鐵路下穿高鐵超低空間下樁板結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

盧小強

摘要：本文通過滬通鐵路下穿京滬高鐵和滬寧城際高鐵路基樁板結(jié)構(gòu)施工，分析研究臨近高鐵樁板結(jié)構(gòu)、以及超低空間下樁板結(jié)構(gòu)全護筒鉆孔樁施工效果和對高鐵的影響，提出完善臨近高鐵樁板結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)方法和質(zhì)量控制措施。

Abstract： In this paper， based on the construction of the pile-plate structure of Shanghai-Nantong Railway underpassing Beijing-Shanghai high-speed railway and Shanghai-Nanjing intercity high-speed railway， the construction effect of the pile-plate structure near the high-speed railway and the pile-plate structure under the low space is analyzed. The paper puts forward the technical methods and quality control measures for improving the construction of the adjacent high-speed railway pile-plate structure.

關(guān)鍵詞：樁板結(jié)構(gòu)；臨近高鐵施工；超低空間施工

Key words： pile-plate structure；adjacent high-speed railway construction；ultra-low space construction

中圖分類號：U445.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）05-0138-03

0 引言

樁板結(jié)構(gòu)作為高速鐵路、客運專線及時速200km/h客貨共線鐵路軟土路基處理的一種結(jié)構(gòu)形式，具有強度高、剛度大、穩(wěn)定性好、承載能力強、施工工藝簡單等優(yōu)點。從前期的鄭西客專到目前國內(nèi)正在施工鐵路客運專線和高鐵幾乎均有設計。但是路基樁板結(jié)構(gòu)臨近運營高鐵的施工案例較少，本文通過滬通鐵路下穿京滬高鐵和滬寧城際高鐵路基樁板結(jié)構(gòu)施工，分析研究臨近高鐵樁板結(jié)構(gòu)、以及超低空間（橋下凈空高度7.7m）下樁板結(jié)構(gòu)全護筒鉆孔樁施工效果和對高鐵的影響，提出完善臨近高鐵樁板結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)方法和質(zhì)量控制措施。

1 工程概況

滬通鐵路樁板結(jié)構(gòu)路基結(jié)構(gòu)形式下穿京滬高鐵及滬寧城際鐵路，下穿段中心里程為DK131+100.49（YDK131+077.44），上下行分孔下穿營業(yè)線，主要涉及6塊板施工，在板梁靠近既有橋墩側(cè)鉆孔樁采用全護筒跟進防護，設計全護筒跟進防護鉆孔樁共11根，鉆孔樁直徑80cm，全護筒跟進深度為40m。施工板梁距離營業(yè)線承臺最小距離為2.2m，鉆孔樁施工距離營業(yè)線樁基最小距離為4.9m。如圖1、圖2。

2 施工技術(shù)方案

2.1 施工機械改良

施工場地受限，在大型機械設備無法進場施工的情況下，單靠搓管機鉆壓鋼護筒至40m深度難度較大；搓管機利用環(huán)抱摩擦力實現(xiàn)鋼護筒的鉆進，搓管機對鋼護筒的環(huán)抱高度一般為1.0m左右，在橋下施工凈空受限、不能使用吊裝設備的情況下，常規(guī)搓管機使用移位較為困難；施工距離營業(yè)線橋墩近，必須最大限度減小對營業(yè)線橋梁基礎的擾動，確保高鐵營業(yè)線安全運營。

為解決上述技術(shù)問題，對搓管機進行了改良改造，具體方案是：按照全回轉(zhuǎn)鉆機的原理，設計開發(fā)了滿足超低空間、低擾動特殊施工要求、安裝和撤出方便、成本較低的HRD-2400液壓全回轉(zhuǎn)套管鉆機，用于內(nèi)徑不大于89cm，壁厚2-3cm鋼護筒的鉆壓。同時采用改良型沖擊鉆（施工高度為7m）進行護筒內(nèi)沖擊取土，配合全回轉(zhuǎn)套管鉆機順利鉆壓鋼護筒至設計深度。如圖3、圖4。

設備特點：①設備采用液壓油缸夾緊，液壓馬達減速機全回轉(zhuǎn)，液壓油缸同步下壓進鉆，施工擾動小。②設備總體高度低于2.5米以下，可適用于低凈空工作環(huán)境。③設備主體及夾緊回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用可開啟結(jié)構(gòu)，用于在特殊情況下，可由一側(cè)水平移出。④設備采用模塊化設計，可在現(xiàn)場進行分塊拆卸和裝配，鉆機配置2噸懸臂吊機用于拆裝，便于現(xiàn)場運輸及安裝。⑤設備設有滾輪移動裝置，可手動將四個滾輪頂出，通過砼施工平臺或鋪墊鋼板移動至下一個工作面，滾輪可90度換向移動。⑥電氣控制系統(tǒng)采用PLC程序控制，并配置遙控操作系統(tǒng)，以方便現(xiàn)場施工。

同時對施工鉆機進行改造，使鉆機施工高度不大于7米，適應橋下低凈空施工條件，共改造正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機2臺，沖擊鉆1臺，沖擊鉆底座上設置轉(zhuǎn)盤，可實現(xiàn)360度轉(zhuǎn)動，方便護筒吊裝。

2.2 全回轉(zhuǎn)套管鉆機就位

液壓全回轉(zhuǎn)套管鉆機采用裝載機拖拉就位，通過千斤頂微調(diào)對中，對中就位后四角配重點與平臺預埋鋼板進行焊接固定，通過四角的壓進油缸調(diào)整回轉(zhuǎn)驅(qū)動部分水平，確保護筒跟進時垂直。

2.3 護筒加工

設計全護筒防護樁基護筒采用20mm厚鋼板在廠家定制，護筒單節(jié)長度為3.0m，內(nèi)徑為85cm，護筒采用坡口焊接接長，第一節(jié)護筒下端加工成齒口形狀，便于全護筒旋轉(zhuǎn)下沉。

2.4 全護筒跟進

鋼護筒采用沖擊鉆吊裝就位（沖擊鉆改裝后可360度旋轉(zhuǎn)），套管鉆機夾緊護筒，旋轉(zhuǎn)下沉。

2.5 鋼護筒連接

鋼護筒采用坡口焊連接，采用兩臺二氧化碳氣體保護焊機兩側(cè)同時對稱進行，焊接完成后割除連接定位鋼板。

2.6 輔助鉆孔施工

待鋼護筒旋轉(zhuǎn)下沉困難時，采用沖擊鉆鉆孔。

2.7 鋼筋籠加工及安裝

鋼筋籠加工、安裝同常規(guī)方法施工。

2.8 成樁檢測

樁板結(jié)構(gòu)全護筒跟進防護鉆孔樁設計樁長均為40米，樁基采用超聲波檢測。樁基檢測全部合格。

2.9 板梁結(jié)構(gòu)施工

3 安全控制措施

3.1 既有橋墩防護

施工前對既有京滬高鐵452#、453#、454#橋墩及滬寧城際184#、185#、186#橋墩四周采取防撞墩及鋼管進行防護，防護高度為4.0m，防撞墩尺寸為50cm×50cm×100cm，周身刷黑黃條形油漆警示，鋼管粘貼反光膠帶，確保施工安全。

3.2 既有橋墩監(jiān)控

既有橋墩監(jiān)控觀測工作由具有甲級測繪資質(zhì)的第三方單位承擔，成立專業(yè)的沉降觀測小組，配合工務段實施觀測。

①觀測頻度。在下穿的樁板結(jié)構(gòu)鉆孔樁施工期間，每2個小時觀測一次，得出“時間-沉降量”關(guān)系曲線圖；承載板施工期間按規(guī)定的頻次檢測。②觀測記錄和資料整理。據(jù)觀測結(jié)果整理繪制“時間-沉降量”關(guān)系曲線圖，分析監(jiān)測對象的變形及其發(fā)展趨勢，判斷既有鐵路橋墩的穩(wěn)定性，并將沉降觀測資料提供給建設及運管等相關(guān)單位，作為監(jiān)測對象變形評估的依據(jù)。③控制標準。上跨的鐵路變形標準要滿足上海鐵路局運營線管理有關(guān)規(guī)程的要求，觀測變形標準以軌面觀測數(shù)據(jù)為主。

經(jīng)現(xiàn)場第三方監(jiān)控數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在全護筒跟進防護鉆孔樁施工期間，鄰近橋墩的最大垂直位移為-0.37mm，最大水平位移為-0.42mm，均在預警值1mm范圍之內(nèi)，滿足規(guī)范和設計要求。

3.3 既有橋梁梁底限高防護

對所有施工機械根據(jù)下穿鐵路橋下最小凈空進行限高，即所有進入橋下施工機械通過選型及改良后高度不超過7m（吊車在既有線30m范圍以外施工）。嚴格按鐵路總公司和上海鐵路局營業(yè)線施工相關(guān)管理辦法實施防護管理和施工。

3.4 鄰近營業(yè)線施工安全防護

根據(jù)鐵路總公司和上海鐵路局臨近營業(yè)線相關(guān)管理辦法進行安全防護，施工過程安全受控。

4 結(jié)論

板樁結(jié)構(gòu)路基下穿高鐵營業(yè)線施工，鉆孔樁與承載板施工工藝成熟，下穿高鐵樁板少數(shù)鉆孔樁距離高鐵營業(yè)線橋梁橋墩較近，設計采用全護筒跟進防護成孔，板樁結(jié)構(gòu)路基設計對既有橋墩的影響小，工后沉降小、整體剛度大的優(yōu)點，最大限度的減小新建線路對高鐵營業(yè)線橋墩偏壓位移的影響，確保營業(yè)線安全運營，得到建設單位和路局管理單位的認可和好評。通過施工實例證明由于下穿段施工凈高受限，采用改造的沖擊鉆配合全回轉(zhuǎn)鉆機施工，既保證高鐵橋梁安全不受施工影響，又按設計要求完成樁板施工且質(zhì)量符合設計要求，同時對同類工程具有切實的指導意義。

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