臨近既有鐵路橋梁樁基施工技術(shù)

莊多歟

（中國鐵建港航局集團有限公司第一工程分公司，廣州511442）

1 工程概況

本工程橋梁上跨焦柳鐵路的交叉位置位于水運村（K46+368）～濟源（K48+785）區(qū)間，鐵路上下行雙線電氣化，60 軌、鋼筋混凝土Ⅱ型枕，上下行線均為無縫線路。鐵路下行線既有路基寬約22m，道碴厚度約為0.8m，路基高度為3.3m。鐵路上行線既有路基寬約21m，道碴厚度約為0.7m，路基高度為3.1m。

本工程第11 號墩、第13 號墩在鐵路路基坡腳外側(cè)，第12號墩在焦柳線上下行之間，共有直徑為2m 的樁基12 根，單根樁長56m。第11 號橋墩、第12 號橋墩中心距離鐵路下行線中心最小距離分別為15.5m、12.7m，第12 號橋墩、第13 號橋墩中心距離鐵路上行線中心最小距離分別為20.3m、14.3m，為臨近鐵路營業(yè)線施工。

跨焦柳鐵路處橋位平面布置見圖1。

2 施工方法與設(shè)備

2.1 施工方法選擇

圖1 跨焦柳鐵路處橋位平面布置圖

施工前結(jié)合現(xiàn)場臨近既有鐵路地形、地貌及工程地質(zhì)等情況，對各種成孔方法進行比選。本工程樁基為摩擦樁，橋位處地質(zhì)情況由粉質(zhì)黏土、卵石土、粗砂、黏土等組成，

為盡量避免樁基施工對現(xiàn)有運營鐵路的影響，采用旋挖鉆機成孔水下灌注法成樁施工。旋挖鉆機成孔施工具有速度快、施工時振動小、對周邊土體擾動小、施工精度高等特點，可大大降低施工對既有運營鐵路的影響。

2.2 主要施工設(shè)備

樁基成孔設(shè)備采用XR-280 旋挖鉆機，旋挖鉆機主要性能參數(shù)見表1。

2.3 施工工藝流程

具體施工工藝流程為：施工準備（材料、設(shè)備、機具準備，超前孔鉆探，臨近鐵路安全防護等）→開挖泥漿池、制備泥漿→樁機就位、調(diào)試→鉆孔（進行樁孔垂直度監(jiān)控）→成孔→第一次清孔→移機→檢孔器檢孔→鋼筋籠制作及下放→導(dǎo)管安裝及下放（進行導(dǎo)管水密性試驗）→第二次清孔→澆筑水下混凝土→樁頭處理、樁基檢測。

表1 旋挖鉆機主要性能參數(shù)表

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 施工準備

對鄰近營業(yè)線施工，嚴格按照“先防護后施工”的原則指導(dǎo)施工，禁止在未設(shè)置防護下施工。

施工前與相關(guān)管理單位一同調(diào)查現(xiàn)場既有鐵路線的電力、通信、信號電纜及其他管線的埋設(shè)位置，將影響施工的管線遷移到作業(yè)范圍以外，無法遷改的則采取有效保護措施。

3.2 埋設(shè)鋼護筒

由測量人員提前進行樁基定位，根據(jù)定位點拉十字線釘放4 個控制樁，以4 個控制樁為基準埋設(shè)鋼護筒。旋挖鉆機在埋設(shè)鋼護筒時，由人工進行輔助配合，利用旋挖鉆機的鉆斗擠壓作用對護筒做相應(yīng)調(diào)整。

護筒內(nèi)徑比樁徑大20cm，護筒頂面高出施工地面30cm，在護筒四周回填黏土并分層夯實。臨近既有線鉆孔時，為避免坍孔等事故發(fā)生影響營業(yè)線安全，孔口護筒應(yīng)適當加深，建議一般應(yīng)≥5m[1]。

3.3 泥漿制備

泥漿池設(shè)置在遠離路基的位置，結(jié)合現(xiàn)場情況，相鄰橋墩樁基共用1 個泥漿池，均布置在跨中位置（12 號墩泥漿池設(shè)置在焦柳線上下行之間，開挖前需探明地下管線）。開鉆前先在孔內(nèi)注入泥漿，選用膨潤土、純堿等配制優(yōu)質(zhì)泥漿。

旋挖鉆機鉆頭鉆進時，需要多次上下提鉆往復(fù)操作，如果對護壁泥漿管理不善，就可能發(fā)生坍孔事故，因此，對護壁泥漿的管理是旋挖鉆機成孔的關(guān)鍵。泥漿的配合比應(yīng)根據(jù)地基土情況、鉆機和工程條件確定，一般8kg 膨潤土可加水100L，對于黏性土層，膨潤土含量可降低到3%～5%，對于一般地層，泥漿的相對密度可取1.12～1.16，黏度可取24～28Pa·s[2]。

3.4 鉆孔

旋挖鉆機自重大，要保證場地平整并具有一定的硬度以免鉆機沉陷或傾斜。因施工時鉆機高23.1m，為避免樁基施工過程中施工機械危及鐵路營業(yè)線的行車安全，在鉆機周圍設(shè)置地錨，并用纜風繩固定，將鉆機朝既有線方向反拉，確保鉆機不向既有線方向傾覆，纜風繩設(shè)置在鉆桅中部偏上滑輪的位置。

開鉆時宜低擋慢速鉆進，鉆至護筒以下1m 后再以正常速度鉆進。鉆進過程中及時濾渣，同時經(jīng)常注意地層的變化，在地層變化處均應(yīng)撈取渣樣，判斷地質(zhì)類型，記入記錄表中，并與設(shè)計提供的地質(zhì)剖面圖相對照，同時，需經(jīng)常檢查泥漿的各項指標及孔位偏差。

當鉆孔深度達到設(shè)計要求時，對孔深、孔徑、孔位和孔形等進行檢查，確認滿足設(shè)計及規(guī)范要求后，方可進行孔底清理和澆筑水下混凝土的準備工作。本工程為摩擦樁，澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度需≤300mm，且嚴禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。

因旋挖鉆成孔速度快，孔壁的泥皮比較薄，穩(wěn)定性較差，因此，需盡量縮短成孔至澆筑混凝土之間各工序的時間，避免發(fā)生坍孔現(xiàn)象[3]。

施工時現(xiàn)場設(shè)置專職防護人員，線路來車時機械停止作業(yè)，待車輛駛過施工地點后再進行施工。

3.5 鋼筋籠制作、安裝

鋼筋籠采用分節(jié)制作，節(jié)長根據(jù)現(xiàn)場實際情況和鋼筋籠設(shè)計總長度而定，同時考慮鄰近鐵路封閉網(wǎng)距離等影響因素。11 號墩樁基鋼筋籠單節(jié)長度應(yīng)≤10m（因11 號墩距離鐵路下行線封閉網(wǎng)為10.5m）；12 號墩樁基鋼筋籠單節(jié)長度應(yīng)≤7m（因12 號墩距離鐵路下行線封閉網(wǎng)為7.7m）；13 號墩樁基鋼筋籠單節(jié)長度應(yīng)≤9m（因13 號墩距離鐵路上行線封閉網(wǎng)為9.3m）。

鋼筋籠主筋采用機械連接，其他為接焊或綁扎。鋼筋籠加工、連接、焊接、安裝嚴格按照規(guī)范要求進行。單節(jié)鋼筋籠采用吊車、加設(shè)拉繩人工輔助吊裝。吊裝時，對準孔位、穩(wěn)住吊車緩速輕放，不得左右旋轉(zhuǎn)、搖晃，嚴禁高起猛落、碰撞及強行下放，保證鋼筋籠豎直、穩(wěn)定。吊裝就位后，用活插環(huán)固定在設(shè)計標高位置，并設(shè)置防上浮裝置，防止灌注混凝土?xí)r鋼筋籠上浮。采用扶正器，確保鋼筋籠中心與鉆孔同心。

在鐵路兩側(cè)吊裝時，順鐵路縱向起吊鋼筋籠，人工拉繩向鐵路外側(cè)方向用力，防止掉落時侵入鐵路限界。

3.6 水下混凝土澆筑

澆筑水下混凝土采用鋼導(dǎo)管澆筑，導(dǎo)管內(nèi)徑為25～30cm，各節(jié)導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)大小一致，偏差≤±2mm，導(dǎo)管使用前進行水密承壓和接頭抗拉試驗。

計算首批封底混凝土數(shù)量，配備相應(yīng)大小的儲料斗，并保持導(dǎo)管下口至孔底的距離在40cm 左右，首批混凝土應(yīng)能把導(dǎo)管下口埋入混凝土≥1m 深。澆筑鋼筋骨架底部1m 范圍內(nèi)時，應(yīng)放慢速度，防止鋼筋籠上浮。

在澆筑過程中觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時測量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除，導(dǎo)管的埋置深度控制在2～6m。因樁基較長，為確保樁頂質(zhì)量，混凝土超灌至設(shè)計樁頂標高100cm 以上。

3.7 監(jiān)控量測

施工時沿鐵路兩側(cè)路肩及鋼軌均勻布置標高量測點，每天量測并做好記錄，發(fā)現(xiàn)異常情況及時上報。

4 結(jié)語

臨近既有運營鐵路進行橋梁樁基施工，對施工技術(shù)及安全維護要求高，采用旋挖鉆機施工具有震動小、對周邊土體擾動小等特點，可有效降低施工對既有運營鐵路的影響。在臨近既有線進行橋梁樁基施工時，需從樁基施工方法的選擇、施工機械的選型、鉆孔施工過程對既有線的防護措施等方面，優(yōu)化施工方案，達到安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟高效地完成橋梁樁基施工的目的。