短隧間樁板結(jié)構(gòu)病害分析及治理

摘 要：本文主要結(jié)合鄭西客專作者參與樁板結(jié)構(gòu)病害治理的施工案例，對樁板結(jié)構(gòu)的病害分析、整治方案、工藝方法以及確保運營安全和工程施工安全的各項措施進(jìn)行了規(guī)定。并提出施工過程中應(yīng)注重施工環(huán)節(jié)以及該技術(shù)取得的良好效果及社會效益。

關(guān)鍵詞：樁板結(jié)構(gòu) 病害 工藝 措施

中圖分類號：TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0092-02

隨著我國鐵路開發(fā)及加大基礎(chǔ)建設(shè)的實施，隧道群施工越來越多，隧群間設(shè)計其技術(shù)也不斷提高，方法多種多樣，樁板結(jié)構(gòu)作為過渡段新型設(shè)計單元，發(fā)生病害后如何整治及如何避免病害發(fā)生有效保證施工質(zhì)量一直是我們所探討的。本文就針對鄭西線案例從病害發(fā)生原因、整治措施，及設(shè)計理念和施工控制做一介紹。

1 工程概況

鄭西客專樁板結(jié)構(gòu)位于賀家莊隧道與富村2#隧道連接處，先期發(fā)現(xiàn)該處靠近橋臺兩側(cè)路肩封閉層及水溝外側(cè)變壓器處封閉層有下沉開裂現(xiàn)象，經(jīng)過多個雨季后，發(fā)現(xiàn)與橋臺連接的路基樁板結(jié)構(gòu)下部土體出現(xiàn)脫空；臺后樁板結(jié)構(gòu)靠臺背節(jié)段下部土體沉陷，脫空區(qū)間3×10 m左右，脫空厚度北側(cè)30 cm左右，南側(cè)60 cm左右。另一側(cè)臺后樁板結(jié)構(gòu)靠臺背節(jié)段下部土體沉陷，脫空區(qū)間3×10 m左右，脫空厚度平均30 cm左右。

2 原因分析

2011年9月鄭西客專賀家莊隧道與富村2#隧道間樁板結(jié)構(gòu)下土體在連續(xù)降雨（2011年9月4日至9月18日，三門峽地區(qū)遭遇連續(xù)不斷強降雨，降雨持續(xù)時間長、范圍廣、雨量大，為三門峽市1957年有氣象降雨量記載以來最大一次，最大降雨量311.2 mm）后出現(xiàn)流失，隧道出口至臺前坡腳發(fā)生開裂、下沉變形，邊溝開裂下沉，雨水無法有效排入自然溝壑，大量雨水下滲到樁板下土體流失直至板下脫空。

3 病害整治方案

（1）首先立即對樁板結(jié)構(gòu)及軌道板錐體和擋墻進(jìn)行連續(xù)沉降及變形觀測。沉降觀測工作持續(xù)至施工完成后沉降穩(wěn)定。在施工期間的出現(xiàn)突然變化立即報告有關(guān)部門。（2）及時對開裂及破損的防排水設(shè)施及坡面進(jìn)行修補，保證排水暢通，降雨期間鋪設(shè)彩條布作為臨時排水措施，保證汛期臨時排水的通暢，不因施工期間的降水造成新的病害或已有病害的破壞加??；接長排水溝，將降水迅速引排如自然溝渠，避免造成板下積水。（3）施工前與各專業(yè)部門簽訂安全協(xié)議并進(jìn)行梳理該段范圍內(nèi)各類電纜并臨時挪移、遷改、割接安放加以保護(hù)，保證安全及保證行車。（4）設(shè)置臨時隔離網(wǎng)和防護(hù)網(wǎng)。于施工范圍內(nèi)側(cè)（樁板結(jié)構(gòu)承臺板外邊緣）設(shè)置臨時隔離柵欄，臨時隔離柵欄設(shè)置與鄭州鐵路局工務(wù)部門協(xié)調(diào)，保證運營及施工安全；按照鐵路規(guī)定和警務(wù)區(qū)要求在施工范圍外側(cè)設(shè)置臨時防護(hù)柵欄，設(shè)置作業(yè)門，24 h防護(hù)，做好施工進(jìn)出網(wǎng)登記。（5）清理樁板結(jié)構(gòu)板下軟弱土體，及時對脫空部位進(jìn)行粗骨料或吹沙填充處理，在填充層中部埋設(shè)花管注入M30水泥砂漿，盡可能保證樁板下全斷面密實；注漿壓力為0.1 MPa。第一次注漿完成7天后檢查板下注漿效果，當(dāng)板底還有空隙時，應(yīng)在板底進(jìn)行靜壓補注漿。（6）在橋臺臺前下半坡設(shè)計一排錨固樁，錨固樁截面采用1.5 m×1.75 m的矩形截面，樁長14 m。樁間跑（中～中）5.0 m，樁身采用C30混凝土灌注。鎖口、護(hù)壁采用C20混凝土澆注。錨固樁施工完畢后，對原拱形骨架護(hù)坡局部破損地段及時進(jìn)行修復(fù)，并按原施工圖紙做好截排水工程。待抗滑樁樁身混凝土到達(dá)設(shè)計強度30 MPa后，對路基邊坡和錐體進(jìn)行注漿加固。（7）利用天窗時間將電纜槽及隧道內(nèi)預(yù)留的光電纜拉出至隧道外橋上，將水害橋上的光纜移到臨時搭成的安全支架位置，并用鋪鋼筋混凝土槽進(jìn)行防護(hù)。待站前專業(yè)鐵路兩側(cè)光電纜恢復(fù)后，再把各光電纜回遷至電纜槽內(nèi)；對板下路基填土進(jìn)行注漿加固處理，注漿實施前應(yīng)進(jìn)行適應(yīng)性工藝試驗。

4 主要施工工藝及方法

4.1 抗滑樁的施工

（1）抗滑樁開挖前的準(zhǔn)備工作。

抗滑樁平面位置應(yīng)按圖紙放樣，開挖中心應(yīng)核對畫面情況，如其實際位置與圖紙出入較大時，通過變更設(shè)計處理，實際樁底高程報監(jiān)理工程師會同設(shè)計單位現(xiàn)場檢查確定。整平孔口地面，做好樁區(qū)地表截、排水及防滲工作?？卓诘孛嫔霞又?0 cm以上的圍埂。設(shè)置好對滑坡變形，移動的觀測設(shè)施。

（2）開挖。

分節(jié)開挖，每節(jié)高度控制在0.6～2.0 m，挖一節(jié)立即支護(hù)一節(jié)，分節(jié)不設(shè)在土石變化和滑床面處?？紫虏僮魅藛T不超過兩人，必須戴安全帽。

（3）護(hù)壁支護(hù)用就地灌注混凝土，灌注前清除浮土。護(hù)壁厚度按圖紙規(guī)定執(zhí)行。護(hù)壁混凝土模板的支架于灌注后24h拆除，開挖在上一節(jié)護(hù)壁混凝土終凝以后進(jìn)行。在圍巖松軟破碎和有滑動面的節(jié)段，在護(hù)壁內(nèi)順滑坡方向用臨時橫撐加強支護(hù)，并注意觀察其受力情況，及時進(jìn)行加固；當(dāng)發(fā)現(xiàn)橫撐受力變形，破損失效時，孔下施工人員必須立即撤離。

（4）樁身混凝土。

灌注前，檢查樁孔斷面尺寸，鑿毛護(hù)壁，做好安置鋼筋的放樣。鋼筋采取預(yù)制成籠，再樁孔內(nèi)搭接，控制搭接不設(shè)在土石分界和滑動面處。鋼筋籠制作，搭接要求按技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定辦理。灌注混凝土必須連續(xù)作業(yè)，保證符合技術(shù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，如因故中斷灌注，其接縫面作特殊處理，嚴(yán)禁施工縫在滑動面上。在施工中有滑動跡象，采取加快施工進(jìn)度和采用速凝和早強混凝土的措施。樁柱上或樁間支擋結(jié)構(gòu)與相鄰的擋土，排水、防滲等設(shè)施與抗滑樁正確連接，配套完成。

4.2 水泥土施工

三七灰土、級配碎石混合料采用人工或機械進(jìn)行拌和，同時隨時消除土壤的土塊。按預(yù)定配合比在施工場地上拌制混合料。混合料拌和均勻，保證混合料中不含有大于10 mm的土塊，并使混合料的組成和含水率達(dá)到規(guī)定的要求。

整改采用人工作業(yè)方法，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)松鋪厚度，混合料先初平，后精平，混合料應(yīng)全斷面均勻攤鋪，攤鋪完成后采用人工小夯機重新整平夯實，達(dá)到規(guī)定壓實度。

4.3 混凝土施工

采用商品混凝土，按設(shè)計厚度進(jìn)行攤鋪或進(jìn)行模內(nèi)澆筑，振搗器搗固密實，表面壓光，對伸縮縫用瀝青浸制麻筋進(jìn)行處理。

4.4 注漿施工

結(jié)合兩側(cè)橋臺后路基地形和高度情況，攪拌機、發(fā)電機、水車、注漿用材料分別放置于0號臺下及4號臺上平臺處，注漿泵及儲料筒放置于臺下及臺上平臺，水泥砂漿攪拌后傾倒于攪拌機前儲灰筒，通過泥漿泵及管道打入注漿泵儲料筒，按照注漿參數(shù)進(jìn)行注漿，待護(hù)錐裂縫處水泥漿冒出后停止，待水泥漿凝固后再反復(fù)循環(huán)進(jìn)行注漿，待到注滿高度后，對空隙封閉，嚴(yán)格按照設(shè)計圖中的注漿孔布設(shè)要求進(jìn)行布置，對注漿孔進(jìn)行壓力注漿，待壓力達(dá)到0.3 MPa充滿空洞后注漿完畢，最后用C25混凝土填塞洞口密實，清理場地。

（1）注漿孔布置方式：左右兩側(cè)各布設(shè)4排，注漿的深度為路肩下10 m，寬度12 m，范圍約為15.5 m。在線路左線中線左側(cè)5.25 m處設(shè)置第一排孔，左線中線左側(cè)5.75 m處設(shè)置第二排孔，在左線中線左側(cè)6.25 m處第三、第四排孔；在線路右線右側(cè)5.25 m處設(shè)置第五排孔，右線中線右側(cè)5.75 m處設(shè)置第六排孔，在右線中線右側(cè)6.25 m處第七、第八排孔。每排孔中間距為0.5 m，保證板下路基范圍的空洞全部加固。

（2）注漿方法：路基樁板結(jié)構(gòu)下脫空部分采用自流無壓注漿；板下路基采用滲透或壓密注漿工藝。

注漿原則；首先進(jìn)行現(xiàn)場注漿工藝性試驗，注漿壓力控制在0.3 MPa以內(nèi)，機械成孔；第一排注漿壓力采用0.1 MPa，第二排注漿壓力采用0.13 MPa，第三排0.24 MPa，第四排注漿壓力采用0.3 MPa。

（3）注漿材料及配合比：標(biāo)號為摻入速凝劑的M30水泥砂漿，注漿材料為水泥、粉煤灰，水灰比0.9，水泥、粉煤灰質(zhì)量比=1∶4，注漿液的凝固時間控制在20～30分鐘內(nèi)凝結(jié)，第一排、第二排、第五排及第六排控制在15分鐘以內(nèi)。

（4）注漿壓力控制：注漿范圍內(nèi)于第一排、第五排預(yù)埋PVC管，并采用土工布封口，PVC管與注漿孔錯開布置，斜向70度施作，長7.5 m。注漿時，應(yīng)加密觀測，嚴(yán)格控制注漿壓力，保證注漿質(zhì)量，防止線路隆起，當(dāng)預(yù)埋PVC管出現(xiàn)冒漿時，應(yīng)停止注漿。

5 施工安全管理措施

5.1 確保人身安全的管理措施

（1）加強對員工的安全教育，增強安全意識，提高防范能力。（2）嚴(yán)格按照有關(guān)勞動保護(hù)法律、法規(guī)和鐵道部有關(guān)勞動保護(hù)條例、規(guī)定及業(yè)主發(fā)布的有關(guān)安全生產(chǎn)的要求執(zhí)行，確保安全生產(chǎn)。（3）所有員工上崗前做到按規(guī)定進(jìn)行崗前培訓(xùn)，持證上崗，遵章守紀(jì)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程、規(guī)則作業(yè)，嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)。（4）特殊工種重點培訓(xùn)，未經(jīng)培訓(xùn)合格的非專業(yè)人員不從事本崗位工作。復(fù)雜工序的作業(yè)做好組織工作，密切配合，統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)。（5）對各班組簽定安全協(xié)議，實行安全風(fēng)險抵押金制度，實現(xiàn)安全管理時時警惕，安全責(zé)任人人承擔(dān)。（6）施工現(xiàn)場設(shè)置醒目的安全警示標(biāo)志和可靠的防護(hù)設(shè)施，必要時設(shè)專人防護(hù)，完工后未經(jīng)專職安檢員檢查許可，任何人不準(zhǔn)擅自撤掉安全防護(hù)標(biāo)志、設(shè)施和人員。（7）所有作業(yè)人員崗前不許飲酒，酒后不準(zhǔn)上崗。（8）加強對員工的勞動保護(hù)，配齊配足個人勞保用品，并定期進(jìn)行全員體檢。（9）經(jīng)常性進(jìn)行安全知識的培訓(xùn)、考核，不合格者不安排上崗，違章者嚴(yán)肅處理，并按照“三不放過”的原則進(jìn)行操作。

5.2 進(jìn)入網(wǎng)內(nèi)安全措施

（1）嚴(yán)格遵守高鐵施工管理的各項要求，嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)出網(wǎng)確認(rèn)制度，嚴(yán)格按照當(dāng)天的施工范圍和時間進(jìn)行施工，嚴(yán)禁超范圍、無計劃作業(yè)。（2）施工機具及人員施工時要遠(yuǎn)離四電設(shè)備1 m以上，保證施工地段工務(wù)及四電設(shè)備安全，嚴(yán)禁施工對設(shè)備造成損壞，一旦對四電設(shè)備及工務(wù)設(shè)備有損傷時要及時通知現(xiàn)場工務(wù)及四電防護(hù)人員及時進(jìn)行處理。（3）按規(guī)定配備防護(hù)備品，由培訓(xùn)合格的人員擔(dān)任防護(hù)員，否則不準(zhǔn)施工。（4）進(jìn)網(wǎng)前半小時必須及時通知警務(wù)區(qū)施工的時間、地點及內(nèi)容，在警務(wù)區(qū)防護(hù)人員登記后，進(jìn)入防護(hù)柵欄施工。在施工天窗點結(jié)束前半小時，將人員、機具、材料全部撤至防護(hù)柵欄以外，并派專人進(jìn)行清點及看守，確保行車安全。（5）在施工前對所有人員進(jìn)行安全教育和技術(shù)交底，要求參加施工全體成員明白此次施工中的安全要求和技術(shù)要求，對施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)指派經(jīng)過培訓(xùn)合格的專業(yè)人員現(xiàn)場盯控，確保施工安全。（6）施工現(xiàn)場按照規(guī)定配備搶險機具和搶險車輛，配備有專業(yè)搶險隊伍，當(dāng)發(fā)生危及行車安全的問題和隱患時必須保證機具、車輛狀態(tài)良好。（7）自覺遵守高鐵安全管理各項規(guī)定，按規(guī)定施工現(xiàn)場設(shè)置專職防護(hù)員，對參與施工的人員配備必須的勞動保護(hù)用品。（8）嚴(yán)格按照工務(wù)段要求，服從工務(wù)段現(xiàn)場人員指揮，嚴(yán)格遵守《鐵路營業(yè)線安全施工管理辦法》（第237號文）《鐵路營業(yè)線安全施工管理實施細(xì)則》（第165號文）的相關(guān)規(guī)定及要求。（9）施工時需要機械上場施工時，機械只能在線路安全保護(hù)區(qū)外進(jìn)行施工，嚴(yán)禁進(jìn)入安全保護(hù)區(qū)內(nèi)施工，且所有作業(yè)材料、機具均嚴(yán)禁放置在道床板范圍內(nèi)。（10）施工作業(yè)時，和工務(wù)段派駐現(xiàn)場防護(hù)人員一起做好防護(hù)工作，杜絕意外事故發(fā)生。

6 施工效果及體會

（1）對于高邊坡短隧道之間樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計病害治理是有效的，及時消除了洞口樁板結(jié)構(gòu)對行車安全的隱患。（2）施工中必須嚴(yán)格按既有線相關(guān)規(guī)定組織施工是確保運營最有效的安全手段。（3）短隧道群樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計理念已經(jīng)成為高速時代的產(chǎn)物，規(guī)避了大型機械作業(yè)風(fēng)險，對施工便利、環(huán)境保護(hù)具有一定積極作用；但設(shè)計還需參考病害后補強設(shè)計進(jìn)行加強，確保運營安全。

參考文獻(xiàn)

[1]杜永昌.高速與客專鐵路施工工藝手冊[S].

[2]鄭西.高速鐵路工程總結(jié)[M].中國鐵道出版社.