滬寧城際鐵路新孟河特大橋深基坑施工方案

吳義良

滬寧城際鐵路新孟河特大橋深基坑施工方案

吳義良

以滬寧城際鐵路新孟河特大橋?yàn)榘咐?分析了該橋的特殊地理位置與施工難度,介紹了本特大橋深基坑的施工方案、施工工藝與相關(guān)施工措施,指出了施工注意事項(xiàng),為類似工程提供了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

橋梁,基坑,鋼板樁,防護(hù)

在鐵路橋涵工程中,深水基坑開(kāi)挖一般采用鋼板樁圍堰支護(hù),開(kāi)挖到基底標(biāo)高后進(jìn)行混凝土封底施工。因?yàn)殇摪鍢妒┕ぞ哂袉胃灾剌^輕,吊裝與插打不需要大型起吊設(shè)備,插打深度大、防水性能好,在深水基礎(chǔ)施工中不需要水下作業(yè),可重復(fù)使用,打拔樁容易,倒用時(shí)間短,回收率高等優(yōu)點(diǎn)。只要進(jìn)行考慮周全的規(guī)劃,安全的方案設(shè)計(jì)以及靈活多樣且具有創(chuàng)新的施工方法就能安全、高效、優(yōu)質(zhì)的完成工程施工,本文以滬寧城際鐵路新孟河特大橋?yàn)楸尘敖榻B其深基坑的施工方案。

1 工程概況

滬寧城際鐵路新孟河特大橋,位于常州市奔牛鎮(zhèn),基本平行于既有京滬鐵路,中心里程為DK116+502.778,全長(zhǎng) 8 835.535m,其中 162號(hào) ～165號(hào)墩跨越新孟河,163號(hào),164號(hào)墩位于新孟河岸邊,均為深基坑基礎(chǔ),為保證通航和新孟河河道遠(yuǎn)景規(guī)劃的需要,設(shè)計(jì)為低樁承臺(tái)。163號(hào),164號(hào)墩基礎(chǔ)由10根1.5m直徑的鉆孔樁呈梅花形布置,承臺(tái)尺寸為14.3m×9.4m×4m,162號(hào),165號(hào)墩基礎(chǔ)由 12根 1.0m直徑的鉆孔樁呈長(zhǎng)方形布置,承臺(tái)尺寸為10.2m×7.4m×2.5m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)多次測(cè)量,163號(hào)墩的最低河床面標(biāo)高為-0.55m,最大水深為3.08m;164號(hào)墩最低河床面標(biāo)高為-0.62m,最大水深為3.01m。

2 工程難點(diǎn)

163號(hào)墩承臺(tái)侵入既有線護(hù)欄,基坑較深,受既有鐵路護(hù)欄的影響,基礎(chǔ)施工時(shí)163號(hào)墩需拆除既有鐵路護(hù)欄。163號(hào),164號(hào)墩基礎(chǔ)均為10-φ1.5m的樁基礎(chǔ),樁長(zhǎng)分別為65m及 66m(鉆孔深度達(dá)75m及76m),承臺(tái)尺寸為14.3m×9.4m×4.0m,承臺(tái)底標(biāo)高分別為-7.786m,-7.450m,平整后的原地面實(shí)測(cè)標(biāo)高均為3.1m,基坑開(kāi)挖深度分別為10.9m,10.6m(未含2 m封底混凝土);163號(hào)墩第 10號(hào)鉆孔樁已經(jīng)侵入既有錐體護(hù)坡基礎(chǔ)40 cm。

既有線路肩上有接觸網(wǎng)柱,接觸網(wǎng)為27 kV的高壓線,接觸網(wǎng)柱外側(cè) 0.8m還有一條高壓回流線,最大時(shí)達(dá)到 4 kV,安全距離按 2m考慮。162號(hào) ～165號(hào)墩承臺(tái)與既有鐵路設(shè)備的關(guān)系如表1所示。

表1 新孟河特大橋承臺(tái)與既有線關(guān)系及支護(hù)方案表

3 總體施工方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)和水文情況,以及基坑開(kāi)挖深度和荷載情況, 162號(hào)～165號(hào)墩需采用圍堰法施工,而根據(jù)對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備材料和經(jīng)濟(jì)比較,擬采用鋼板樁圍堰。162號(hào),165號(hào)兩個(gè)邊墩直接陸地鉆孔,承臺(tái)施工時(shí)進(jìn)行鋼板樁圍堰施工。163號(hào),164號(hào)水中墩鉆孔灌注樁采用打拔木樁進(jìn)行筑島圍堰修筑鉆孔平臺(tái),待鉆孔樁施工完成后,水下承臺(tái)墩柱(身)采用鋼板樁圍堰施工,其中 163號(hào)墩靠近既有鐵路錐體護(hù)坡側(cè)采用直徑 80 cm鉆孔樁進(jìn)行防護(hù)。

4 相關(guān)施工措施

4.1 鋼板樁施作

162號(hào),165號(hào)墩基坑深度為7.2m和 6.84m,直接采用鋼板樁防護(hù)。163號(hào)墩基坑開(kāi)挖采用鉆孔樁 +鋼板樁(承臺(tái)四周)防護(hù)方案;164號(hào)墩采用鋼板樁防護(hù)。施工防護(hù)樁前先聯(lián)系鐵路相關(guān)管理部門,簽訂安全協(xié)議。防護(hù)樁施工時(shí)先施工鉆孔樁,再施工鋼板樁,等鉆孔樁強(qiáng)度達(dá)到 90%以上時(shí),方能開(kāi)挖基坑。

4.2 慢行及防護(hù)

1)施工慢行計(jì)劃。由于離既有線太近,且基坑開(kāi)挖深度達(dá)12.9m(靠既有線側(cè)至封底混凝土底深度),在基坑開(kāi)挖及承臺(tái)施工期間,DK117+390～DK 117+490段(相對(duì)于既有線里程K 1267+ 150～K1267+250)既有線晝夜限速 45 km/h。該段線路養(yǎng)護(hù)維修全部委托給具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的工務(wù)段領(lǐng)工區(qū)進(jìn)行。

2)施工防護(hù)辦法。具體參見(jiàn)圖 1,圖 1中 1號(hào),2號(hào),3號(hào), 4號(hào),5號(hào),6號(hào),7號(hào)為現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員的站位,測(cè)速儀由 4號(hào)防護(hù)員負(fù)責(zé)安裝拆除記錄;防護(hù)員必須帶齊防護(hù)備品及對(duì)講機(jī),列車來(lái)時(shí)要認(rèn)真檢查人機(jī)是否進(jìn)入限界,防護(hù)員要在列車與施工場(chǎng)地之間形成防護(hù)帶,確保人身安全。

4.3 基坑開(kāi)挖及回填

162號(hào)與 165號(hào)承臺(tái)開(kāi)挖,直接采用機(jī)械開(kāi)挖。

163號(hào)與 164號(hào)承臺(tái)開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行。施工前做好充分的施工準(zhǔn)備,基坑開(kāi)挖采用機(jī)械(抓泥機(jī))配合強(qiáng)力吸泥泵施工,基坑內(nèi)滲水采用抽水泵抽出基坑外。土方開(kāi)挖后應(yīng)連續(xù)作業(yè),承臺(tái)混凝土澆筑后立即回填既有線側(cè)。

承臺(tái)四周回填,靠既有線側(cè)路基邊坡 1∶1.5范圍內(nèi)采用A,B組料分層填筑,壓實(shí)滿足路基填筑要求,其他三側(cè)采用原狀土回填。

4.4 護(hù)欄安裝與拆除

聯(lián)系鐵路相關(guān)管理部門(工務(wù)段、派出所等),確定臨時(shí)護(hù)欄的安裝位置(確保不侵入既有線行車限界),根據(jù)要求安裝臨時(shí)護(hù)欄,臨時(shí)護(hù)欄裝好后,再拆除既有護(hù)欄。

5 施工注意事項(xiàng)

1)鋼板樁施工。鋼板樁的施打位置嚴(yán)格按基坑布置要求確定,施打前,先進(jìn)行外觀檢查,鋼板樁打樁時(shí)必須安裝樁帽。插打鋼板樁,從第一塊(組)就應(yīng)保持垂直。最先幾塊插好打穩(wěn)后,即與導(dǎo)框固定,然后繼續(xù)插打。鎖口不密漏水,可用棉絮等在內(nèi)側(cè)嵌塞,同時(shí)在漏縫外側(cè)撒大量木屑或谷糠,使其由水夾帶至漏水處自行堵塞,樁腳漏水處采用麻袋裝土,水下混凝土封底等處理。鋼板樁拔除前,應(yīng)先回填基坑。2)注漿止水施工。采用注漿機(jī),沿基坑四周進(jìn)行注漿,注漿深度為 15m。3)基坑開(kāi)挖。開(kāi)工前對(duì)橋梁所在位置的線路進(jìn)行復(fù)測(cè),布設(shè)平面和高程控制測(cè)量樁點(diǎn),根據(jù)控制測(cè)量樁點(diǎn)和橋位計(jì)算坐標(biāo),準(zhǔn)確定出橋墩臺(tái)位置。開(kāi)挖深度至設(shè)計(jì)承臺(tái)底下面 2m(封底混凝土的厚度),基坑開(kāi)挖至標(biāo)高后,即可進(jìn)行封底水下混凝土的施工。4)澆筑水下封底混凝土。圍堰吸泥至封底標(biāo)高下 30 cm左右,拋填碎石墊層,潛水員整平墊層面,采用“多導(dǎo)管式全斷面斜坡推進(jìn)連續(xù)澆筑法”一次封底。每個(gè)導(dǎo)管封底后隨時(shí)對(duì)基底標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè),由于水下混凝土面標(biāo)高測(cè)量是估值,故封底混凝土標(biāo)高最好略低于設(shè)計(jì)標(biāo)高 5 cm～10 cm,導(dǎo)管平面按梅花形布置。封底施工過(guò)程中當(dāng)某一根導(dǎo)管封底完成后在進(jìn)行其相鄰導(dǎo)管封底時(shí),先測(cè)量待封導(dǎo)管底口處的混凝土頂標(biāo)高,根據(jù)測(cè)量結(jié)果重新調(diào)整導(dǎo)管底口的高度。同時(shí),反復(fù)測(cè)量要移動(dòng)的那根導(dǎo)管位置附近混凝土面的標(biāo)高。5)承臺(tái)施工。封底混凝土澆筑完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后(達(dá)到標(biāo)號(hào)的 50%以上),開(kāi)始往外抽水,進(jìn)行承臺(tái)施工。承臺(tái)混凝土施工采用大體積混凝土施工工藝。6)既有線、既有橋監(jiān)測(cè)。由于基坑離既有線很近,為確保既有線的安全,派專人進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。既有線45 km/h慢行情況下路基變形警戒值按如下兩者取最大值確定：a.當(dāng)天的變形量超過(guò)8mm時(shí);b.累計(jì)沉降量超過(guò)20 mm。既有線不慢行情況下路基變形警戒值按如下兩者取最大值確定：a.當(dāng)天的變形量超過(guò)2mm時(shí);b.累計(jì)沉降量超過(guò)10mm。7)確保施工安全。保護(hù)地下不明管道、線纜,大型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)前,測(cè)量好樁位離既有線護(hù)欄的距離,重點(diǎn)抓住“五防”：防機(jī)具路料侵限、防挖斷電纜、防線路防護(hù)失格、防既有路基和線岔質(zhì)量失標(biāo)、防作業(yè)人員車輛傷害。從卸料、材料堆放、機(jī)具保管、作業(yè)標(biāo)牌、人員教育、硬件投入、督促檢查等方面入手,規(guī)范管理,嚴(yán)加控制。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,在水文惡劣或地形、地質(zhì)復(fù)雜情況下修建橋梁,確保既有建筑物的安全尤為重要,施工方案最為關(guān)鍵,對(duì)復(fù)雜條件下橋梁深基坑施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)、研究、探索,摸索出經(jīng)驗(yàn),克服其他橋梁基礎(chǔ)施工方法的缺陷,以求為類似工程結(jié)構(gòu)物提供一些經(jīng)驗(yàn),從而達(dá)到最大的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益,保證結(jié)構(gòu)物的成功率和安全性。

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The construction plan of new Meng river Bridge deep foundation in Shanghai-Nanjing intercity railway

WU Yi-liang

In this paper,author applies the caseaboutnew Meng river Bridge in Shanghai-Nanjing intercity railway,analysis of the special geographical location and construction of the bridge difficult to introduce the deep foundation of this bridge construction plan,construction techniques,construction and related measures,points out construction program points,to provide a relevantexperience of similar projects.

bridge,foundation,steel sheet pile,protection

U 443.1

B

1009-6825(2011)09-0170-02

2010-12-06

吳義良(1970-),男,工程師,中鐵二十四局集團(tuán)新余工程有限公司,江西新余 338025