淺談超高壓線下城市軌道交通現(xiàn)澆梁施工工藝研究

王波+張立軍+朱荀

【摘 要】現(xiàn)澆橋梁在城市軌道交通建設(shè)工程中的應(yīng)用已越來(lái)越廣泛，但橋梁周?chē)鷷r(shí)常會(huì)遇到超高壓線路障礙，且不能按照常規(guī)工藝施工，無(wú)疑增加了施工難度及安全風(fēng)險(xiǎn)。為了解決上述難題，須對(duì)其現(xiàn)澆梁正常施工工藝進(jìn)行深入研究，研究出一套適合在超高壓下現(xiàn)澆梁施工的特殊工藝，并達(dá)到工藝的安全性、實(shí)用性、可靠性。

【Abstract】Cast-in-place bridge in urban rail transit construction project has become more and more widely， but there are frequent high voltage line barriers around the bridge， and it can not construct according to the conventional process of construction， undoubtedly increased the construction difficulty and safety risk. In order to solve above problem， we must research the normal construction technology in-depth， develop a set of special technology suitable for the construction of cast-in-place girder under super high pressure， and achieve the safety， practicability and reliability of the process.

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)澆橋梁；超高壓線；特殊工藝

【Keywords】cast-in-place bridge； ultra-high voltage line； special process

【中圖分類(lèi)號(hào)】U445 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）12-0190-04

1工程概況

1.1 工程基本概況

武漢市軌道交通21號(hào)線工程途經(jīng)武漢市江岸、黃陂和新洲三個(gè)區(qū)，兩端均預(yù)留延伸條件，一期工程從江岸區(qū)后湖大道至新洲區(qū)金臺(tái)，線路全長(zhǎng)33.7km，共設(shè)車(chē)站16座。本標(biāo)為三標(biāo)段，均為高架段，起始于軍民村站（不含）—武生站高架，經(jīng)武生站、武生站—平江路站、平江路站、平江路站—陽(yáng)邏開(kāi)發(fā)區(qū)站、陽(yáng)邏開(kāi)發(fā)區(qū)站、陽(yáng)邏開(kāi)發(fā)區(qū)站—施崗站（不含）、施崗站（不含）—金臺(tái)站，止于金臺(tái)站，本標(biāo)段同時(shí)還包括倒水河車(chē)輛段出入線區(qū)間、倒水河車(chē)輛段及施崗主變電站，共4站6區(qū)間及車(chē)輛段1座，主變電站1座，正線全長(zhǎng)11.178km（不含倒水河車(chē)輛段的長(zhǎng)度）。本標(biāo)段共有簡(jiǎn)支箱梁250孔，連續(xù)梁26聯(lián)。

1.2 工程地質(zhì)

地質(zhì)主要為人工填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)砂巖及粉細(xì)砂巖。

1.3 工程水文

①地表水

長(zhǎng)河為常年性地表徑流，地表水體水量受季節(jié)性降水影響顯著，夏季一般水量較豐沛。

②地下水的類(lèi)型、埋藏情況及其變化特征

地下水的主要類(lèi)型為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。

由于本標(biāo)段范圍內(nèi)有17條超高壓線路與軌道相交，共影響簡(jiǎn)支梁23孔，連續(xù)梁2聯(lián)。超高壓線的遷改周期普遍都在1年以上，而如此高的影響比例已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)按時(shí)履約，因此，開(kāi)展“如何在超高壓線下安全施工” 的研究勢(shì)在必行。

2 研究思路

在超高壓線路下施工的風(fēng)險(xiǎn)高、難度大，表現(xiàn)在兩方面：第一，是超高壓線下施工的人員及設(shè)備安全；第二是對(duì)高壓線路運(yùn)行安全的影響。要解決以上問(wèn)題，主要從以下幾方面考慮：隔離、防護(hù)、削弱場(chǎng)強(qiáng)以及高效施工。其中隔離和防護(hù)可有效防止人員誤操作引起線路放電；削弱場(chǎng)強(qiáng)可保證在線路下施工的人員安全、健康；高效施工，就是從設(shè)備和工藝入手，盡量縮短在線路下的施工時(shí)間，以降低風(fēng)險(xiǎn)[1]。

3 施工方案

本標(biāo)段受超高壓線影響的簡(jiǎn)支梁23孔，連續(xù)梁2聯(lián)。其中有7孔簡(jiǎn)支梁和1聯(lián)連續(xù)梁的軌頂標(biāo)高高于既有超高壓線，必須待線路遷改后才能施工；剩余16孔簡(jiǎn)支梁和1聯(lián)連續(xù)梁，高壓線距離軌頂?shù)木嚯x在6.3～11.4m，高壓線距離地面的距離在13～23.4m。

高架橋梁施工主要包括樁基、承臺(tái)、墩柱以及梁體施工4道工序，針對(duì)每道工序的特點(diǎn)，制定相應(yīng)的解決策略。

超高壓線下支架現(xiàn)澆梁施工工藝流程圖如圖2。

3.1 樁基施工

樁基施工主要包括樁基礎(chǔ)鉆機(jī)鉆孔，鋼筋籠吊裝以及混凝土灌注作業(yè)。在超高壓線路下進(jìn)行樁基施工，危險(xiǎn)性最大的是鉆機(jī)鉆孔和鋼筋籠的吊裝[2]。

根據(jù)超高壓線距離地面的實(shí)際情況，最小值12.7m，最大值24m，要保證施工期間的安全，鉆機(jī)的最高點(diǎn)距離超高壓線不能少于6m；根據(jù)地勘資料，表面為覆蓋層，以下分別有粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土混卵礫石、殘積粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖及中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。綜合以上情況，符合條件的施工鉆機(jī)有汽車(chē)回旋鉆和沖擊鉆兩種。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況，施工一根直徑1.25m、樁長(zhǎng)30m的灌注樁，汽車(chē)回旋鉆用時(shí)1.5天，沖擊鉆用時(shí)3天，節(jié)約工期考慮，最終優(yōu)選汽車(chē)回旋鉆進(jìn)行超高壓線下的樁基施工。施工過(guò)程中結(jié)合地面與超高壓線的凈空高度，經(jīng)過(guò)技術(shù)與質(zhì)量分析，將鋼筋籠分節(jié)制作、現(xiàn)場(chǎng)連接，分節(jié)長(zhǎng)度有4.5m、6m不等，以降低提升高度，保證順利下籠。截至2016年9月26日，正線的樁基全部順利完工。

3.2 承臺(tái)施工

承臺(tái)施工主要包括基坑開(kāi)挖、鋼筋制安、模板安裝及混凝土澆筑。超高壓線距離地面的高度在12.7～24m，針對(duì)不同的高度情況，各工序采用不同的施工工藝，達(dá)到安全、快速施工的目的。endprint

對(duì)于高差較大能保證機(jī)械安全施工的部位，結(jié)合地質(zhì)情況，基坑開(kāi)挖采用鋼板樁支護(hù)或直接放坡開(kāi)挖；鋼筋制安采用機(jī)械吊裝；模板采用機(jī)械吊裝；混凝土澆筑采用溜槽或天泵澆筑[3]。

對(duì)于高差較小不能滿(mǎn)足大型機(jī)械安全施工的部位，基坑開(kāi)挖全部采用放坡開(kāi)挖；鋼筋全部采用人工制安；模板采用木模板，人工制安；混凝土采用溜槽或者地泵澆筑。

3.3 墩身施工

超高壓線下墩身施工前，需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析，針對(duì)不同的工況，采取相應(yīng)的解決策略，以達(dá)到安全、快速施工的目的，具體如下：墊石頂高程與超高壓線之間的高差在15m以上的，可不進(jìn)行防護(hù)，采用常規(guī)方法施工；墊石頂高程與超高壓線之間的高差在10～15m的，須在防護(hù)棚或防護(hù)網(wǎng)保護(hù)下進(jìn)行施工，模板采用定型鋼模板拼裝，鋼筋及其它材料可由機(jī)械或人工搬運(yùn)至倉(cāng)面安裝，混凝土澆筑采用地泵供料，人工振搗；墊石頂高程與超高壓線之間的高差在6～10m的，須在防護(hù)棚防護(hù)下進(jìn)行施工，模板采用定制的組合木模板，鋼筋及其它材料均由人工搬運(yùn)至倉(cāng)面安裝，混凝土澆筑采用地泵供料，人工振搗；墊石頂高程與超高壓線之間的高差小于6m的，視情況可在防護(hù)棚下先施工半個(gè)墩身，或者完全不施工，待升塔或者遷改后再施工。

3.4 梁體施工

①施工準(zhǔn)備。施工前，必須安排測(cè)量人員再次復(fù)核超高壓線的高程，針對(duì)超高壓線與梁體相對(duì)位置的不同，采取相應(yīng)的防護(hù)策略：超高壓線在梁體上方6～10m的，采用軌行式防護(hù)棚車(chē)防護(hù)；超高壓線在梁體上方10m以外的，采用線下防護(hù)網(wǎng)防護(hù)；超高壓線在梁體側(cè)方10m以外的，采用線側(cè)防護(hù)網(wǎng)防護(hù)；超高壓線在梁體上方6m以?xún)?nèi)的，必須升塔或遷改后再施工。

②防護(hù)棚車(chē)制安及防護(hù)網(wǎng)的搭設(shè)。防護(hù)棚車(chē)的部件全部采用螺栓連接，工廠加工，在高壓線外進(jìn)行組裝，通過(guò)軌道及牽引裝置進(jìn)行快速移動(dòng)，且通過(guò)測(cè)量提供的高程數(shù)據(jù)，預(yù)先加工不同長(zhǎng)度的立桿，以解決棚車(chē)高度在不同部位、不同高度工況下的快速調(diào)節(jié)，頂部鋪設(shè)的絕緣毯，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，可高效削減棚車(chē)內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度（4kV/m以上最低削減至0.02kV/m），滿(mǎn)足安全施工需求。

防護(hù)網(wǎng)由支撐立柱、限高繩及密目網(wǎng)組成。首先，在梁體及高壓線外側(cè)將支撐立柱豎立牢固；其次，由專(zhuān)業(yè)人員登高掛設(shè)紅白相間的限高繩；最后，在梁體施工范圍內(nèi)，在限高繩上增設(shè)密目網(wǎng)，防止人員、設(shè)備誤操作。

③支架搭設(shè)。采用滿(mǎn)堂架支撐，根據(jù)簡(jiǎn)支梁梁體截面，按照不同的承重，將梁體分成三部分處理：即兩端翼板部分、腹板及底板部分，梁端翼板下立桿縱向間距90cm、橫向間距90cm、橫桿步距120cm，腹板部位立桿縱向間距60cm、橫向間距90cm、橫桿步距120cm，底板部位立桿縱向間距60cm、橫間距90cm、橫桿步距120cm。頂托上順運(yùn)行向采用10×10cm方木作為縱向分配梁，箱梁底模底面橫運(yùn)行向采用

10×10cm方木，方木上采用厚15mm的竹膠合板作為箱梁底板。

④模板安裝。梁體施工須在防護(hù)棚或防護(hù)網(wǎng)保護(hù)下進(jìn)行，模板采用定型木模板拼裝，底模采用竹膠合板。特殊部位模板要制作異型模板，模板排列規(guī)則有序，線條美觀，模板縫隙嚴(yán)密平整，不漏漿，支撐牢靠，滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的要求。模板的全長(zhǎng)及跨度要考慮反拱度及預(yù)留壓縮量。有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，能夠承受施工過(guò)程中可能產(chǎn)生的各項(xiàng)荷載及震動(dòng)作用。同時(shí)確保梁體各部位結(jié)構(gòu)尺寸正確及預(yù)埋件的位置準(zhǔn)確，且具有能經(jīng)多次反復(fù)使用不致產(chǎn)生影響梁體外形的剛度。

⑤鋼筋及波紋管制安。梁體鋼筋制作均在指定鋼筋加工場(chǎng)地預(yù)先加工成型，驗(yàn)收合格后，采用載重汽車(chē)運(yùn)至需要地點(diǎn)，利用人工和小型吊裝機(jī)械卸至作業(yè)面，然后人工進(jìn)行綁扎作業(yè)。鋼筋綁扎順序：先綁扎底腹板鋼筋，然后安裝內(nèi)模，綁扎腹板鋼筋，綁扎頂板鋼筋，安裝端模，預(yù)應(yīng)力管道跟隨鋼筋之后及時(shí)安裝固定。在頂板處鋼筋綁扎時(shí)要每隔5m預(yù)留一個(gè)澆筑孔，澆筑孔處鋼筋綁扎時(shí)不切斷，先不綁扎牢靠，留出串管的位置，待灌注完下部混凝土后再人工調(diào)整到位，綁扎牢靠。

⑥預(yù)應(yīng)力管道安裝。預(yù)應(yīng)力管道采用預(yù)埋金屬波紋管成孔，內(nèi)徑為90mm，波紋管接長(zhǎng)采用大一號(hào)的波紋管套接，套接長(zhǎng)度20～30cm，梁段內(nèi)按50cm或不小于設(shè)計(jì)要求的間隔距離設(shè)置定位鋼筋網(wǎng)片，用以固定管道位置，管道定位誤差小于5mm。為避免混凝土澆筑時(shí)水泥漿進(jìn)入錨墊板而發(fā)生堵塞預(yù)應(yīng)力管道的現(xiàn)象，將波紋管延伸至錨墊板口外10cm左右，并用海綿條堵塞嚴(yán)密錨墊板壓漿孔。定位鋼筋網(wǎng)片用定位網(wǎng)胎具集中加工。在混凝土澆筑前，應(yīng)檢查預(yù)應(yīng)力波紋管道是否有破孔，若有損壞的預(yù)應(yīng)力波紋管道應(yīng)在混凝土澆筑前更換。

⑦混凝土澆筑?；炷敛捎蒙唐坊炷?，澆筑方法是分層澆筑，控制第一層混凝土澆筑厚度及第二層混凝土澆筑時(shí)間?；炷翝仓r(shí)，按“變形小處先灌，變形大處后澆筑”的原則，從梁兩端向中間逐段澆筑，均勻連續(xù)澆筑，施工時(shí)首先澆筑底板兩側(cè)混凝土，再澆筑底板中部混凝土，然后澆筑腹板混凝土，最后澆筑頂板混凝土。施工時(shí)兩側(cè)均勻?qū)ΨQ(chēng)下料。澆筑底板時(shí)利用預(yù)留澆筑孔，下套串筒。澆筑腹板時(shí)利用內(nèi)模通風(fēng)孔位置預(yù)留澆筑孔，用串筒與頂板預(yù)留孔連接，從而澆筑腹板混凝土，若預(yù)留孔與預(yù)應(yīng)力筋相碰，適當(dāng)移動(dòng)其距離，澆筑順序見(jiàn)下圖。

⑧混凝土養(yǎng)生?；炷翝仓旰螅砻鎽?yīng)立即覆蓋清潔的塑料膜，初凝后撤去塑料膜，用浸濕的粗麻布帶模包裹覆蓋，并在其上覆蓋塑料薄膜，經(jīng)常噴淋灑水或采用在混凝土表面噴霧降溫、濕潤(rùn)空氣等養(yǎng)護(hù)措施，保證模板接縫處不至失水干燥?；炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d。

⑨預(yù)應(yīng)力張拉及注漿。當(dāng)混凝土強(qiáng)度和彈性模量均達(dá)到設(shè)計(jì)要求且齡期不少于7天時(shí)，進(jìn)行張拉，張拉到設(shè)計(jì)值。張拉過(guò)程由張拉力和鋼絞線伸長(zhǎng)值雙重控制，以油表讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。預(yù)應(yīng)力應(yīng)采用兩端同步張拉。并左右對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，最大不平衡束不應(yīng)超過(guò)1束，張拉順序嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行。

管道真空壓漿必須在張拉完畢后兩天內(nèi)進(jìn)行，按設(shè)計(jì)要求采用M50水泥漿，壓漿作業(yè)必須在環(huán)境溫度高于+5℃的條件下進(jìn)行，否則應(yīng)采取保溫措施或采用冬季施工方法。鋼絞線切除前必須檢查有無(wú)滑絲、斷絲、失錨及其它異常情況，確認(rèn)合格后才允許進(jìn)行。采用無(wú)齒鋸切割，鋼絞線端部距錨具不少于2cm。

⑩支架拆除。預(yù)應(yīng)力張拉、注漿完成后，方可進(jìn)行支架拆除。腳手架的拆除順序應(yīng)當(dāng)由上而下進(jìn)行，按層按步拆除。原則上先拆后搭設(shè)的腳手架，但剪刀撐、有效拉桿不準(zhǔn)一次性拆除到底，要求拆除到那一層，剪刀撐和拉桿拆除到那一層。拆除支架的同時(shí)底模也可同步拆除。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，高架現(xiàn)澆橋梁比例逐步擴(kuò)大，施工場(chǎng)地條件受限，經(jīng)常會(huì)遇到受周邊建筑物、管線、高壓線等影響，無(wú)法采用普通施工手段施工的現(xiàn)象。采用超高壓線下現(xiàn)澆梁施工技術(shù)，及時(shí)的解決了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中遇到的棘手問(wèn)題，有效的保證了實(shí)施進(jìn)度，確保了施工人員及設(shè)備的安全，避免了因超高壓線路的遷改周期長(zhǎng)而造成工期延誤，同時(shí)極大地降低了施工成本，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的成功運(yùn)用，證明了其工藝的安全性、實(shí)用性以及可靠性。

【參考文獻(xiàn)】

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