臨近鐵路營業線橋梁基礎施工技術

曹振杰

(中鐵大橋局集團第一工程有限公司)

1 工程概況

鄭州市中心區鐵路跨線橋工程是鄭州市內唯一一座上跨鄭州火車站鐵路樞紐的大型斜拉橋。跨鐵路主橋為雙塔單索面三跨預應力混凝土斜拉橋，全長460 m，寬度為33～42.07 m，最大跨度248 m，雙向六車道，雙塔高度為64.5 m。該工程地處市中心，且橫跨京廣隴海鐵路，施工場地狹窄，環境復雜，從技術到施工都具有鮮明的特點。

鄭州市中心區鐵路跨線橋主墩樁基直徑1.8 m，每個主墩29 根樁，樁深95 m/98 m。邊墩及輔助墩樁基直徑1.8 m，樁長42～50 m，共24 根。人行道橋樁φ1.0 m，樁長30 m，鐵路東側13 根，鐵路西側15 根。主橋2#墩承臺:21.8m ×28.68 m×3 m(八邊形結構)，四邊形錐體基座20.5 m ×14 m(12.5 m×6 m)×4 m。主橋3#墩承臺:21.8 ×28.68 ×4.3 m(八邊形結構)，上轉盤高2.8 m。邊墩、輔助墩承臺厚2.5 m。

2#、3#主墩承臺施工采用開口式基坑支護方案，承臺為八邊形。2#、3#墩承臺基坑開挖深度分別為6.38 m 和5.64 m。承臺邊距鐵路最邊股線中心距分別為5.24 m 和5.59 m。

主橋承臺基坑支護布置見“圖1 鄭州市中心區鐵路跨線橋主橋布置示意圖”。

圖1 鄭州市中心區鐵路跨線橋主橋布置示意圖

2 鉆孔樁施工

2.1 鉆孔樁施工方案

主墩基礎29 根φ1.8 m 鉆孔樁采用就地平整場地法利用旋轉鉆機鉆孔，垂直導管法灌注樁身混凝土。為減少對鐵路線的影響，加強既有線的防護，主塔墩鉆孔樁和基坑防護鉆孔樁鋼護筒采用振動法下沉施工，其它鉆孔樁采用挖埋法施工，鉆孔樁泥漿采用優質HPH 泥漿，在場地外側集中拌制通過泥漿管路輸送至孔位處使用，鉆渣采用泥漿處理器處理后，按要求運至場外指定地點棄放。

主墩鉆孔樁施工完成后根據設計要求通過預埋壓漿孔進行孔底壓漿。樁施工時利用汽車吊機配合作業，其工作內容包括護筒設置、吊裝鉆具、下鋼筋籠等。

2.2 臨近營業線鉆孔樁施工特點

對比普通陸地鉆孔樁施工，并結合本項目及其他臨近營業線鉆孔樁施工特點及難點，為減少對鐵路線的影響，對臨近營業線鉆孔樁施工進行總結，得出以下幾個特點，施工中應尤為注意。

(1)挖探調查。在施工前應主動聯系設備產權單位或管理部門，并在施工區域的兩端垂直線路方向，在監護下挖設兩條探溝，探明地下管線等的具體位置和數量，并予以遷改或保護。

(2)防振動。臨近營業線鉆孔樁施工，設備選型應減少對線路的振動。

(3)防侵限。樁機高度選擇要考慮其傾覆時對線路設備的影響，必要時采取反向拉錨等措施，嚴防向線路方向傾覆。鉆機與接觸網、回流線距離不足2 m 時，應聯系設備管理單位(供電段)在施工前采取接地等安全措施后方可施工。

(4)設備地基穩定。樁位處地面應平整堅實，當孔位侵入路基體時，應首先進行反壓、夯填至孔口位置方可放置樁機。

(5)護筒施工。臨近既有線鉆孔時，為避免坍孔等事故發生影響營業線安全，鉆孔樁施工時孔口護筒應適當加深，建議一般不少于5 m，特殊地質或距離較近時還應加長。鋼護筒可采用挖孔后栽樁等方式施工。

(6)泥漿防滲。泥漿池應采用專用箱槽或遠離路基設置，池壁采取防塌、防滲等保證路基穩定的措施，并定期檢查。

(7)防塌孔。泥漿比重應根據地質條件確定，按不利地層或高限取值，且經過試驗和監理確認，鉆進過程中應始終保持泥漿指標和水頭高度，期間停工或成孔后未立即灌注時，應保證泥漿循環，設專人負責監視孔位，關注孔內水位變化，避免塌孔。

(8)首件認可制。全橋首根鉆孔樁施工應在非臨近營業線處完成，根據成樁情況對臨近營業線鉆孔樁采用成熟工藝。

(9)起重作業安全。吊車證件齊全，操作人員持證上崗，作業前應對作業周邊環境進行調查，排除作業障礙，確定吊車進場路線及作業位置。鋼筋籠分節，溜繩拉設，吊機限制侵限轉動，一機一人一防護，人隨機動，機停落鎖。

3 承臺施工

3.1 承臺施工方案

2#、3#主墩基坑采用開口式基坑支護方案。基坑最靠近鐵路側承臺A、H 段支護采用φ1 500 mm挖孔樁，素混凝土挖孔樁護壁厚度0.15 m，樁長為12 m。B、G 段采用φ1 500 mm鋼筋混凝土鉆孔樁和素混凝土挖孔樁交替布置的咬合樁，樁長約12 m。樁頂設聯通折線形冠梁。基坑開挖從非鐵路線側向靠鐵路側逐步推進。

2#墩承臺及臺座分兩次澆筑，首先施工下面3 m 高的八邊形下承臺，后施工上面4 m 高的四邊形梯形臺座，3#墩首先施工下面3 m 高的八邊形下承臺，預留下球鉸勁性骨架施工槽口，待骨架定為后，完成該部分混凝土澆筑。然后安裝轉體部分設施，立模施工上轉盤，待轉體施工完成后，施工承臺后澆部分混凝土。施工時采用低水化熱的水泥、在承臺內埋冷卻管、加強養護等措施，確保承臺混凝土質量。

營業線承臺施工一般需按規范和設計要求對鐵路及基坑周邊構筑物進行監測。保證異常時按預案處理，確保鐵路運營線的安全。基坑施工時，對所設置測點進行實時觀測，跨線橋基坑四周及鐵路鋼軌的變形限值表1 如下所示。

表1 變形限值

3.2 墩身、塔柱施工方案

主塔墩墩身采用翻模施工，支架用鋼管架。2#墩臺座一次澆筑，墩身分兩次澆筑，第一次澆筑下部，第二次澆筑頂部實體段，箱內設預埋件及支架。3#墩施工鉸座后墩身施工同2#墩。

墩身、塔柱施工屬高空作業，施工期間，雜物墜落極易對鐵路運輸安全造成威脅。塔柱施工重點注意，模板及腳手吊裝作業安全，靠鐵路一側采用防護板配防護網封閉，防止雜物墜落，影響行車，造成傷害。

3.3 臨近營業線承臺、墩身、塔柱施工特點

(1)臨近營業線承臺基坑防護樁施工，同鉆孔樁施工需要注意人員機械等侵界、管線保護、作業吊裝等問題。

(2)臨近營業線承臺開挖施工，對營業線線路結構及設備影響更大，其支護方案應做專項設計及計算，施工中加強位移和沉降監測，確保鐵路軌道及設備、基坑周邊構筑物安全。

(3)臨近營業線承臺施工時，應有相應防塌方措施，派專人日夜巡守，列車通過、強降雨或持續降雨期間，及時檢查整修，發現路基開裂、變形、坍塌或線路狀態異常等，立即采取措施，危及行車時，嚴禁盲目放行列車。

(4)臨近營業線承臺開挖前在基坑頂四周挖設好排水溝或擋水墻，開挖完成后，在坑底四周設置排水溝及匯水井，保證坑內不積水。

(5)開挖出的泥土，不得堆放在基坑周圍，應該及時外運處理;靠鐵路側地表嚴禁堆放任何機械設備及物品。

(6)臨近營業線墩身模板作專項設計，保證有足夠的強度、剛度和穩定性。模板吊裝應確保不侵限、不損壞既有線設備、不造成人身傷害等事故。

(7)墩身腳手架立桿基礎要平整夯實，承載力符合要求，并按規定設置底座、墊木。腳手架高度在7 m 以上的，架體要按規范要求與墩身設置牢固拉結。腳手架外側要設置密目式安全網。并增設纜風繩對拉防風措施。

(8)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(鋼模板及腳手)均須接地。

(9)搭設、拆除腳手架前要確認與臨近既有線和接觸網回流線的安全距離2 m 以上，嚴防鋼管侵限和進入接觸網回流線安全范圍。

(10)墩身塔柱施工養護用水，嚴禁以柱狀流至接觸網及回流線上。

(11)鋼筋在安裝時用纜風繩固定，防止其在遇到大風天氣時傾倒;混凝土澆注采用泵送，宜遠離鐵路擺放，泵機大臂及泵管嚴禁侵限。

(12)搭拆腳手架時，嚴禁拋擲物品，施工區域應設警戒標志。嚴禁將模板支架、纜風繩、混凝土輸送泵管等固定在腳手架上。平臺、步梯設圍欄，周邊張掛密目安全網。

(13)塔柱施工中宜分層設置封閉式腳手平臺，靠近鐵路側采取密目鋼絲網等可靠的封閉措施，嚴防墜落物彈出。

4 結 語

臨近營業線施工具有作業難度大、風險高、危險因素復雜等特點，施工時要切實加強施工組織管理，選擇成熟工藝、可靠設備，重點防范重大危險源，依法合規作業。要點時要超前準備充分，考慮細致周全，確保安全高效正點完成任務。在施工中加強動態管理，作好首件或首段施工總結，調整優化方案和工藝操作后再批量展開大面積作業。要注意采用可靠的新技術新方法，對施工可能影響到的結構和設備等進行相應的監測監控，按規范規程控制其變形、沉降、震動等參數，強化技術保安全。結合鄭州市中心區跨線橋工程介紹了臨近鐵路營業線鉆孔樁及承臺、墩身、塔柱施工方案，同時對臨近營業線橋梁鉆孔樁、承臺、墩身及塔柱施工特點進行歸納總結，希望能為類似工程提供借鑒。

［1］李艷哲.鄭州市中心區鐵路跨線橋施工方案設計［A］.第十九屆全國橋梁學術會議論文集(上冊)［C］.2010.

［2］李華強.鄭州中心區鐵路跨線橋基坑支護創新設計與施工［J］.公路，2013，(8).

［3］張紹敏，彭心強.大跨徑橋梁鉆孔樁施工淺析［J］.城市道橋與防洪，2014，(8).