺:21.8m ×28.68 m×3 m(八邊形結(jié)構(gòu))，四邊形錐體基座20.5 m ×14 m(12.5 m×6 m)×4 m。主橋3#墩承臺:21.8 ×28.68 ×4.3 m(八邊形結(jié)構(gòu))，上轉(zhuǎn)盤高2.8 m。邊墩、輔助墩承臺厚2.5 m。

2#、3#主墩承臺施工采用開口式基坑支護(hù)方案，承臺為八邊形。2#、3#墩承臺基坑開挖深度分別為6.38 m 和5.64 m。承臺邊距鐵路最邊股線中心距分別為5.24 m 和5.59 m。

主橋承臺基坑支護(hù)布置見“圖1 鄭州市中心區(qū)鐵路跨線橋主橋布置示意圖”。

圖1 鄭州市中心區(qū)鐵路跨線橋主橋布置示意圖

2 鉆孔樁施工

2.1 鉆孔樁施工方案

主墩基礎(chǔ)29 根φ1.8 m 鉆孔樁采用就地平整場地法利用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔，垂直導(dǎo)管法灌注樁身混凝土。為減少對鐵路線的影響，加強(qiáng)既有線的防護(hù)，主塔墩鉆孔樁和基坑防護(hù)鉆孔樁鋼護(hù)筒采用振動法下沉施工，其它鉆孔樁采用挖埋法施工，鉆孔樁泥漿采用優(yōu)質(zhì)HPH 泥漿，在場地外側(cè)集中拌制通過泥漿管路輸送至孔位處使用，鉆渣采用泥漿處理器處理后，按要求運至場外指定地點棄放。

主墩鉆孔樁施工完成后根據(jù)設(shè)計要求通過預(yù)埋壓漿孔進(jìn)行孔底壓漿。樁施工時利用汽車吊機(jī)配合作業(yè)，其工作內(nèi)容包括護(hù)筒設(shè)置、吊裝鉆具、下鋼筋籠等。

2.2 臨近營業(yè)線鉆孔樁施工特點

對比普通陸地鉆孔樁施工，并結(jié)合本項目及其他臨近營業(yè)線鉆孔樁施工特點及難點，為減少對鐵路線的影響，對臨近營業(yè)線鉆孔樁施工進(jìn)行總結(jié)，得出以下幾個特點，施工中應(yīng)尤為注意。

(1)挖探調(diào)查。在施工前應(yīng)主動聯(lián)系設(shè)備產(chǎn)權(quán)單位或管理部門，并在施工區(qū)域的兩端垂直線路方向，在監(jiān)護(hù)下挖設(shè)兩條探溝，探明地下管線等的具體位置和數(shù)量，并予以遷改或保護(hù)。

(2)防振動。臨近營業(yè)線鉆孔樁施工，設(shè)備選型應(yīng)減少對線路的振動。

(3)防侵限。樁機(jī)高度選擇要考慮其傾覆時對線路設(shè)備的影響，必要時采取反向拉錨等措施，嚴(yán)防向線路方向傾覆。鉆機(jī)與接觸網(wǎng)、回流線距離不足2 m 時，應(yīng)聯(lián)系設(shè)備管理單位(供電段)在施工前采取接地等安全措施后方可施工。

(4)設(shè)備地基穩(wěn)定。樁位處地面應(yīng)平整堅實，當(dāng)孔位侵入路基體時，應(yīng)首先進(jìn)行反壓、夯填至孔口位置方可放置樁機(jī)。

(5)護(hù)筒施工。臨近既有線鉆孔時，為避免坍孔等事故發(fā)生影響營業(yè)線安全，鉆孔樁施工時孔口護(hù)筒應(yīng)適當(dāng)加深，建議一般不少于5 m，特殊地質(zhì)或距離較近時還應(yīng)加長。鋼護(hù)筒可采用挖孔后栽樁等方式施工。

(6)泥漿防滲。泥漿池應(yīng)采用專用箱槽或遠(yuǎn)離路基設(shè)置，池壁采取防塌、防滲等保證路基穩(wěn)定的措施，并定期檢查。

(7)防塌孔。泥漿比重應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件確定，按不利地層或高限取值，且經(jīng)過試驗和監(jiān)理確認(rèn)，鉆進(jìn)過程中應(yīng)始終保持泥漿指標(biāo)和水頭高度，期間停工或成孔后未立即灌注時，應(yīng)保證泥漿循環(huán)，設(shè)專人負(fù)責(zé)監(jiān)視孔位，關(guān)注孔內(nèi)水位變化，避免塌孔。

(8)首件認(rèn)可制。全橋首根鉆孔樁施工應(yīng)在非臨近營業(yè)線處完成，根據(jù)成樁情況對臨近營業(yè)線鉆孔樁采用成熟工藝。

(9)起重作業(yè)安全。吊車證件齊全，操作人員持證上崗，作業(yè)前應(yīng)對作業(yè)周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，排除作業(yè)障礙，確定吊車進(jìn)場路線及作業(yè)位置。鋼筋籠分節(jié)，溜繩拉設(shè)，吊機(jī)限制侵限轉(zhuǎn)動，一機(jī)一人一防護(hù)，人隨機(jī)動，機(jī)停落鎖。

3 承臺施工

3.1 承臺施工方案

2#、3#主墩基坑采用開口式基坑支護(hù)方案?；幼羁拷F路側(cè)承臺A、H 段支護(hù)采用φ1 500 mm挖孔樁，素混凝土挖孔樁護(hù)壁厚度0.15 m，樁長為12 m。B、G 段采用φ1 500 mm鋼筋混凝土鉆孔樁和素混凝土挖孔樁交替布置的咬合樁，樁長約12 m。樁頂設(shè)聯(lián)通折線形冠梁?；娱_挖從非鐵路線側(cè)向靠鐵路側(cè)逐步推進(jìn)。

2#墩承臺及臺座分兩次澆筑，首先施工下面3 m 高的八邊形下承臺，后施工上面4 m 高的四邊形梯形臺座，3#墩首先施工下面3 m 高的八邊形下承臺，預(yù)留下球鉸勁性骨架施工槽口，待骨架定為后，完成該部分混凝土澆筑。然后安裝轉(zhuǎn)體部分設(shè)施，立模施工上轉(zhuǎn)盤，待轉(zhuǎn)體施工完成后，施工承臺后澆部分混凝土。施工時采用低水化熱的水泥、在承臺內(nèi)埋冷卻管、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等措施，確保承臺混凝土質(zhì)量。

營業(yè)線承臺施工一般需按規(guī)范和設(shè)計要求對鐵路及基坑周邊構(gòu)筑物進(jìn)行監(jiān)測。保證異常時按預(yù)案處理，確保鐵路運營線的安全。基坑施工時，對所設(shè)置測點進(jìn)行實時觀測，跨線橋基坑四周及鐵路鋼軌的變形限值表1 如下所示。

表1 變形限值

3.2 墩身、塔柱施工方案

主塔墩墩身采用翻模施工，支架用鋼管架。2#墩臺座一次澆筑，墩身分兩次澆筑，第一次澆筑下部，第二次澆筑頂部實體段，箱內(nèi)設(shè)預(yù)埋件及支架。3#墩施工鉸座后墩身施工同2#墩。

墩身、塔柱施工屬高空作業(yè)，施工期間，雜物墜落極易對鐵路運輸安全造成威脅。塔柱施工重點注意，模板及腳手吊裝作業(yè)安全，靠鐵路一側(cè)采用防護(hù)板配防護(hù)網(wǎng)封閉，防止雜物墜落，影響行車，造成傷害。

3.3 臨近營業(yè)線承臺、墩身、塔柱施工特點

(1)臨近營業(yè)線承臺基坑防護(hù)樁施工，同鉆孔樁施工需要注意人員機(jī)械等侵界、管線保護(hù)、作業(yè)吊裝等問題。

(2)臨近營業(yè)線承臺開挖施工，對營業(yè)線線路結(jié)構(gòu)及設(shè)備影響更大，其支護(hù)方案應(yīng)做專項設(shè)計及計算，施工中加強(qiáng)位移和沉降監(jiān)測，確保鐵路軌道及設(shè)備、基坑周邊構(gòu)筑物安全。

(3)臨近營業(yè)線承臺施工時，應(yīng)有相應(yīng)防塌方措施，派專人日夜巡守，列車通過、強(qiáng)降雨或持續(xù)降雨期間，及時檢查整修，發(fā)現(xiàn)路基開裂、變形、坍塌或線路狀態(tài)異常等，立即采取措施，危及行車時，嚴(yán)禁盲目放行列車。

(4)臨近營業(yè)線承臺開挖前在基坑頂四周挖設(shè)好排水溝或擋水墻，開挖完成后，在坑底四周設(shè)置排水溝及匯水井，保證坑內(nèi)不積水。

(5)開挖出的泥土，不得堆放在基坑周圍，應(yīng)該及時外運處理;靠鐵路側(cè)地表嚴(yán)禁堆放任何機(jī)械設(shè)備及物品。

(6)臨近營業(yè)線墩身模板作專項設(shè)計，保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。模板吊裝應(yīng)確保不侵限、不損壞既有線設(shè)備、不造成人身傷害等事故。

(7)墩身腳手架立桿基礎(chǔ)要平整夯實，承載力符合要求，并按規(guī)定設(shè)置底座、墊木。腳手架高度在7 m 以上的，架體要按規(guī)范要求與墩身設(shè)置牢固拉結(jié)。腳手架外側(cè)要設(shè)置密目式安全網(wǎng)。并增設(shè)纜風(fēng)繩對拉防風(fēng)措施。

(8)按照《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定:在接觸網(wǎng)支柱及距接觸網(wǎng)帶電部分5 m 范圍內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)物(鋼模板及腳手)均須接地。

(9)搭設(shè)、拆除腳手架前要確認(rèn)與臨近既有線和接觸網(wǎng)回流線的安全距離2 m 以上，嚴(yán)防鋼管侵限和進(jìn)入接觸網(wǎng)回流線安全范圍。

(10)墩身塔柱施工養(yǎng)護(hù)用水，嚴(yán)禁以柱狀流至接觸網(wǎng)及回流線上。

(11)鋼筋在安裝時用纜風(fēng)繩固定，防止其在遇到大風(fēng)天氣時傾倒;混凝土澆注采用泵送，宜遠(yuǎn)離鐵路擺放，泵機(jī)大臂及泵管嚴(yán)禁侵限。

(12)搭拆腳手架時，嚴(yán)禁拋擲物品，施工區(qū)域應(yīng)設(shè)警戒標(biāo)志。嚴(yán)禁將模板支架、纜風(fēng)繩、混凝土輸送泵管等固定在腳手架上。平臺、步梯設(shè)圍欄，周邊張掛密目安全網(wǎng)。

(13)塔柱施工中宜分層設(shè)置封閉式腳手平臺，靠近鐵路側(cè)采取密目鋼絲網(wǎng)等可靠的封閉措施，嚴(yán)防墜落物彈出。

4 結(jié) 語

臨近營業(yè)線施工具有作業(yè)難度大、風(fēng)險高、危險因素復(fù)雜等特點，施工時要切實加強(qiáng)施工組織管理，選擇成熟工藝、可靠設(shè)備，重點防范重大危險源，依法合規(guī)作業(yè)。要點時要超前準(zhǔn)備充分，考慮細(xì)致周全，確保安全高效正點完成任務(wù)。在施工中加強(qiáng)動態(tài)管理，作好首件或首段施工總結(jié)，調(diào)整優(yōu)化方案和工藝操作后再批量展開大面積作業(yè)。要注意采用可靠的新技術(shù)新方法，對施工可能影響到的結(jié)構(gòu)和設(shè)備等進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測監(jiān)控，按規(guī)范規(guī)程控制其變形、沉降、震動等參數(shù)，強(qiáng)化技術(shù)保安全。結(jié)合鄭州市中心區(qū)跨線橋工程介紹了臨近鐵路營業(yè)線鉆孔樁及承臺、墩身、塔柱施工方案，同時對臨近營業(yè)線橋梁鉆孔樁、承臺、墩身及塔柱施工特點進(jìn)行歸納總結(jié)，希望能為類似工程提供借鑒。

［1］李艷哲.鄭州市中心區(qū)鐵路跨線橋施工方案設(shè)計［A］.第十九屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集(上冊)［C］.2010.

［2］李華強(qiáng).鄭州中心區(qū)鐵路跨線橋基坑支護(hù)創(chuàng)新設(shè)計與施工［J］.公路，2013，(8).

［3］張紹敏，彭心強(qiáng).大跨徑橋梁鉆孔樁施工淺析［J］.城市道橋與防洪，2014，(8).