武咸城際鐵路跨武廣高速鐵路連續梁施工安全綜合防護技術

袁定安

(中鐵十一局集團有限公司,武漢 430074)

1 工程概況

武咸城際鐵路起于湖北省武漢市,止于湖北省咸寧市,在DK59+576處采用48 m+80 m+48 m連續梁跨越武廣高速鐵路,與武廣高速鐵路夾角為155°，見圖1、圖2。主墩21號、22號墩墩身離武廣高鐵限界最小距離8.35 m,梁底離武廣高鐵軌面最小距離10.9 m。連續梁跨越處武廣高鐵里程為K1300+348,正線2股道,線間距5 m。施工期間該處最高行車速度350 km/h,每天有80對列車通行。此連續梁跨越350 km/h繁忙高速鐵路,安全風險極高。

圖1 跨武廣高鐵轉體連續梁與武廣高鐵線路平面位置示意(單位：cm)

圖2 跨武廣高鐵轉體連續梁與武廣高鐵線路空間位置示意(單位：cm)

2 連續梁施工方法及安全隱患分析

2.1 施工方法

根據連續梁結構及距線路軌面很近的特點,對樁基、承臺、墩身、梁體各分部工程必需采用符合安全、質量要求的合適施工方法。

(1)樁基

連續梁主墩樁基為φ1.8 m,樁長49 m,采用旋挖鉆樁基施工,灌注采用水下混凝土灌注成樁。

(2)承臺

22、23號主墩基礎為鋼筋混凝土八邊形承臺,高7 m,分為上、下兩層承臺,上承臺厚2.5 m,下承臺厚4.5 m。模板采用組合式鋼模板,現場拼裝,鋼筋在場外加工、制作完成后現場安裝、綁扎。承臺混凝土根據結構需要,分4次澆筑,見圖3。

圖3 承臺混凝土分次澆筑示意

(3)墩身

連續梁2個主墩高度分別為3.5、4.5 m,高度較低,采用大塊定型鋼模一次澆筑成型,混凝土用汽車泵泵送入模,插入式振搗棒搗固密實。

(4)連續梁

連續梁采用平衡轉體施工法,即在2個主墩上下承臺間各安裝1套φ3 m的鋼球鉸,先在武廣高鐵鐵路線外側平行于武廣高鐵線路位置懸臂澆筑梁體,達到強度后水平轉動球鉸以上墩身與梁體,使2個主墩的T構梁體就位,在調整好梁體位置、高程后,鎖定球鉸,澆筑承臺的第4部分混凝土,固定上承臺,最后利用掛籃澆筑合龍段,使全橋貫通。

(5)橋面系

T構轉體前安裝好除合龍段外的護欄及遮板,合龍段完成并拆除吊模后,防護棚架拆除前,在“天窗”點內安裝該處護欄及遮板。安裝采用汽車吊運輸。

2.2 安全隱患分析及對策

2.2.1 安全隱患

(1)承臺、墩身施工均為臨近武廣高速鐵路,施工時若有物件掉落,易造成營業線行車事故；

(2)梁體懸臂施工時靠近武廣高速鐵路一側若有物件掉落,易造成營業線行車事故；

(3)轉體后合龍段施工為跨線施工,存在較大安全隱患；

(4)合龍后橋面護欄、遮板安全存在較大安全隱患；

(5)臨近及上跨營業線大型機械作業安全隱患。

2.2.2 對策

(1)承臺墩身施工時設置豎向隔離網；

(2)掛籃施工時對掛籃作全封閉防護,并在已施工梁段靠武廣高鐵一側設置防拋網；

(3)在連續梁投影范圍兩側向外延伸5 m范圍搭設鋼結構防護棚架,防護棚架具有承受梁體施工中可能掉落物件沖擊荷載的能力,將此部分武廣高鐵線路作覆蓋防護,隔離高空落物對高鐵行車的安全影響；

(4)轉體、合龍、棚架拆除等有重大風險因素的工序選擇“天窗”點內施工；

(5)護欄、遮板安裝等均在“天窗”點內就進行,橋上橋下均設有安全防護人員；

(6)確保大型機械在安全距離外作業,多方現場確認；在樁機上加裝纜風繩,防止向高鐵線路方向傾覆。

3 防護設計

通過技術防護、人員防護、合理調整施工時間3個方面確保高鐵運營安全及施工安全。

3.1 技術防護

3.1.1 棚架覆蓋防護

防護棚架采用型鋼結構門式框架,上面鋪I16型鋼,間距為1 m,然后在工字鋼上鋪設雙層密目鋼絲網封閉,沿武廣高鐵方向防護長度70 m,防護寬度為21.2 m。防護棚架水平桁架部分的底部距離接觸網桿頂0.2 m,距離軌面8.3 m,在防護棚架與導線之間掛防電板,承力索套絕緣套,見圖4。防護棚架按可承受350 km/h列車通過風荷載及上方145 kg(1塊遮板質量)落物沖擊荷載設計,保證線路上方安全。

3.1.2 掛籃封閉防護

掛籃正面通過在靠營業線一側上橫梁懸挑工字鋼骨架并掛設雙層密目鋼絲網進行防護,防護網距梁端支架1.5 m,滿足施工作業需求；底板作業平臺安裝防護欄桿并掛雙層密目鋼絲網；上橫梁上設置防護欄桿并掛雙層密目鋼絲網。掛籃側模在骨架外側掛設雙層密目防護網。防護安裝見圖5。

圖4 棚架防護斷面示意

側模頂部翼緣板位置設置防護立柱,立柱采用I10型鋼,間距2 m,高度2.5 m,焊接于翼緣板邊緣,立柱之間掛設密目鋼絲防護網、設置警示標志,見圖6。

掛籃兩邊同時安裝防護設施,防止偏載。

圖5 掛籃防護示意(單位：cm)

圖6 梁翼緣板外側防護示意(單位：cm)

3.1.3 鋼網排架豎向隔離防護

樁基、墩身施工時,在作業面與高鐵線路之間安裝豎向隔離鋼架。采用鋼管腳手架為骨架,滿掛雙層密目鋼絲網,防止物件侵入高鐵限界。鋼管腳手架與防護棚架立柱及滑道焊接,確保穩定,見圖7。

圖7 鋼網排架豎向隔離防護示意(單位：cm)

3.1.4 機械防護

對于侵入鐵路限界的施工作業,一律納入鐵路局施工計劃內,要點作業。

吊車(泵車)作業時,設備主機均停放于施工梁體外側,保證機械離高鐵線路15 m以上。吊車及泵車作業臂需接近高鐵線路限界的,作業前先測量作業點至接觸網線距離,確保吊車(泵車)臂最前端離接觸網桿的最小距離不得小于規定的安全距離,見圖8、圖9。

樁基施工采用旋挖鉆成孔,旋挖鉆機按遠離高鐵線路站位,機械底部放置20 mm厚鋼板加固地基,在鉆桿頂端向運離高鐵線路方向拉1根纜風繩,防止機械向營業線線路內傾覆。

3.1.5 梁面防拋網防護

已施工梁段安裝2.5 m高防拋網,防止物件拋入線路內。防拋網由間距1.5 m的腳手鋼管焊接于豎墻鋼筋上做立柱,水平焊接鋼筋做防護欄桿,滿掛雙層密目鋼絲網防止物件伸出梁邊線以外,見圖10。

圖8 泵車作業站位示意

圖9 吊車作業站位示意(單位：cm)

圖10 已完成梁段防拋網布置示意(單位：mm)

3.1.6 中跨合龍段作業防護

中跨合龍段施工采用吊模施工,在吊模底部及側面掛雙層鋼絲網防護,見圖11。

圖11 吊模防護示意(單位：cm)

(1)模底模與側模形成封閉作業空間。

(3)梁體上部設置防護欄桿,并掛密目鋼絲網。

3.2 人員防護

3.2.1 駐站監控防護

(1)上崗要點設防

施工前40 min通知鐵路局相關設備管理單位,駐站聯絡員按批準的防護方案在車站《行車設備施工登記薄》內登記,通過車站值班員向列車調度申請施工。駐站聯絡員接到調度命令后,用傳真機、聯絡電話、手機3種方式同時通知現場負責人,確定施工起止時刻,由現場負責人確認后發令執行。

(2)下崗撤防開通

由現場負責人發令執行。經檢查達到放行列車的條件,現場負責人用電話通知駐站聯絡員辦理開通手續,辦理開通登記后,通過車站值班員通知列車調度員開通區間。

3.2.2 作業點盯控防護

與鐵路局設備管理單位簽訂安全協議,共同派安全員24 h值班防護,禁止無點施工、禁止違章施工、禁止無關人員闖入,發現問題及時處理、上報。

3.2.3 出入現場登記

施工入口安裝鐵門,派專人職守,進出工點必須登記,小型物件進入現場必須登記,防止無關人員入內,避免小型物件意外掉入營業線內。

3.3 “天窗”點內施工保安全

在“天窗”點到來前0.5 h,施工人員做好施工準備,檢查、登記攜帶物品。“天窗”點到來后上橋施工,22號、23號墩各設1名安全員跟班作業,監督施工現場安全情況、“天窗”點結束前0.5 h,施工人員開始撤離,現場物件堆碼整齊,細小物件及時帶下橋。

4 本工程各種安全防護的特點

由于單一安全防護措施具有局限性,本工程同時采用多種安全防護措施,形成綜合防護體系,各種安全防護措施起到互補作用,保證工程整體安全,各種措施特點見表1。

表1 各種安全防護措施作用與特點比較

5 體會

本連續梁施工通過采用綜合安全防護措施,順利完成了施工任務,確保了武廣高鐵的安全運營,通過本連續梁施工,有以下幾點體會。

(1)跨高鐵現澆施工,開工前必須根據現場情況制訂合適的施工方案,針對具體的施工方法確定合理的防護方案,施工方案與防護方案須經鐵路局批準后實施。

(2)施工中要不斷對施工人員進行安全教育,不能因為有了防護而放松安全教育。

(3)防護設施抗沖擊能力有限,當可能有大件或較重物件掉落時,應在“天窗”點內作業,防止意外。

(4)施工中應定期對防護設施進行檢查,防止出現失效現象。

隨著我國高鐵建設的迅速發展,將有越來越多的橋梁跨越高鐵、高等級交通線路,如何做好對營業線的防護,確保運營與施工安全,還需要積累更多經驗,持續改進。

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