鄭州鐵路跨線橋營業線施工安全防護技術

肖建新

1 鄭州中心區鐵路跨線橋工程概況和安全施工特點

1.1 工程概況

鄭州市中心區鐵路跨線橋工程位于城市中心區，橋梁上跨京廣、隴海兩大鐵路主干線(客運7股道、貨運4股道)及客車車輛段(9條檢修線)，向東連接解放路，向西連接建設路。

主橋跨鐵路線部分為雙塔單索面預應力鋼筋混凝土斜拉橋，跨徑組合為(106+248+106)m=460 m，橋寬33 m。主梁標準斷面為單箱三室預應力混凝土箱梁。主橋墩為矩形花瓶狀鋼筋混凝土結構，每個主墩29根樁，樁深95 m/98 m，主橋樁基直徑1.8 m。主塔為實心H形鋼筋混凝土結構，梁面以上高64.5 m，塔梁固結。斜拉索按扇形布置，索塔上拉索交錯錨固。該工程由中鐵二院工程集團有限公司設計，中鐵大橋局股份有限公司施工。

西側主橋(2號墩)在貨運鐵路上方搭設防護棚，以封閉掛籃懸澆主梁施工跨越鐵路貨運線;東側主橋(3號墩)采用轉體方式跨越鄭州火車站北咽喉區域后再采用掛籃施工，東側主橋(3號墩)墩身和承臺接合處設平轉構造球鉸，轉體段主梁長度120 m，轉體重量171 000 kN，轉體施工完畢后用混凝土封閉鉸座。

1.2 工程主要安全風險和安全施工特點

1)大橋跨越京廣、隴海鐵路交通干線，施工場地毗鄰營業鐵路，必須保證鐵路行車安全，施工安全管理難度大，極易造成影響鐵路運輸的安全事故。

2)搭設和拆除防護棚及橋梁轉體均屬鐵路營業線Ⅰ級施工，安全責任重大。

3)施工結構在電氣化鐵路接觸網上方，高壓線多，距離極近，高壓觸電風險極大。

4)防護棚安裝及拆除需向鐵路有關部門要點施工，涉及單位較多，程序復雜，手續繁瑣，且在有限的時間內必須完成各項任務，對施工生產組織和協調管理的要求非常高。

5)171 000 kN的轉體重量在國內尚屬首次，貨運鐵路防護棚跨度大、覆蓋范圍大(49.5 m×24 m)，安全防護設施投入大，施工技術含量高。

2 跨線施工所采取的主要安全技術措施

2.1 大橋局項目部協調鐵路方面所進行的技術改造

2.1.1 對施工有影響的有關鐵路設施進行遷移

由于施工地段毗鄰鐵路營業線，兩主橋墩施工處在鐵路保護區域內，搭設的防護棚體系距接觸網帶電部分的間距不能滿足安全要求。在施工開始前，鄭州鐵路局供電段、橋工段、電務段、車輛段、房建中心、車站等運營單位應大橋局項目部申請，將影響樁基施工的有關通信光纜、輸電電纜、地下管線等隱蔽工程進行遷改，將影響施工的部分鐵路圍墻、警亭等建筑物進行拆除并設立臨時圍擋，將影響施工的部分接觸網支柱及供電設施拆除，這些措施使環境因素對安全施工的影響大大降低。

2.1.2 電氣化鐵路區域附近設備及結構物加強接地

施工場所緊鄰電氣化鐵路，在鉆孔樁施工和吊裝作業中，作業設備距離鐵路架空地線最小距離只有20 cm，由于架空地線在個別情況下可能帶有近3 000 V的高電壓，極易因作業設備距電氣化鐵路高壓線路過近而遭受感應電，對作業人員造成傷害。為確保安全，供電段將大橋施工地段的架空地線進行了加強接地，即對架空地線增設接地極，確保施工地段接觸網支柱和架空地線時刻處于低電位水平。

按照《鐵路技術管理規程》規定:在接觸網支柱及距接觸網帶電部分5 m范圍內的金屬結構物均須接地。為了確保安全，對施工搭設的兩處防護棚也按照加強接地的標準安裝了接地極。

2.1.3 多種措施降低接觸網設施結構高度

3號墩轉體段箱梁底板與鄭州站北咽喉接觸網帶電部分不能滿足2 m以上的安全距離要求，尤其是防護體系設計高度甚至低于接觸網現有支柱的高度，為滿足施工要求，鄭州站北咽喉接觸網進行相應改造。

首先是將跨線橋施工地段的三組接觸網軟橫跨改造為硬橫跨，硬橫跨其結構高度相對較低，且定位性能能夠滿足提速區段行車要求(見圖1)。

圖1 軟橫跨改為硬橫跨

圖2 正在改造中的接觸網

其次，經過計算在滿足支柱負荷和水平張力要求的情況下，將三組接觸網軟橫跨橫向承力索高度降低，弛度減小后，將軟橫跨鋼柱截頭處理(見圖2)，使其高度低于防護體系設計高度，便于防護體系安裝。

最后將部分單獨定位的接觸網混凝土柱定位點前移或后移至改造后的軟橫跨或硬橫跨上，再將接觸網混凝土柱拔除。

2.1.4 延長接觸網無電區域的有關改造，增大安全作業空間

經過以上改造，3號墩轉體段仍有兩處接觸網下錨處的高壓接觸網帶電部分距離施工地段過近，在施工臨時圍擋上方越入施工場地，在吊裝作業或搭建施工腳手架等設施時，安全距離不能滿足要求。故對這兩處接觸網下錨進行了改造，將下錨處絕緣子前移至上一個定位點附近。通過改造，延長了接觸網下錨的無電區域，使高壓接觸網距作業區段的安全距離增大到了2 m以上。

另外，防護體系安裝后，其底部距三組改造后軟橫跨的上部帶電橫向承力索僅有不到0.5 m的間隙，安全風險極大。為避免發生觸電或意外跳閘事故影響行車，對這三組軟橫跨的直吊弦也進行了絕緣改造:將橫向承力索和上部固定繩間利用較為輕便的硅橡膠棒式絕緣子隔離，橫向承力索直接與鋼柱相連。這樣軟橫跨的橫向承力索變為不帶有高壓電的無電區域，增大了安全作業空間(見圖3)。

圖3 接觸網延長無電區域改造示意圖

2.1.5 對施工范圍內不能遷移或改造的部分鐵路設施進行保護并加強巡視

對影響施工但不具備遷移條件或遷改成本過高的鐵路行車設備進行了保護，如:將部分光電纜用阻燃護管包扎或埋于臨時電纜井，焊接或切割施工時將鄭州站監控攝像和通信設施上方安裝防護板，防止高溫焊渣造成設備燒損;將橋體下方高壓接觸網的承力索纏繞絕緣帶以減小觸電風險等。在日常施工作業中，由設備管理單位和施工方共同加強巡視，發現安全隱患及時采取措施，避免發生影響行車的安全事故。

2.2 施工項目部進行的安全技術準備和施工中采取的安全防護措施

2.2.1 認真做好安全教育培訓和宣傳，增強全員安全生產意識

為確保施工安全，大橋局跨線橋項目部切實抓好全員教育培訓工作。只要員工一入場，就立即進行入場安全培訓并經考試合格后方準上崗。培訓內容主要為跨線橋工程概況、施工現狀和特點、現場環境和危險源點、安全施工組織管理和技術措施、營業線施工及安全管理常識、跨線橋《安全生產管理辦法》《安全獎懲條例》等內容。

提前分批次組織相關人員參加鄭州鐵路局建設管理處組織的營業線施工安全培訓并取證，積極聘請鐵路局專業人士在溝通準備的基礎上到項目部結合工程特點為相關人員講電氣化鐵路安全知識及施工安全措施，為開展臨近和跨越營業線施工作了思想上、技術上的充分準備。

2.2.2 加大對外溝通協調工作力度，爭取有利安全的施工環境

防護體系安裝前項目部積極聯系鐵路部門進行接觸網改造和加強接地等，爭取有利安全的施工環境，要點施工中嚴格貫徹執行營業線施工安全工作程序，精心編制要點施工方案并層層交底，嚴密進行組織分工，加強現場安全防護，切實落實各項安全技術措施，歷次要點施工中均安全、平穩、高效，節省了較多的計劃要點時間，真正做到了在確保安全的前提下，將施工對鐵路運營的影響降到了最低。

2.2.3 切實落實安全技術措施，確保鐵路行車安全和施工生產安全

在2號、3號主墩鉆孔樁施工中，為避免因坍孔等影響鐵路路基穩定，采取加長鋼護筒至6 m及合理安排鉆孔順序等措施從加強孔壁自身穩定和縮短鉆孔時間兩方面保證了鉆孔樁施工安全。

為保證2號、3號主墩及其他鐵路線外側的施工與鐵路營業線的相對隔離，防止人員、設備等侵入鐵路限界，采取在限界外0.5 m處設置鋼管加彩鋼板的隔離圍墻，并與原鐵路圍墻連成一體。

主墩承臺平面尺寸為21.8 m×26.8 m，主墩承臺邊緣距最近一條鐵路線中心線僅有5.24 m/5.59 m(3號墩/2號墩)，坑旁分別為客運線和貨運線，基坑開挖深度大(開挖深度約5.7 m)，對列車運行影響很大，開挖范圍大，安全防護難度大。必須做好防塌方措施，坑壁變形量應能滿足列車運行需要。為保證2號、3號主墩承臺基坑開挖施工時鐵路路基的穩定，施工中對2號、3號主墩承臺靠近鐵路線側設置挖孔樁及挖孔咬合樁、樁頂設冠梁的形式進行基坑防護，在基坑開挖時進行基坑變形監控和鋼軌位移測量，并合理安排開挖順序，迅速進行開挖以減少基坑的暴露時間，保證了基坑開挖后坑壁的穩定。

3號墩轉體主梁與主塔同期施工，轉體主梁現澆段沿鐵路線旁布置，采用滿堂碗口式支架和鋼管腳手架承重，支架靠鐵路側設置隔離和懸挑防護結構。

3號墩側主梁在轉體之前沿鐵路客運線方向現澆施工，梁體部分翼緣在東牽出線上方。設置了轉體現澆段型鋼斜支架防護棚，并在棚頂搭設鋼管架設置密目鋼絲網防護欄的安全防護措施，以保證鐵路行車安全和施工安全。

為保證2號墩靠鐵路貨運線側在進行0號塊施工、掛籃安裝拆除等施工時，不發生侵限、墜落等影響鐵路營業線安全的事故，保證施工與鐵路營業線相對隔離，設置了跨鐵路貨運線防護棚(見圖4)。

圖4 2號墩貨運鐵路防護棚

為切實防范主塔施工中可能高空墜落的物品穿過常規安全網從而危及鐵路行車安全，鋼管架靠鐵路側安全網采取竹芭用鐵線綁扎牢固，腳手平臺分層滿鋪腳手板。轉體施工完成后，采取全封閉掛籃進行主梁的懸澆施工。隨著掛籃懸澆主梁同步施工邊隔梁并安裝防拋網。

2.2.4 精心編制要點施工方案，層層交底和模擬演練

在防護體系安裝拆除施工中，項目部精心編制要點施工方案，精心編制貨運鐵路防護棚施工和轉體段鐵路防護支架吊裝作業指導書，對各次要點的工作內容、要點時間、吊點設置、安裝順序、人員分工和站位、物資機械配備、各工序時間、安全注意事項、通訊聯絡等均輔以圖表的形式進行了細致策劃和周密安排。實施前，多層次進行生產組織、技術要點、工藝流程、安全措施的交底，使每一名參建員工都能正確的履行好崗位職責、嚴格執行安全規程規定并有效協作配合。要點前模擬實戰進行了演練，進一步修正和完善方案措施，檢查了各項準備工作情況，為要點施工全過程安全有序可控提供了保證。

2.2.5 各施工環節加強施工組織與安全監控

中鐵大橋局項目部從方案、組織、監控和要點等方面嚴格把控，安全順利實現主墩承臺基坑開挖、鐵路防護棚安裝及拆除、墩身及主塔施工、主梁轉體施工、跨鐵路掛籃懸澆施工等，各工序均安全高效地完成了施工項目，受到鄭州鐵路局、鄭州市人民政府等各方贊揚。

［1］ 鐵道部令第29號，鐵路技術管理規程［S］.

［2］ 79鐵機字654號，電氣化鐵路有關人員電氣安全規則［S］.

［3］ 鐵辦［2008］190號，鐵路營業線施工及安全管理辦法［S］.

［4］ 鄭鐵辦［2008］237號，鄭州鐵路營業線施工及安全管理實施細則［S］.