人工挖孔樁加固接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)施工方法

劉化奎 上海鐵路局東華地鐵公司

人工挖孔樁加固接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)施工方法

劉化奎 上海鐵路局東華地鐵公司

隨著近年來既有鐵路電氣化改造不斷推進(jìn)，電氣化鐵路日益增多，下穿既有鐵路框架橋頂進(jìn)施工過程中如何對(duì)電氣化鐵路接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行保護(hù)，確保鐵路行車安全成為一個(gè)不可回避的問題。結(jié)合合肥市臨泉東路下穿合肥樞紐三十里鋪站立交橋工程接觸網(wǎng)立柱加固施工的成功經(jīng)驗(yàn)，介紹接觸網(wǎng)立柱加固施工的工藝流程、施工方法和加固控制要點(diǎn)等，為類似工程施工提供借鑒。

既有線；接觸網(wǎng)立柱；人工挖孔樁；加固

1 工程概況

1.1 施工概況

合肥市臨泉東路在合肥樞紐三十里鋪站新建四孔12.5 m分離式框架橋，受接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)影響，中間兩個(gè)箱體間距為5.4 m（見圖1）。為了防止在頂進(jìn)施工時(shí)，接觸網(wǎng)基礎(chǔ)處土體坍塌影響立柱穩(wěn)定，在接觸網(wǎng)立柱每個(gè)基礎(chǔ)兩側(cè)設(shè)置2-Φ1.25 m挖孔樁，挖孔樁承臺(tái)與原立柱基礎(chǔ)連接成整體，挖孔樁樁長為20 m（見圖2）。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)概況照片

圖2 接觸網(wǎng)立柱加固圖

1.2 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

本工程位于合肥樞紐三十里鋪站站內(nèi)，分別下穿淮南線上下行線、新客線上下行線（屬于客運(yùn)專線）及三十里鋪站5、6道2股站線，共6股道，并預(yù)留三條鐵路，交叉處對(duì)應(yīng)淮南線下行線里程K100+850、新客線下行線里程K12+450，交叉角度均為87.65°。站內(nèi)日均火車通行180余對(duì)(其中新客上下行線通行動(dòng)車組59對(duì)）。

2 施工重點(diǎn)、難點(diǎn)

三十里鋪站屬于合肥樞紐站，股道多、行車密度大，日均通行列車180余對(duì)，且有動(dòng)車組通行。為保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩珪惩?，施工期間必須利用列車運(yùn)行間隙進(jìn)行人工挖孔樁施工，作業(yè)時(shí)間較短；在人工挖孔樁施工的過程中，必須對(duì)接觸網(wǎng)立柱采取臨時(shí)加固措施，確保接觸網(wǎng)立柱在施工過程中的安全；原來的接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)為片石混凝土基礎(chǔ)，加固承臺(tái)必須與原來的基礎(chǔ)進(jìn)行有效的連接，確保新舊基礎(chǔ)形成一個(gè)整體。

在基礎(chǔ)加固的施工過程中對(duì)接觸網(wǎng)立柱的沉降和位移觀測(cè)亦是本工程施工的重點(diǎn)。

3 施工方案

3.1 工藝流程

接觸網(wǎng)立柱臨時(shí)加固處理→設(shè)置沉降及位移觀測(cè)點(diǎn)→人工挖孔樁測(cè)量定位→人工挖孔樁開挖及護(hù)壁→鋼筋籠孔內(nèi)制作安裝→樁體混凝土澆筑→加固承臺(tái)基坑人工開挖→加固承臺(tái)施工（包括：原來的接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)植筋錨固、加固承臺(tái)鋼筋綁扎并與原基礎(chǔ)植入的鋼筋焊接、加固承臺(tái)混凝土澆筑）→拆除臨時(shí)加固措施→回填接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)周邊空隙。

3.2 接觸網(wǎng)立柱臨時(shí)加固

在人工挖孔樁施工之前，先對(duì)接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行臨時(shí)加固處理，具體施工方案如下：

（1）人工挖孔樁施工前，在立柱兩側(cè)（順鐵路方向）各做一個(gè)0.5 m(寬)、1 m(深)的臨時(shí)砼基礎(chǔ)，砼澆筑時(shí)預(yù)埋Ф25的U型螺栓（并做防雷接地措施）（見圖3）。

（2）在預(yù)留螺栓與接觸網(wǎng)立柱之間使用兩根Ф20鋼絲繩互成60度角，對(duì)接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行斜拉加固，兩根鋼絲繩須均勻受力。

圖3 接觸網(wǎng)立柱臨時(shí)加固圖

3.3 接觸網(wǎng)立柱的沉降及位移觀測(cè)方法

為確保鐵路運(yùn)輸安全，對(duì)接觸網(wǎng)立柱實(shí)行監(jiān)測(cè)，具體措施如下：

（1）為確?；A(chǔ)網(wǎng)立柱安全，在立柱上做出標(biāo)記作為觀測(cè)點(diǎn)，工程技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，隨時(shí)掌握立柱的變化情況。如有變化立即停止施工并對(duì)立柱做好穩(wěn)固措施同時(shí)通知設(shè)備管理單位（合肥供電段和合肥維管段）。

（2）施工前，與設(shè)備管理單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，明確施工地段監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置位置。

（3）設(shè)置數(shù)量及方式：在接觸網(wǎng)立柱上采用油漆畫出兩個(gè)點(diǎn)作為觀測(cè)點(diǎn)。置鏡點(diǎn)應(yīng)選擇視線好，不受施工和行車干擾的位置，并應(yīng)選擇牢固并不易破壞的地點(diǎn)，保證觀測(cè)精度。

（4）監(jiān)測(cè)內(nèi)容及要求：觀測(cè)分為下沉觀測(cè)和位移觀測(cè)2種，分設(shè)2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)工作由專人負(fù)責(zé)，開挖過程中隨時(shí)觀測(cè)，每天觀測(cè)3次。一旦發(fā)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)變化應(yīng)及時(shí)報(bào)設(shè)備管理部門調(diào)度。當(dāng)觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生明顯水平位移或下沉變化時(shí)：即兩次觀測(cè)數(shù)值均出現(xiàn)明顯變化（下沉大于3 mm或位移大于2 mm），或一次觀測(cè)數(shù)值出現(xiàn)±5 mm變化時(shí)，應(yīng)立即查找原因進(jìn)行分析，加密觀測(cè)次數(shù)，同時(shí)通知施工負(fù)責(zé)人，做好簽認(rèn)，一旦上述情況還在繼續(xù)發(fā)展時(shí)，應(yīng)立即停止施工，采取防護(hù)措施，并組織相關(guān)單位現(xiàn)場(chǎng)分析，提出解決處理的技術(shù)方案。一天累計(jì)下沉大于8 mm或累計(jì)位移大于4 mm，也應(yīng)按上述要求進(jìn)行分析，查找原因，制訂措施。

3.4 人工挖孔樁施工

接觸網(wǎng)立柱臨時(shí)加固施工結(jié)束后，開挖直徑1.25 m的人工挖孔樁，挖孔樁澆筑C20砼，東、西兩側(cè)挖孔樁中心距離接觸網(wǎng)立柱中心均為1.65 m。

接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)加固挖孔樁施工首先安裝電力照明，鋪設(shè)出碴道路。孔口采用厚度為0.15 m，等級(jí)為C20鋼筋混凝土整體防護(hù)，防止地表水及土石落入，四周做好排水溝。

（1）開挖

采用人工開挖，施工必須連續(xù)作業(yè)，開挖深度達(dá)到2 m以上后，在孔口安裝絞盤架，用來吊運(yùn)開挖棄土，棄土及時(shí)運(yùn)至柵欄網(wǎng)外側(cè)，防止污染道床，并及時(shí)準(zhǔn)確填寫挖孔記錄。

開挖時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查樁井垂直度和孔位偏差，并及時(shí)糾正、調(diào)整。

（2）支撐、圍護(hù)

開挖孔徑為1.5 m，每挖進(jìn)1 m采用C20混凝土護(hù)壁，護(hù)壁截面為倒直角梯形，上口厚15 cm，下口厚10 cm，每米護(hù)壁間接頭高5 cm，護(hù)壁剖面圖如下，護(hù)壁混凝土嚴(yán)格按配合比拌制，以確保護(hù)壁混凝土強(qiáng)度（見圖4）。

圖4 挖孔樁護(hù)壁剖面圖

（3）排水

本地區(qū)地下水并不豐富，但為了保證施工安全，對(duì)孔內(nèi)滲水及時(shí)采用水泵抽吸并遠(yuǎn)離樁孔。水量較小，可用人工提升，水量較大采用機(jī)械排水。

（4）鋼筋籠制作和混凝土灌注

鋼筋制作前要進(jìn)行試驗(yàn)，鋼筋的數(shù)量、直徑、長度以及焊接應(yīng)符合設(shè)計(jì)、施工規(guī)范和技術(shù)要求。

鋼筋籠制作：

挖孔樁鋼筋籠在鋼筋在加工廠按設(shè)計(jì)長度進(jìn)行下料，成孔后將鋼筋運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在孔內(nèi)進(jìn)行綁扎，鋼筋籠綁后將其校正在樁中心位置并固定。此方法能夠減少鐵路封鎖次數(shù)和鋼筋籠吊裝風(fēng)險(xiǎn)。

混凝土灌注：灌注混凝土前，孔內(nèi)積水要排干。灌注混凝土采用地泵，泵管采用接長套管，直接深入樁底，防止砼產(chǎn)生離析，同時(shí)須加強(qiáng)防護(hù)，保證鐵路運(yùn)輸安全。樁基混凝土采用強(qiáng)度等級(jí)C20商品混凝土。

3.5 接觸網(wǎng)加固承臺(tái)施工

（1）承臺(tái)施工工藝流程

承臺(tái)施工順序?yàn)椋憾ㄎ?、?fù)核→挖土→墊層→鋼筋綁扎→模板安裝→砼澆搗→養(yǎng)護(hù)→拆?！靥?。

（2）承臺(tái)挖土

基坑采用人工開挖，基坑開挖過程中時(shí)刻觀測(cè)接觸網(wǎng)立柱位移及沉降情況，確保基坑作業(yè)和線路安全。

挖土前按施工圖紙放好中心樁及基礎(chǔ)的縱橫軸線控制樁，按要求引測(cè)好水準(zhǔn)點(diǎn)，土方不準(zhǔn)堆放在線路及基坑邊，確保不影響后續(xù)施工和基坑的安全。挖土深度由技術(shù)人員控制，整平至設(shè)計(jì)標(biāo)高，嚴(yán)禁超挖。挖土后進(jìn)行承臺(tái)平面位置、尺寸、底標(biāo)高的自檢，對(duì)樁位、標(biāo)高、樁的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后進(jìn)行下一道工序施工。承臺(tái)棄土及時(shí)運(yùn)至柵欄網(wǎng)以外。

（3）墊層施工

承臺(tái)挖土結(jié)束后，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后進(jìn)行C15墊層混凝土的澆注。

將挖孔樁的頂部伸入承臺(tái)內(nèi)15 cm，樁鋼筋伸入承臺(tái)100 cm，需要對(duì)多余部分的挖孔樁進(jìn)行鑿除，樁頭破除前先將鋼筋剝除，然后用空氣壓縮機(jī)人工破除。

（4）承臺(tái)鋼筋施工

加固承臺(tái)鋼筋綁扎前先進(jìn)行原來接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)的植筋錨固工作，采用直徑25 mm的螺紋鋼筋，植入深度控制在40 cm，并用錨固劑進(jìn)行錨固，植筋孔內(nèi)應(yīng)填塞滿錨固劑，不留空隙。

承臺(tái)鋼筋按施工圖制作并安裝，用等強(qiáng)度水泥墊塊作為鋼筋的保護(hù)層，其位置以鋼筋縱橫交叉處為宜，每平方米不少于4塊。鋼筋接頭采用搭接焊，同一截面上，鋼筋的接頭不超過50%，搭接焊單面焊長度≥10d，雙面焊≥5d。鋼筋每200個(gè)接頭作為一批進(jìn)行冷彎和抗拉試驗(yàn)，合格后方可使用。鋼筋綁扎完畢，由質(zhì)檢人員組織隱蔽工程驗(yàn)收，并做好驗(yàn)收記錄，交監(jiān)理工程師復(fù)查，由監(jiān)理工程師在隱蔽單上簽字后進(jìn)行下道工序施工。

（5）承臺(tái)模板施工

承臺(tái)模板采用木模。對(duì)模板組合、連接牢固程度等進(jìn)行自檢，并做好復(fù)核的書面記錄。

拆模時(shí)盡量不要碰壞邊角，模板拆下來要馬上清理及時(shí)保養(yǎng)，輕提慢放。模板在混凝土澆筑后2天拆除。承臺(tái)模板拆除后采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。

（6）承臺(tái)混凝土澆筑

承臺(tái)混凝土采用標(biāo)號(hào)為C20商品混凝土，并使用地泵澆筑?；炷翝沧r(shí)派專人防護(hù)，并安排試驗(yàn)人員檢查來料質(zhì)量，進(jìn)行坍落度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不合格及時(shí)退料。混凝土澆注時(shí)要規(guī)范振搗，由專人負(fù)責(zé)用高頻振搗棒振搗，振搗中不得碰撞鋼筋，并與外模保持有10 cm的距離，要有備用的插入式振搗器，要快插慢拔，分層澆注。承臺(tái)混凝土每層厚度不大于50 cm，不要漏振。澆注混凝土?xí)r，自由落體高度不得大于2.0 m，承臺(tái)混凝土澆注好以后要進(jìn)行多次收漿，表面抹平。承臺(tái)混凝土表面初凝以后要及時(shí)養(yǎng)護(hù)防止水分過快蒸發(fā)，引起混凝土表面的開裂。

3.6 接觸網(wǎng)立柱沉降、位移觀測(cè)記錄（見表1）

4 結(jié)束語

電氣化鐵路既有線框架頂進(jìn)施工前，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)接觸網(wǎng)立柱制定詳細(xì)、可行的保護(hù)方案，做好各項(xiàng)預(yù)案和準(zhǔn)備工作。組織相關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)，嚴(yán)格按照施工方案和技術(shù)交底進(jìn)行施工。

本工程于2014年12月20日四孔框架全部頂進(jìn)到位，頂進(jìn)施工期間接觸網(wǎng)立柱沉降及位移量均控制在3 mm以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。合肥市臨泉東路下穿合肥樞紐三十里鋪站立交橋工程采用人工挖孔樁對(duì)接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行加固的成功嘗試為以后電氣化鐵路立柱加固有借鑒意義。

[1]中華人民共和國鐵道部.TB 10002.1-2005 J460-2005《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》[S].北京：中國鐵道出版社.2005.

[2]中華人民共和國鐵道部.TB 10203-2002 J162-2002《鐵路橋涵施工規(guī)范》[S].北京：中國鐵道出版社.2002.

[3]中華人民共和國鐵道部.TZ 203-2008《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》[S].北京：中國鐵道出版社.2008.

責(zé)任編輯：宋 飛

來稿時(shí)間：2017-02-28