淺談鐵路既有線橋梁樁基施工技術(shù)

謝良根

摘要：以京太鐵路（雄忻段）引入大西客專同步實(shí)施工程為背景，針對(duì)臨近既有運(yùn)營鐵路橋梁樁基施工對(duì)技術(shù)要求高、安全風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，對(duì)臨近既有鐵路橋梁樁基安全施工技術(shù)要點(diǎn)展開研究。

關(guān)鍵詞：樁基施工;臨近線;鉆孔;安全

1 工程概況

京太鐵路（雄忻段）引入大西客專同步實(shí)施忻州西站改造工程，采用兩座單線橋梁平行于大西客專正線兩側(cè)的方式跨越忻五線公路后進(jìn)入忻州西站路基，雄忻引入左線橋梁范圍為DK199+762.～DK199+841，長度83.5m。工程內(nèi)容有40根鉆孔樁基礎(chǔ)，樁長35米～45米，樁徑均為1米，上部結(jié)構(gòu)為X1～X4號(hào)墩及西安臺(tái)，1聯(lián)18+22+22+14m剛構(gòu)連續(xù)梁;雄忻右線橋梁范圍DK199+674～DK199+843.4，長度169.4m。工程內(nèi)容有56根鉆孔樁基礎(chǔ)，樁長35米-45米，樁徑均為1米，上部結(jié)構(gòu)為X1～X7號(hào)墩及西安臺(tái)，1聯(lián)18+22+22+14m剛構(gòu)連續(xù)梁。同時(shí)左右線橋梁對(duì)應(yīng)的X3（X6）#墩施工位于運(yùn)營中忻五線省道北側(cè)，X4（X7）#墩位于忻五線省道南側(cè)，在公路兩側(cè)樁基施工過程中，為確保既有鐵路及運(yùn)營公路行車安全，對(duì)省道忻五線進(jìn)行位置改移后設(shè)置限高架，確保公路行車安全的同時(shí)不影響大西客專正線列車運(yùn)營安全。

2 施工方法與設(shè)備選擇要點(diǎn)

2.1工法選擇

在開始施工之前，對(duì)現(xiàn)有地形和工程地質(zhì)條件及鉆孔方法進(jìn)行比較和選擇。經(jīng)測量大西客專正線距離兩座單線橋梁基礎(chǔ)最小距離分別為8.56米和11.3米，安全防護(hù)措施要求極高，由于項(xiàng)目樁基為鉆孔樁，橋梁部位的地質(zhì)部位為粉質(zhì)黏土、卵石、粗砂、黏土等。為盡可能避免樁基施工對(duì)既有鐵路的影響，采用旋挖鉆機(jī)鉆孔，通過水下灌注混凝土形成樁結(jié)構(gòu)。旋挖鉆機(jī)的成孔施工具有速度快、對(duì)周圍地面干擾小、施工精度高等特點(diǎn)，可以大大減少對(duì)既有鐵路的影響。

2.2主要建筑設(shè)備

用于樁基施工的設(shè)備為旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)XR-280。徐工XCT25吊車、山工SEM65輪式裝載機(jī)各一臺(tái)。

3 施工工藝要點(diǎn)

3.1施工準(zhǔn)備

在既有線施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循“先保護(hù)再建設(shè)”的原則，禁止在沒有保護(hù)措施的情況下進(jìn)行施工。在開始施工之前，積極對(duì)接鐵路部門辦理相關(guān)手續(xù)及參加安全培訓(xùn)，同時(shí)對(duì)既有橋梁兩側(cè)的預(yù)埋管線進(jìn)行排查，并采取有效的保護(hù)措施，確保萬無一失。

3.2鋼護(hù)筒施工

根據(jù)定位點(diǎn)拉準(zhǔn)線放置4個(gè)控制柱，并在4個(gè)控制柱的基礎(chǔ)上埋入鋼護(hù)筒。護(hù)筒的內(nèi)徑比樁直徑大20厘米，護(hù)筒的頂部比施工基礎(chǔ)高30厘米，并在護(hù)筒周圍重新填充粘土并分層壓實(shí)。

3.3泥漿的制備

泥漿池結(jié)合現(xiàn)場情況，將泥漿池設(shè)置于線路外30米位置，極大可能避開因?yàn)殚_挖泥漿池對(duì)大西客專正線橋梁基礎(chǔ)造成的影響。同時(shí)在施工過程中及時(shí)對(duì)泥漿進(jìn)行更換清運(yùn)，確保泥漿質(zhì)量。

3.4鉆孔

鉆孔施工質(zhì)量對(duì)于樁基施工具有重要作用，必須確保施工現(xiàn)場平坦且地基具有一定承載力，鉆機(jī)就位后設(shè)置地錨并用纜風(fēng)繩固定，以枕木或鋼板支墊鉆機(jī)的底座，確保鉆機(jī)底座處于同一水平面上。就位后鉆機(jī)自身鋼絲繩全部張緊，使鉆機(jī)各部位連成一個(gè)整體，增大整體抗傾覆系數(shù)。

鉆孔時(shí)，建議以低速和慢速鉆孔，在鉆孔過程注意鉆層的變化。所有渣土應(yīng)隨鉆層的變化而確定地質(zhì)類型，并記錄在記錄表中。將其與設(shè)計(jì)資料進(jìn)行比較。當(dāng)鉆孔深度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，在準(zhǔn)備清孔和澆筑水下混凝土之前，應(yīng)檢查鉆孔的深度、位置和形狀等，確保符合設(shè)計(jì)要求。

由于旋轉(zhuǎn)鉆孔的成孔速度快，孔壁相對(duì)較薄且穩(wěn)定性差。因此，應(yīng)盡可能縮短鉆孔和澆筑混凝土之間的時(shí)間，以免發(fā)生塌孔現(xiàn)象。在施工階段，必須在現(xiàn)場全程設(shè)置專職安全員進(jìn)行安全監(jiān)督，當(dāng)線路有列車通過時(shí)，所有機(jī)械設(shè)備必須停止作業(yè)。列車通過施工現(xiàn)場后，再進(jìn)行施工作業(yè)。

3.5鋼筋籠的制造和安裝

鋼筋籠采用分段制造分段焊接，最大可能降低因吊裝鋼筋籠高度過高對(duì)既有線接觸網(wǎng)造成的安全隱患。鋼筋籠的加工、連接、焊接和安裝必須嚴(yán)格遵守規(guī)范。鋼筋籠可通過繩索利用吊車和人工輔助吊裝。抬起時(shí)，對(duì)準(zhǔn)孔的位置，緩慢而穩(wěn)定的使用吊車，嚴(yán)禁左右旋轉(zhuǎn)吊車，以確保鋼筋籠垂直穩(wěn)定。安裝到位后，通過吊筋將其固定在鋼護(hù)筒上，以防止鋼筋籠在澆筑混凝土?xí)r浮起。

3.6水下混凝土施工

樁基混凝土采用導(dǎo)管進(jìn)行水下灌注，導(dǎo)管的內(nèi)徑為30厘米，長度為2.5-4米，在使用前對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密和抗拉試驗(yàn)。計(jì)算第一批密封混凝土的使用量，為其配備適當(dāng)大小的容器，從管底到孔底的距離保持在40厘米左右。第一批混凝土應(yīng)能夠?qū)?dǎo)管底埋入深度≥1 米。在鋼筋籠底部澆筑1米以內(nèi)時(shí)，應(yīng)降低速度，以防止鋼筋籠受到混凝土沖擊發(fā)生漂浮。

在澆筑過程中，觀察混凝土落入管道中水位高低變化，及時(shí)測量孔中混凝土表面的高度，正確進(jìn)行管道的吊裝和拆除，管道的埋深應(yīng)控制在2至6 米。由于樁基較長，混凝土澆筑應(yīng)超出設(shè)計(jì)高度100厘米以上。

3.7樁基施工安全防護(hù)措施

1）嚴(yán)格執(zhí)行國鐵集團(tuán)《鐵道營業(yè)線施工安全管理辦法》進(jìn)行既有線施工。施工前，必須對(duì)現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行既有線施工安全知識(shí)學(xué)習(xí)和安全教育，并做好相應(yīng)記錄，并對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行考核，考試合格者方可參與既有線的施工作業(yè)。

2）施工期間，在既有大西客專橋墩上安裝觀測點(diǎn)，觀測施工期間對(duì)既有線造成的位移情況，并對(duì)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行分析。

圖二：既有大西客專正線位移情況走勢圖

3） 施工現(xiàn)場應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)置明顯的警示標(biāo)志提醒施工人員及過往車輛;樁基施工從鉆孔到灌注混凝土整個(gè)過程必須有專職安全員及鐵路工務(wù)部門管理人員全程現(xiàn)場監(jiān)控。各種施工機(jī)械應(yīng)嚴(yán)格按其操作規(guī)程進(jìn)行，不得有違章作業(yè)及機(jī)械侵限既有線凈空的行為，并要求做到所有機(jī)械常保修、勤保養(yǎng)。

4） 當(dāng)施工區(qū)域地基承載力不能滿足鉆機(jī)所需承載力要求時(shí)，應(yīng)由試驗(yàn)室逐段檢測地基承載力，技術(shù)部門確定軟弱地段換填處理方案。處理后地基承載力滿足要求，方可進(jìn)行鉆機(jī)鉆孔，確保無安全隱患。

5） 對(duì)接觸網(wǎng)的安全防護(hù)。在對(duì)臨近既有線進(jìn)行施工時(shí)，為避免碰機(jī)械設(shè)備碰撞接觸網(wǎng)造成接觸網(wǎng)損壞以及電弧誤傷人，施工時(shí)應(yīng)保證大型機(jī)械與接觸網(wǎng)保持足夠的安全距離。

4結(jié)論

在既有線施工橋梁樁基需要很高的施工技術(shù)和安全意識(shí)，旋挖鉆鉆孔灌注樁施工具有振動(dòng)小、對(duì)周圍土壤擾動(dòng)小、施工成樁速度快等特點(diǎn)，可以最大程度減少施工對(duì)既有線的影響。在現(xiàn)有既有線附近進(jìn)行橋梁樁基結(jié)構(gòu)施工時(shí)，應(yīng)在鉆孔施工過程中從樁基施工方法的選擇、施工機(jī)械的選擇以及現(xiàn)有鐵路線的保護(hù)措施等方面優(yōu)化施工計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)完成橋梁樁基施工。

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