臨近鐵路營業線軟土地基施工風險控制研究

郭玉坤 上海鐵路局建設管理處

近年來我國東部、南部地區鐵路電氣化提速改造、增建第二線和站場改造工程項目繁多，工程地理位置多處在沿海地帶和長三角、珠三角地區，這些地帶軟弱土層分布廣泛，常需對土體加固處理，形成整體性較好、強度較高的復合地基，以滿足目前高速、高標準鐵路建設的需要。

臨近營業線軟土地基加固施工因其擾動大，可能破壞營業線路基及基礎的現有平衡狀態，引發軌枕豎向位移，造成線路的不平順，影響到列車通行安全；列車經過時的動荷載，亦會影響臨近樁基施工安全和質量，例如發生鉆孔樁縮孔、塌孔。另外，地基加固施工所用機械體型較大，高度較高，一旦發生傾覆將嚴重威脅到接觸網和行車安全。故此，有必要甄選合適的地基加固施工方法，并對施工風險進行全面辨識，評估風險等級，研究制定針對性的施工管理措施和安全技術措施，從而規避和降低風險，確保行車和施工安全。

1 臨近營業線軟土地基加固方法分析比選

我國鐵路工程項目軟土地基加固處理常采用的方法和特點分析如下：

水泥攪拌樁：是鐵路工程軟基處理的多采用的一種形式，軟土基礎經處理后，加固效果顯著，可很快投入使用，但樁機對土體強制攪拌過程中對臨近營業線軟土地基擾動較大。

碎石樁：造價較低，但成樁振動、擠壓、沖擊的工藝對臨近營業線軟土路基擾動較大。

CFG樁：可用來加固臨近營業線軟土地基，但長螺旋鉆機鉆桿高度可達20～30 m，防止鉆機向營業線發生傾覆是其安全控制重點。

高壓旋噴樁：造價較高，多采用在局部加固補強方面，施工過程中壓力控制不力易造成臨近營業線路基隆起和橫向位移。

預應力管樁閥板結構：臨近營業線時不宜采用錘擊、振動和射水下沉工藝，可采用靜壓法施工，擠土效應的防治是靜壓樁施工安全控制重點。

鉆孔灌注樁閥板結構：可用于臨近營業線施工，需采取措施防止列車經過時軟土地基應力釋放造成樁孔收縮、塌孔，施工時注意減少對既有路基的擾動，并防止鉆機傾覆和吊裝過程中侵入營業線接觸網和行車限界。

綜上所述，臨近營業線軟土地基加固宜選用CFG樁、高壓旋噴樁、靜壓管樁筏板、鉆孔灌注樁筏板結構的加固形式，施工的關鍵是對既有路基變形、地基穩定和大型施工機械防侵限控制。

2 臨近營業線軟土地基施工風險辨識和評估分級

對危險因素進行評價的關鍵是圍繞可能性和后果兩個方面來確定風險，估計其潛在危害的嚴重程度和發生的可能性，進行定性分析評價，可采用風險評價表法，如表1所示。

表1 風險評價表

施工風險按可忽略風險、較大風險、中度風險、重大風險、巨大風險可對應分為I、II、Ⅲ、IV、V級。結合營業線施工有關事故案例、安全管理規定和軟土地基施工的調查研究，對風險源進行辨識，歸納出臨近營業線各類施工共有風險因素11項、臨近營業線軟土地基施工專業風險因素11項，風險評估分級如表2、表3所示。

3 臨近營業線軟土地基施工風險控制措施

臨近營業線軟土地基施工風險控制的任務是采取各種措施和方法，消滅或減少風險事件的發生的可能性，或者減少風險事件發生時造成的損失。結合風險評估情況，運用損失控制、風險轉移和風險保留的基本方法，以臨近營業線軟土路基靜壓樁、鉆孔樁施工和監控量測為例，思考并提出施工安全管理措施和安全技術措施。

表2 臨近營業線施工共有風險評估分級表

表3 臨近營業線軟土地基施工專業風險評估分級表

3.1 安全管理措施

（1）實行風險分級控制。對于風險等級為IV、V級的風險因素，施工單位需制定專項方案，編制作業指導書，經建設單位項目負責人、監理單位總工程師審批后方可實施，建設、監理單位有關負責人和項目經理每周檢查不少于1次；對于Ⅱ、Ⅲ級風險因素，要設置安全關鍵點，制定把控措施，責任落實到個人，建設、監理單位有關負責人和項目經理每月檢查不少于2次。

（2）實施全員的營業線施工安全培訓。各級管理和施工人員均應參加營業線施工安全知識培訓，培訓的內容應側重現場實際，包括風險控制，考核合格后持證上崗。

（3）加強材料、機具管理。施工材料質量及其堆放符合規定，不得侵入鐵路限界；大型施工機械實施一機一人防護，防止產生沉陷和傾覆，吊機回轉半徑不得侵入鐵路限界，施工完畢做到工完料凈場地清。

（4）實行關鍵工序實名簽認制度。關鍵工序的開始和結束均要實施工序交接簽認，嚴禁不合格工序流轉，確保關鍵工序受控。

（5）建立應急保障體系。宜由建設單位組織編制應急預案，不定期組織搶險演練，檢查應急搶險物質的符合性，發生事故時做到及時響應，減少損失。

3.2 安全技術措施

（1）靜壓樁施工安全技術措施：合理安排沉樁順序，宜由內向外隔排跳孔施打，減少在營業線一側產生的水平位移；控制壓樁速率，使土體有足夠的時間釋放內力，軟土地區沉樁速度不應大于 l0 m/h；設置應力釋放孔，將沉樁過程擠土效應所產生的應力盡量釋放掉，從而起到對既有線的保護作用。

（2）鉆孔樁施工安全技術措施：選擇合適鉆孔設備，宜采用正循環回轉鉆施工，不宜采用反循環回轉鉆，反循環回轉鉆雖然成孔速度較快，但其抽渣形成的負壓對孔壁的穩定有較大的影響；控制泥漿質量，考慮到列車震動影響，鉆孔時應適當加大護壁泥漿的比重，并定期檢測；埋設護筒，對于靠近營業線側第一排鉆孔樁，鋼護筒加長不應短于3m，護筒底部需處于硬土層上；設置隔振溝，減小列車和鉆孔振動的相互影響；成孔清孔后，盡快下放鋼筋籠，及時灌注混凝土，以防等待時間過長而縮孔坍孔；樁身鋼筋籠應根據樁位與營業線的距離采取合理的分節段吊裝并采取限位措施。

（3）監控量測預警措施：臨近營業線施工前應做好監測方案，對軌道幾何狀態、土層位移、支護設施位移和內力狀態進行監測，進行信息化管理。沉降值、位移值、受力值等指標達到規定限制的60%進行預警，到達80%進行警戒；出現隆起、線路變形、位移等現象，觀測數值超過報警指標時，要立即停止施工，按規定啟動相應的應急預案。

4 結束語

通過對各種軟土地基施工方法優缺點的對比分析，較適用于臨近營業線軟土地基施工的工法有CFG樁、高壓旋噴樁、靜壓管樁筏板、鉆孔灌注樁筏板結構等，工程技術人員要熟悉各工程特點，掌握軟土路基施工工藝、技術標準，在此基礎上，可按照本文思路，辨識存在的風險因素，進行評估分級，采取針對性的施工管理措施和技術措施，避免和減低施工風險，確保行車和施工安全。

臨近營業線軟土地基施工的工況各有不同，風險因素及其危害性、發生的可能性也會發生變化，因此，在借鑒運用時要注意區分，本文研究、梳理的各項管理和技術措施在采納時也需結合具體項目進一步細化。