臨近既有線基坑開(kāi)挖安全距離分析及實(shí)例應(yīng)用

曾陜?nèi)A

摘 要:臨近既有線基坑開(kāi)挖對(duì)既有線營(yíng)運(yùn)安全的影響因素較多,風(fēng)險(xiǎn)較大。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)臨近既有線基坑開(kāi)挖過(guò)程中的安全影響因素進(jìn)行研究、分析及測(cè)算,為類似工程提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞:既有線基坑開(kāi)挖安全

中圖分類號(hào):TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(b)-0097-01

1 工程概況

哈齊客運(yùn)專線某特大橋位于黑龍江省大慶市,全橋長(zhǎng)10743.17m,墩臺(tái)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),橋墩均采用雙線圓端型實(shí)體橋墩,橋臺(tái)采用雙線一字形橋臺(tái),全橋處于沖積平原,主要巖性為黏土、粉土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、軟黏性土及砂類土,以黃褐色、灰褐色、黑綠色為主,厚度0.3～10m,地下水較豐富,地下水類型主要為第四系孔隙潛水,局部為基巖裂隙水及承壓水,地下水埋深0～16.30m,主要含水層為砂類土,主要靠大氣降水和地表水補(bǔ)給,水位變幅1.0～3.0m。全橋共377個(gè)墩,設(shè)計(jì)橋墩基坑開(kāi)挖線距既有濱洲鐵路線路基坡腳距離3～70m不等,絕大部分屬臨近既有線施工范圍,基坑開(kāi)挖深度為3～5m,既有鐵路路基平均高約為2m。

2 臨近既有線基坑開(kāi)挖施工安全影響因素分析

臨近既有路施工其字面含義即靠近既有鐵路開(kāi)展各類工程作業(yè)。根據(jù)《鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)條例》第十條規(guī)定,鐵路線路安全保護(hù)區(qū)的范圍,從鐵路線路路堤坡腳、路塹坡頂或者鐵路橋梁外側(cè)起向外的距離分別為:城市市區(qū),不少于8m;城市郊區(qū)居民居住區(qū),不少于10m;村鎮(zhèn)居民居住區(qū),不少于12m;其他地區(qū),不少于15m。成都鐵路局規(guī)定,臨近營(yíng)業(yè)線20m內(nèi)為鐵路安全保護(hù)區(qū)。哈爾濱鐵路局規(guī)定臨近營(yíng)業(yè)線50m內(nèi)為鐵路安全保護(hù)區(qū)。雖然各鐵路局的營(yíng)業(yè)線安全保護(hù)區(qū)距離規(guī)定各不一樣,但臨近既有線進(jìn)行基坑開(kāi)挖施工與鐵路營(yíng)運(yùn)相互間造成的影響因素是一樣的,根據(jù)分析可知,臨近既有線基坑開(kāi)挖主要有三種安全影響因素:列車(chē)運(yùn)行動(dòng)載對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響;基坑土石方開(kāi)挖對(duì)既有鐵路營(yíng)運(yùn)造成的直接影響;基坑開(kāi)挖前降水對(duì)鐵路路基的間接影響。針對(duì)分析得出的安全影響因素,合理確定臨近既有線基坑開(kāi)挖安全距離及施工方案是確保營(yíng)業(yè)線施工安全的前提。

3 臨近既有線基坑開(kāi)挖安全距離計(jì)算

針對(duì)分析確定的臨近既有線基坑開(kāi)挖中主要的安全影響因素情況,結(jié)合相關(guān)資料,分別對(duì)三種安全影響因素距離進(jìn)行確認(rèn)與計(jì)算,以確定相對(duì)準(zhǔn)確的安全距離如下:

(1)參照《列車(chē)振動(dòng)對(duì)鐵路沿線結(jié)構(gòu)物影響的動(dòng)力分析》可知,列車(chē)振動(dòng)隨距鋼軌距離的增加而衰減,在距鋼軌25m處,振動(dòng)幾乎衰減到零,在此距離之外,列車(chē)振動(dòng)對(duì)建筑物已無(wú)明顯影響,確認(rèn)列車(chē)運(yùn)行動(dòng)載對(duì)基坑開(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定性影響重點(diǎn)在距鐵路25m以內(nèi),在此之內(nèi)的基坑開(kāi)挖在施工過(guò)程中應(yīng)考慮相應(yīng)的安全防護(hù)措施。(2)基坑直接開(kāi)挖對(duì)臨近既有線的影響距離?；又苯娱_(kāi)挖對(duì)臨近既有線的影響距離可根據(jù)《改建既有線和增建第二線鐵路工程施工技術(shù)暫行規(guī)定》內(nèi)容“臨近既有線施工的橋涵和其他建筑物基礎(chǔ),應(yīng)自基坑底邊,按1:1.5向上推算,確定開(kāi)挖對(duì)既有線影響程度”的要求,進(jìn)行計(jì)算臨近既有鐵路進(jìn)行基坑開(kāi)挖安全距離,進(jìn)而確定開(kāi)挖過(guò)程中的安全距離。設(shè)定既有鐵路路堤高度為h1=(2m),開(kāi)挖深度為h2(h21=3m、h22=5m),既有線路中心到承臺(tái)邊的距離為L(zhǎng)1(L11=10.3m、L12=77.3m),接觸網(wǎng)立柱外邊到承臺(tái)邊的距離為L(zhǎng)2(L21=7m、L22=74m),承臺(tái)邊到既有線路中心的安全距離為L(zhǎng)3。若基坑上口無(wú)接觸網(wǎng)立柱L3=1.5*(h1+h21)+5(路肩距離)+1(坑內(nèi)的工作距離)=13.3m,L3=1.5*(h1+h22)+5(路肩距離)+1(坑內(nèi)的工作距離)=16.5m,根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)可知,在基坑上口無(wú)接觸網(wǎng)立柱,開(kāi)挖深度等于3m時(shí),承臺(tái)邊到既有線路中心的安全距離不應(yīng)小于13.3m;開(kāi)挖深度等于5m時(shí),承臺(tái)邊到既有線路中心的安全距離不應(yīng)小于16.5m。若基坑上口有接觸網(wǎng)立柱,且接觸網(wǎng)立柱外邊到線路中心距離大于等于3.3m。L3=1.5*(h1+h21)+(L1-L2)(接觸網(wǎng)立柱外邊到線路中心距離)+1(路肩距離)+1(坑內(nèi)的工作距離)=12.8m,L3=1.5*(h1+h22)+(L1-L2)(接觸網(wǎng)立柱外邊到線路中心距離)+1(路肩距離)+1(坑內(nèi)的工作距離)=15.8m,根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)可知,在基坑上口有接觸網(wǎng)立柱,開(kāi)挖深度等于3m時(shí),承臺(tái)邊到既有線路中心的安全距離不應(yīng)小于11.8m;開(kāi)挖深度等于5m時(shí),承臺(tái)邊到既有線路中心的安全距離不應(yīng)小于15.8m。根據(jù)以上計(jì)算依據(jù),L3取最小值做為安全值,開(kāi)挖深度≤5m時(shí),直接進(jìn)行臨近既有線基坑開(kāi)挖,當(dāng)承臺(tái)邊到既有線路路基坡腳大于10.2m時(shí),不會(huì)對(duì)既有鐵路營(yíng)運(yùn)造成影響,但應(yīng)對(duì)開(kāi)挖基坑采取一定的安全防護(hù)措施后再進(jìn)行基坑開(kāi)挖施工。在有水地段的臨近既有線基坑開(kāi)挖施工前,必須要采取相應(yīng)措施進(jìn)行降水,因庫(kù)薩金經(jīng)驗(yàn)公式中降水影響半徑隨抽水孔水位降深變化而變化,適合降水影響半徑計(jì)算,因此在計(jì)算有水地段基坑開(kāi)挖前降水影響距離時(shí)采用庫(kù)薩金經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行確定,R=15.6m(滲透系數(shù)取0.4m/d,經(jīng)過(guò)計(jì)算可確定,在有水地段基坑開(kāi)挖前降水對(duì)既有線影響距離為15.6m。

4 實(shí)例應(yīng)用

哈齊客運(yùn)專線某特大橋全線共377個(gè)墩,其中我公司負(fù)責(zé)施工344個(gè)墩。在距離既有線10m內(nèi)無(wú)水地段及16m內(nèi)有水地段,共41個(gè)墩的基坑開(kāi)挖采用鋼板樁防護(hù)進(jìn)行組織開(kāi)挖施工;在距離既有線10～25m范圍內(nèi)無(wú)水地段,共80個(gè)墩的基坑開(kāi)挖采用加大放坡防護(hù)措施直接組織開(kāi)挖施工;在距離既有線16～25m范圍內(nèi)有水地段共29個(gè)墩的基坑開(kāi)挖采用輕型井點(diǎn)降水設(shè)備進(jìn)行降水后組織開(kāi)挖施工;在距離既有線25m范圍外,共194個(gè)墩的基坑開(kāi)挖未按臨近既有線施工進(jìn)行考慮。整個(gè)施工過(guò)程未發(fā)生任何影響既有線營(yíng)運(yùn)的安全問(wèn)題,全部達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)臨近既有線施工情況進(jìn)行研究、分析及測(cè)算,較好的完成了臨近既有線基坑開(kāi)挖施工,沒(méi)有發(fā)生相關(guān)安全問(wèn)題,為臨近既有線基坑開(kāi)挖施工提供了一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒。但由于臨近既有線基坑開(kāi)挖施工安全受到的影響因素不斷變化,本文僅是對(duì)一般地質(zhì)條件下的一般情況進(jìn)行一個(gè)總結(jié),在具體的施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境,不同的地質(zhì)條件,采取不同的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,切實(shí)保證臨近既有線基坑開(kāi)挖過(guò)程中的施工安全。

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