某特大橋臨近鐵路營業(yè)線深基坑防護

莊春雨

(中鐵十四局第四工程有限公司， 山東濟南 250002)

?

某特大橋臨近鐵路營業(yè)線深基坑防護

莊春雨

(中鐵十四局第四工程有限公司， 山東濟南 250002)

文章綜合成綿樂客運專線成昆立交三線特大橋28#墩臨近既有遂成線深基坑防護工程實例，分析防護樁不同成孔方式的優(yōu)缺點，探討在總工期較短的前提下，鐵路營業(yè)線深基坑施工防護措施中機械成孔的可行性和優(yōu)越性。

臨近營業(yè)線； 深基坑； 鉆孔灌注樁

隨著我國鐵路運營里程的逐步增加，大量新線建設(shè)腳步加快，營業(yè)線施工明顯增加，且大多工期緊迫。在這樣的大環(huán)境下，針對臨近營業(yè)線深基坑防護施工中如何保障總工期，同時還要保障鐵路運輸安全與施工安全，對當前的工程建設(shè)安全來說，是大家普遍面臨的難題。本文主要以成昆立交三線特大橋28#墩深基坑防護為例，探討臨近營業(yè)線深基坑防護安全技術(shù)措施[1]，為施工企業(yè)在臨近營業(yè)線施工安全保障方面提供新的思路與實踐經(jīng)驗。

1 成昆立交三線特大橋工程簡介

成昆立交三線特大橋起訖里程為DZ4DK4+233.890～DZ4DK7+026.901，區(qū)間長度為2 793.011 m，本橋為三線橋，含動走4線及東環(huán)左右線。其中27#、28#、40#、41#墩臨近既有遂成線，29#～39#墩以門式墩形式跨越既有遂成線，28#墩距既有線最近，且基坑開挖最深。28#墩為動4線及東環(huán)雙線跨越賴家店規(guī)劃道路連續(xù)梁主墩， 28#承臺左邊沿距既有遂成線路肩僅有0.02 m，承臺底標高為501.133 m，對應(yīng)遂成線路肩標高為505.7 m，需緊鄰營業(yè)線開挖基坑，深度4.567 m。

2 臨近營業(yè)線深基坑開挖安全技術(shù)措施

為保證既有線運營安全，28#墩承臺基坑開挖時應(yīng)采取防護措施，可采用以下兩種方案：

(1)方案1，使用人工挖孔樁防護，防護樁施作完成后開挖基坑，施作承臺。

(2)方案2，使用鉆孔灌注樁防護，采用旋挖鉆機械成孔，防護樁施作完成后開挖基坑，施作承臺。

2.1 方案比選

(1)方案1投入小，需在天窗點內(nèi)作業(yè)，預(yù)計工期40 d，孔壁暴露并受既有線行車擾動時間長，易發(fā)生塌孔，施工人員多，人員孔內(nèi)作業(yè)安全隱患大。

(2)方案2投入稍大，需在天窗點內(nèi)作業(yè)，預(yù)計2～5 d，工期可大大縮短，施工作業(yè)集中，方便統(tǒng)一管理，可在一個天窗點內(nèi)成孔灌注，縮短孔壁暴露時間，減少行車及人員作業(yè)風險。

(3)綜合考慮現(xiàn)場可配置施工資源及總工期要求，選用方案2可統(tǒng)一管理，縮短工期，故選用方案2。

2.2 方案2實施簡介

經(jīng)初步設(shè)計，防護樁計劃采用φ1 m鋼筋混凝土鉆孔樁(樁長10 m)對承臺基坑靠近既有線側(cè)施作防護，同時由于緊貼既有線，施工防護樁時需要進入既有線防護網(wǎng)，防護樁施工采用天窗點內(nèi)施工(圖1、圖2)。

圖1 28#墩防護平面(單位:cm)

圖2 28#墩防護剖面(單位:cm)

3 防護參數(shù)設(shè)計

3.1 活載換算

考慮既有遂成線活載換算為土柱，根據(jù)規(guī)范，按照鐵路中活載特種活載軸重250 kN，間距為1.5 m，分布于寬2.5 m路基面上(圖3)。

圖3 既有遂成線活載換算(單位:m)

3.2 相關(guān)尺寸及參數(shù)

樁總長：10 m；嵌入深度：5.4 m；截面形狀：圓樁；樁徑：1 m；樁中心間距：1.2 m；嵌入段土層數(shù)：2；樁底支承條件：自由；計算方法：M法；土質(zhì)情況：見表1。

表1 成昆立交三線特大橋28#墩土質(zhì)情況

初始彈性系數(shù)A：0 MN/m3；初始彈性系數(shù)A1：0 MN/m3；樁前滑動土層厚：4.6 m；樁混凝土強度等級:C30；樁縱筋合力點到外緣距離：70 mm；樁主筋級別：HRB335；樁箍筋級別：HPB235；樁箍筋間距：200 mm；樁配筋形式：縱筋均勻配筋；墻后填土內(nèi)摩擦角：15°；墻背與墻后填土摩擦角：15°；墻后填土容重：19 kN/m3；橫坡角以上填土的土摩阻力：60 kPa；橫坡角以下填土的土摩阻力：60 kPa。

3.3 土壓力計算(采用庫侖土壓力)

計算高度為4.600 m處的庫侖主動土壓力，第1破裂角49.590°，Ea=246.466，Ex=238.068，Ey=63.790 kN，作用點高度 Zy=1.783 m。

3.4 樁身內(nèi)應(yīng)力

計算方法為m法，背側(cè)為擋土側(cè)，面?zhèn)葹榉菗跬羵?cè)。背側(cè)最大彎矩=847.887 kN·m，距離樁頂6.400 m。面?zhèn)茸畲髲澗?0.000 kN·m，距離樁頂10.000 m。最大剪力=356.813 kN，距離樁頂8.400 m。最大位移=58 mm。

3.5 樁身配筋計算

鋼筋混凝土配筋根據(jù)GB 50010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》計算，樁身最大彎矩處為樁頂向下6.4 m處，經(jīng)計算[2]此處主筋截面積不小于6 947 mm2，如采用24根φ20 HRB335鋼筋(截面面積7 540 mm2)均勻布置，則滿足要求。箍筋不控制設(shè)計，擬采用φ10 HPB235鋼筋按間距200 mm布置。

3.6 施工順序

鉆孔樁施工工序[3]：場地準備→測定樁位→鉆機就位→鉆進→掏渣清孔→安裝鋼筋籠→砼灌注→拔出導(dǎo)管→下一根鉆孔樁施工。

4 既有線施工安全措施

(1)確保必須路肩下的既有管線、接觸網(wǎng)回流線、接觸網(wǎng)拉線基礎(chǔ)在遷改到位后方可進行防護樁施工。施工完成后及時將管線回遷并恢復(fù)路肩。

(2)施工時先將有影響的既有線的防護網(wǎng)拆除，在施工結(jié)束后將現(xiàn)場路材路料全部清理完畢后將防護網(wǎng)進行恢復(fù)，并派1名防護員24 h進行看護。要特別注意確保每天進入防護網(wǎng)的路材路料必須登記清楚，封閉防護網(wǎng)時必須逐一進行核對路材路料，保證全部撤離現(xiàn)場。

(3)為保證既有線路基安全，防護樁施工采用跳樁法。

(4)為保證施工安全保證鉆機不傾覆，鉆機施工場地必須平整并碾壓密實。

(5)為防止泥漿對既有道砟和鋼軌的污染，在施工時采用彩條布進行覆蓋。

(6)施工時每一臺機具配備1名專職防護員，隨時檢查安全隱患并監(jiān)督鉆機正確操作，防止對既有線造成破壞。

(7)嚴格按照鐵路局有關(guān)要求，簽訂安全協(xié)議，提報施工計劃，所有施工內(nèi)容在天窗點內(nèi)完成作業(yè)。

(8)按要求設(shè)置駐站聯(lián)絡(luò)員1名[4]，現(xiàn)場防護員2名，關(guān)門防護員2名，防護員及施工負責人配備對講機及手機兩種通訊設(shè)備，對講機至少每5 min進行一次通話確認通訊暢通。

5 結(jié)束語

綜上所述，在實際施工過程中，當防護樁埋深較大時，機械成孔作業(yè)速度遠超人工挖孔，從而大大縮短工期，減少孔壁暴露時間，降低對既有線路基的影響，減少作業(yè)人員孔底作業(yè)時間，有著安全快速的特點，為總工期的保證奠定堅實基礎(chǔ)。在筆者所在項目，多處臨近營業(yè)線深基坑均使用以上方法進行防護，實施順利，效果良好，為今后施工企業(yè)在應(yīng)對此種情況提供了寶貴經(jīng)驗。

[1] 雷鵬飛.人工挖孔樁在鐵路營業(yè)線施工防護中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友,2010(3):45-47.

[2] 李正宇.鉆孔樁與D型鋼便梁在營業(yè)線施工中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友,2012(6):54-57.

[3] 王東.臨近既有線深基坑開挖防護技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技:下旬刊,2011(1):131-132.

[4] 張家偉.挖孔樁在鐵路營業(yè)線防護中的應(yīng)用[J].工程與建設(shè),2011(6):813-814.

莊春雨(1989～)，男，本科，助理工程師，主要研究方向為營業(yè)線施工安全管理。

U445.55+6

B

[定稿日期]2016-03-07