安亭疏解上行線施工方案研究

楊建中，邵寅旭，邱裕林.滬寧城際鐵路股份有限公司，江蘇蘇州　5600 .西南交通大學土木工程學院，四川成都　6003

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安亭疏解上行線施工方案研究

楊建中1，邵寅旭1，邱裕林2
1.滬寧城際鐵路股份有限公司，江蘇蘇州215600 2.西南交通大學土木工程學院，四川成都610031

摘要上海軟土地基廣泛分布，地質條件惡劣，安亭疏解上行線上跨既有京滬鐵路，其施工安全風險高，對京滬線運營將造成很大的影響。為了保證施工安全與既有線運營安全，探討了先橫移后轉體法施工與橫移法施工這兩個施工方案的方案比選，通過研究鋼桁梁橫移法施工方案以及對該方案進行安全風險評估，提出可行的措施。結果表明，在既有線上空架設鋼桁梁，橫移法施工方案能夠確保既有線的安全運營，同時使得整個工程能夠順利進行。

關鍵詞上行線；施工方案；風險評估

1　工程概況

1.1安亭疏解上行線跨京滬線特大橋布置

滬通鐵路，又稱“滬通線”，是連接上海市與江蘇省南通市的高速客貨鐵路干線，位于長江三角洲地區，跨越長江，是中國沿海鐵路的重要組成部分。滬通鐵路以客運為主、兼顧貨運，速度目標值為200km/ h，全長248.9km，工程估算486.8億元。安亭疏解上行線特大橋施工為滬通鐵路HTZQ-6標段營業線的一個施工項目。安亭疏解上行線特大橋跨京滬線，特大橋全長2013.110m，全橋孔跨布置為（1-32m+1-24m+1-32m+1-24m+1-32m+1-24m+5-32m+1-30m+1-24m+4-32m+2-24m+3-32m+1-26m+2-32m）+1-64m，下承式鋼桁梁為（24-32m+1-24m+11-32m），25#墩至26#墩采用1-64m鋼桁梁跨越既有京滬線，跨既有京滬線1-64m鋼桁梁為單線無豎桿整體節點平行鉉三角桁架下承式簡支鋼桁梁，節間長度12.8m，桁高12.8m。鋼桁梁在YDK132+880與京滬線相交，交角為25°。

圖1　拼裝中的鋼桁梁

圖2特大橋位置

1.2地質特征

線路所經地區為長江沖積平原河口新三角洲平原區，地層成因主要為沖海積、海沖積，局部為沖積及湖沼積，具有海陸相相互交替沉積的特點，巖性變化較大，基巖埋藏較深，大約介于160m～300m。地層為第四系松散堆積層，軟土地基在沿線廣泛分布，一般厚5m～15m，最厚達25m；七度地震區地表以下15m范圍內粉土、粉砂多為可液化層。沿線工程地質條件普遍較差，需要經過地基處理后才能修筑路基，路堤填料缺乏。

全線地形平坦，地勢開闊，海拔標高2.0m～4.5m。沿線河網密布，水塘星羅棋布；公路交通發達，城鎮化較快，廠房、民居密布；其余空地多為高產農田、菜地。

施工區域內特殊巖土主要是廣泛分布的第四系全新統松散堆積的淤泥質土層及淤泥。天然含水量w=42.5%，天然密度γ= 17.7kN/m3，孔隙比e=1.2，快剪強度φu=7.5～12.8°，Cu=6.1kPa～13kPa，固結快剪φcu=13.7°～16.7°，壓縮系數a1～2=0.62MPa-1，壓縮模量Es = 2.67MPa，qc = 0.59MPa。

1.3工程特點

1）橋梁跨越既有京滬線，橋中線與下穿既有京滬線夾角為25°，且橋墩距離既有京滬線較近。

2）既有京滬線運輸繁忙且多為動車組，行車干擾大，鋼桁梁自重大，跨度大，上跨京滬線施工安全風險高。

3）受地勢的限制，線間施工空間狹小，工程協調難度大，組織困難。

2　施工方案比選

2.1鋼桁梁先橫移后轉體法施工方案

采用在線路一側沿線路方向搭設臨時支墩，通過25#墩及臨時支墩進行鋼桁梁組拼，然后在端頭臨時支墩及26#墩之間搭設滑道梁，以25#為旋轉軸，鋼桁梁通過滑道梁轉體就位。施工步驟如下：

圖3　鋼桁梁拼裝平面布置圖

第一步：施工25#、26#墩，可同步施工26#墩側沿既有線走向的臨時支墩；

第二步：臨時支墩搭設完成后，在25#墩上安裝臨時轉軸支座，在5#臨時支墩和26#墩間搭設臨時滑道梁，在臨時支墩上搭設工作平臺；

第三步：利用吊車輔助，在臨時支墩上拼裝鋼桁梁；

第四步：鋼桁梁拼裝完成后拆除臨時支架，使鋼桁梁變簡支狀態，達到轉體條件；

第五步：利用天窗時間，使鋼桁梁橫移轉體至設計位置；

第六步：調整鋼桁梁位置，完成架設。

2.2鋼桁梁橫移施工方案

根據上行線跨既有京滬線特大橋25#至26#墩兩側施工現場的具體情況，結合64m鋼桁梁自重大、跨度大、上跨營業線施工安全風險大的特點，為確保施工安全，鋼桁梁施工采用線外拼裝、整體橫移就位方案，鋼桁梁拼裝場用地面積5 334m2，即在25#墩北側32m（順線路方向左側）搭設臨時支墩拼裝鋼桁梁，待26#墩側滑道梁安裝完成后，然后通過橫移支架及滑道梁將鋼桁梁整體橫移就位。

施工工序：

1）桿件預拼；2）下弦橋面桿件安裝；3）上弦桿、腹桿和橋門架橫聯安裝；4）上平聯系統及附屬件安裝；5）橋型調整、螺栓終擰；6）安裝滑道梁，拆除臨1#-4#臨時支墩；7）利用天窗時間，在滑道梁上頂推或拖拉鋼桁梁，使鋼桁梁橫移至設計位置；8）拆除滑道梁，落梁并調整至設計位置，安裝支座，完成鋼桁梁橫移法施工。

圖4　鋼桁梁拼裝示意圖

2.3方案比較

由于鋼桁梁自重大，跨度大，施工時又要上跨營業線，營業線安全運營風險大。所以在營業線上的施工工序越少，安全風險越低，而鋼桁梁橫移法施工方案比鋼桁梁先橫移后轉體法施工方案的工序少，同時也減少了營業線上施工的施工時間，相對來說安全風險較小，所以采用鋼桁梁橫移法施工方案。

3　施工安全風險評估

3.1風險識別

風險識別是風險評估與管理的基礎。本次風險識別的主要對象是對鋼桁梁橫移法施工方案的風險識別，從中找出影響施工的主要安全因素。風險識別的主要內容有：

1）在橫移法施工中哪些因素應該考慮？

2）除橫移法外，還有哪些因素對項目安全施工產生威脅？

3）引起這些風險的主要因素有哪些？

3.2各項基本風險、引起風險的因素

根據滬通六標營業線總體施工組織設計對鋼桁梁橫移法施工方案風險分析。

1）鋼桁梁跨京滬營業線，一旦鋼桁梁施工出現差錯，就會影響京滬鐵路的正常運營。

2）橫移法施工屬于高空作業，存在人員高空墜落和高空墜物的危險因素。

3）高空作業風雨天施工，存在人員滑落等危險因素。

4）墩位施工對京滬既有線的沉降會產生影響。

表1　安全風險源識別

3.3風險評價

在風險源分析識別的基礎上，首先制定風險分級，按照此方法對每一個風險發生的可能性及其產生后果的嚴重程度進行分析與評估，從而為風險的管理提供基礎。按照風險發生的概率大略地把風險分為五個等級，五級風險為風險發生概率十分高的風險，也是需要重點關注的風險，四級風險為時常都有可能發生的風險，其發生的概率比五級風險低，也需要重點把控，至于三級，二級以及一級風險，其風險發生的概率都很低。這樣初略地給風險分級，能夠很清楚地看出各個風險源對整個項目施工的大致影響。

表2　安全風險評價

從表2可以看出既有線路基沉降是最容易發生的風險，重點研究解決此風險的方案，同時人員高空墜落與高空設備墜落風險僅次于既有線路基沉降，也應引起高度的重視。雖然各種機械事故風險發生的頻率較低，但這樣的風險也會危及施工人員的安全，造成不必要的財產損失，它們的存在不容忽視。

3.4安全風險管理

1）既有線路基沉降。由于上海地質條件普遍較差，所修建的墩位距離京滬營業線很近，必將引起京滬線路基的沉降，所以在25#、26#墩基坑施工時，基坑開挖前應打設鋼板樁進行防護，鋼板樁離營業線邊坡3m之內的，不得拔出。這樣就有效地解決了路基的沉降問題。

2）人員高空墜落與高空設備墜落。由于該項目屬于高空作業，施工時處于既有線上方，同時橫移法施工過程中所用的鋼桁梁自重大，跨度大等特點使得人員高空墜落與高空設備墜落的風險很容易發生，從而給整個工程帶來不可估計的危害。所以在人員施工操作方面，對他們應加強安全教育與技術培訓，規范施工行為，提高操作技術，特別是在風雨天氣的環境下施工，對于員工的安全更應該高度重視。在高空設備有墜落風險方面，應規范安裝次序與提高安裝技術，確保安裝的質量。

3）各種機械事故。如腳手架在施工中的應用。近幾年，因腳手架坍塌而引起的重大安全施工問題頻繁發生，造成了嚴重的人員傷亡和財產損失，同時也給項目施工順利完成帶來了很大的阻礙。

針對像這樣一類的機械事故，一方面可能是由施工人員安全意識薄弱，施工行為不規范造成的，另一方面則應該歸咎于所購買的施工機械的質量以及及時對機械的保養與維護，應建立一整套制度來保養與維修機械，確保它們的質量，使之能夠安全地應用在施工當中，盡量減少甚至消除各種機械事故對工程施工的不利影響。

4　結論

通過跨既有線鋼桁梁橫移法施工，我們可以總結出以下經驗：

1）在惡劣的環境下開挖基坑修建橋墩，同時此橋墩距離既有線很近時，基坑開挖前應打設鋼板樁進行路基加固處理，這是一個可行的選擇。

2）在既有線上空架設鋼桁梁，橫移法施工方案能夠確保既有線的安全運營，同時使得整個工程能夠順利進行。

參考文獻

［1］曾華，耿海波，栗昊.工程項目風險管理［M］.北京：中國建筑工業出版社，2013.

［2］孫連勇.大跨度鋼桁梁橫移架設技術研究［D］，2013.

［3］朱曾耀，陳民文.單線箱梁在橋梁墩頂橫移架設的施工工法［J］.施工技術，2015（1）.

中圖分類號TU3

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）165-0232-03

作者簡介：楊建中，高級工程師，滬寧城際鐵路股份有限公司。邵寅旭，滬寧城際鐵路股份有限公司。邱裕林，西南交通大學土木工程學院。