平行上跨既有鐵路線公路橋梁下部結構施工技術

廖大成

（上海金山公路建設有限公司，上海 201599）

1.工程概況

深圳市南坪快速路為城市快速道路，二期工程起于廣深沿江高速前海立交，終點接南坪一期塘朗立交，全長14.45km。南坪快速路右幅橋梁于K29+380跨上平南鐵路，于K27+760跨出平南鐵路，全長1620m。高架橋與既有鐵路關系效果圖如圖1所示。

圖1 高架橋與既有鐵路關系效果

2.采取的設計方案

（1）平行上跨既有鐵路線全線設置防護棚，防護棚起于平南鐵路K29+380，終于平南鐵路K27+580，總長1800m。

防護棚采用門式結構，兩側基礎采用C20砼，長×寬×高（1.5m×1.5m×1.0m），間距5.0m；基礎上采用φ426mm×10mm鋼管立柱，鋼管長6.5m；柱頂設置2根32工字鋼縱梁；頂棚主梁設40工字鋼，長7.4m；在主梁上設次梁10#槽鋼，間距10cm；在次梁上設10×10方木，間距10cm。從軌面到頂棚底凈高6.0m，鐵路兩側鋼管立柱外緣距軌道中心各3.0m。

（2）橋梁采用鉆孔灌注樁基礎、鋼蓋梁門式墩及鋼箱梁。

（3）在樁頂和墩頂（墩高大于10m）分別用系梁連接，以保證橋墩的整體穩定性。

（4）鐵路上方橋梁全部采用鋼箱梁。

3.施工方案

3.1 防護棚施工方案

3.1.1 主要工序施工

（1）基礎施工：防護棚基礎開挖采用小型挖機配合人工開挖，在基礎承載力達到設計要求后，綁扎基礎鋼筋及預埋地腳螺栓，立模澆筑混凝土。

（2）立柱施工：在鐵路封鎖停運期間進行防護棚立柱施工；立柱由人工配合吊車進行吊裝，確保吊車吊臂、鋼管立柱在空間上不侵入鐵路界限，為確保立柱不搖擺旋轉侵限，在立柱上設2根牽引拉繩，由人工拉緊對位，就位后迅速將鋼管柱底部與預埋螺栓進行連接，鋼管柱就位后，在立柱的中部通長使用10號槽鋼將立柱縱向連接，每30m設置一道斜撐。

（3）縱橫梁施工：在鐵路封鎖停運期間進行防護棚縱橫梁施工；縱橫梁工字鋼采用吊車吊至鋼管立柱頂部，平穩就位后，人工調整工字鋼位置后將工字鋼與下層鋼板（工字鋼）焊接。

3.1.2 防護棚施工采取的措施

（1）施工時在施工位置與鐵路之間設置臨時圍擋。

（2）施工過程中安全防護員全程在崗，安全防護員配備必要的防護設備（安全帽、反光背心、口哨、佩戴安全員標志等），施工過程中確保機械、設備、材料、人員不侵入鐵路限界。

（3）列車通過施工地段時暫停一切施工[1]。

3.2 樁基施工

3.2.1 樁基施工方案

（1）樁基施工前人工挖探和物探施工影響范圍各種路內路外管線，確保施工范圍內地下無管線。

（2）樁基采取沖孔成孔、水下砼灌注成樁工藝。

3.2.2 樁基施工采取的措施

（1）根據樁基設計、地質條件情況，特別是沿鐵路線兩側布置的特殊情況，考慮到樁基施工對平南鐵路的影響，以及平南鐵路列車行駛震動對樁基施工的影響，在鐵路影響范圍內樁基采取深鋼護筒沖擊鉆鉆進成孔（即采取同孔深鋼護筒鉆進施工、護壁），保鐵路路基安全和樁基施工安全。

（2）成孔后及時驗孔、澆筑砼。靠既有線側鋼筋籠分段長度不大于6m，采用4點懸掛法起吊。吊裝時用牽引拉繩拉住鋼筋籠底口，防止鋼筋籠來回擺動侵限；吊車設置在遠離既有線的便道邊。

（3）在樁基施工位置設置臨時圍擋，把樁基施工區域與鐵路線分開。

（4）樁機移動過程中設專人指揮，樁機移動安排在無列車通過的時間段進行。

（5）沖孔作業時，在鐵路外側用鋼絲繩將鉆機頂固定，避免鉆機倒向鐵路造成事故。

（6）吊裝作業在白天進行，吊裝時安全員現場防護；當有列車通過時，停止一切作業。

3.3 承臺、系梁施工

3.3.1 承臺、系梁施工方案

（1）采取開挖基坑，現澆承臺、系梁的方式進行施工。

（2）為防止地下水浸泡基坑，在基坑內沿基底四周設置排水溝和集水井，及時抽水保證基坑內干燥。坑底開挖至距設計標高約10cm后，人工清理整平，再澆筑基礎墊層，待承臺施工完成后及時回填基坑。

（3）恢復鐵路邊排水溝及邊坡等至原貌狀態。

3.3.2 承臺、系梁施工采取的措施

（1）為防止承臺、系梁基坑開挖造成鐵路路基塌陷，部分承臺基坑開挖采取鋼板樁支撐的施工方案，采用機械開挖，人工配合。

（2）鐵路路基上設置位移觀測樁，基坑開挖過程中，對位移觀測樁密切進行監測，注意邊坡的位移變形，若邊坡出現滑裂或坍塌現象，立即停止作業，及時回填處理；基坑開挖后不得長時間暴露，防止地質風化及雨水浸泡；基坑開挖經檢驗合格后，快速組織鋼筋、模板及混凝土的施工。

（3）做好原地面及基坑內的截、排水系統，將水引排至便道的排水溝內。

（4）開挖過程中除在遠離基坑及既有線處存放基坑回填的土石方外，其余的土石方通過便道及時運出施工場地。

（5）施工過程中密切關注天氣情況，雨天禁止進行開挖作業。

（6）基坑開挖成形后在基坑四周距基坑邊1m處用鋼管設置1.5m高防護欄桿并掛防護網及警示標志牌，當有列車通過時，承臺基坑內的作業人員撤離到地面安全位置。

（7）承臺施工完成后應及時進行回填夯實，保證營業線路基穩定。

3.4 混凝土墩身施工

3.4.1 混凝土墩身施工方案

橋墩墩柱施工采用定制鋼模一次澆筑成型。

3.4.2 墩身施工采取的安全防護措施

（1）在鐵路限界外設置圍擋，防止模板、鋼筋、設備、人員進入鐵路限界。

（2）墩身施工需要的大型機械如吊車、泵車，外伸懸臂比較長，這些機械停靠在遠離鐵路側，同時保證懸臂伸出時不侵入鐵路界限。

（3）墩身鋼筋施工前先做好內部支架并拉設纜風繩，防止鋼筋安裝過程中發生傾覆。

（4）模板安裝時，嚴格按先鐵路一側，再其他方向的順序，吊車吊裝時應緩慢移動，防止吊裝時吊車大臂或模板侵入既有線界限；墩身模板安裝或拆除時，設專人指揮，專職安全員防護。在模板下口掛2根纜風拉繩，背向既有線方向人力牽引，防止模板擺動侵限。

（5）模板安裝完畢后，在模板頂上設纜風繩，確保模板穩固，檢查合格后方可澆筑墩柱砼。

（6）腳手架、支架靠鐵路一側，設置安全網全封閉圍護，嚴禁向鐵路一側抽穿鋼管、鋼筋；嚴禁從高空向鐵路側投擲物件。

（7）墩身砼澆筑采用汽車泵，在砼澆筑過程中，設專人指揮；當有列車通過時，停止施工，所有作業人員撤離到既有線安全距離以外[2]。

3.5 鋼蓋梁施工

3.5.1 鋼蓋梁施工方案

高架橋平行上跨鐵路部分采用鋼蓋梁門式墩，鋼蓋梁門式墩編號從Y5到Y54。鋼蓋梁與鋼柱均采用在工廠整體加工后分節運輸到工地后吊裝焊接。

3.5.2 鋼蓋梁施工采取的安全防護措施

（1）橋墩鋼蓋梁吊裝拼接過程中，需對鐵路行車封鎖要點。

（2）橋梁鋼墩柱及鋼蓋梁吊裝前編制吊裝方案，根據現場情況，計算確定吊機停放位置以及懸臂長度、起吊高度及起吊角度等技術參數。

（3）高處施工機具應放置穩定、牢固，施工人員不得向下拋擲任何物品。

4.施工過程中可能涉及的應急預案

4.1 挖斷管線應急預案

（1）在臨近既有鐵路線施工之前，必須會同設備管理部門對紅線范圍內管線進行調查、確認。施工前首先挖探溝和物探，明確管線位置[2]。

（2）施工過程中若發生意外事故挖斷管線危害行車安全時，現場防護員必須立即通知車站及相關設備管理單位，具體做法如下：1）現場防護員立即報告車站，匯報事故發生地點、事故原因及現場目前情況、事故損失等情況。2）現場防護人員按相關規定設置防護措施，并在原地監視。3）設備管理單位現場確認，制定緊急方案后，立即組織人員、機具、材料，配合設備管理單位盡快搶修完成，最大限度減少對既有鐵路線的影響。

4.2 樁基塌孔、邊坡失穩、塌方造成線路變形超限應急預案

（1）施工前，必須在隔離柵欄上開應急通道并上鎖，鑰匙由現場專職安全員保管，保證有突發事件線路封鎖后搶修人員能迅速進入事故現場，搶修人員必須是經過安全培訓合格的熟練工人，作業時必須佩戴防護用品，穿著防護背心等，自覺遵守鐵路有關規定，增強護路防傷意識[1]。

（2）一旦發生樁基塌孔，或基坑涌水、涌砂等情況，必須果斷采取措施，立即停止施工，第一發現人員首先高聲呼喊，及時通知現場負責人和現場安全員，如樁基塌孔（流砂）、基坑涌水量大、涌砂嚴重等應直接回填處理。如現場有人受傷，需撥打搶救電話“120”，向當地醫院求救，現場可視情況進行包扎、止血等應急處理，并按以下步驟防護：1）防護人員立即報告建設單位，并快速穿過隔離柵欄應急通道進入相應受影響的鐵路區域。2）觀察現場情況，如造成既有線路基塌陷或線路變形超限影響既有鐵路行車安全的，應立即用廠制短路銅線進行線路頂紅短路，同時立即向建設單位及相關設備管理部門匯報現場情況，啟動應急預案，尋求援助。3）如果已經有列車駛入該區間，應立即向列車顯示停車信號，白天用紅色信號旗，夜晚用紅色信號燈，快速將響墩放置在能趕到的地點鋼軌上，攔停列車。4）線路搶修時必須有既有鐵路線管理部門人員在場，組織人員、機具、設備配合指導搶修爭取及早恢復通車。

4.3 大型機械設備及墩臺模板傾覆應急預案

當大型機械傾覆及墩臺模板入侵既有鐵路限界時，按照以下步驟防護：

（1）防護人員立即報告建設單位及既有鐵路線相關管理部門，并快速穿過隔離柵欄應急通道到達事故區域。

（2）如果已經有列車駛入該區間，應立即急速奔向列車，向列車顯示停車信號，白天用紅色信號旗，夜晚用紅色信號燈，并迅速放置響墩，攔停列車。

（3）拖出大型設備或模板。

（4）如事故傷及線路，組織人員、機具、設備快速搶修及早恢復通車。

5.結語

在既有鐵路線范圍內施工的重難點是施工過程中既要保證南坪快速路的正常施工，又要保證平南鐵路正常運營，施工范圍地下、地上構建筑物、各類線路復雜，施工范圍場地狹窄、交通不便、施工安全風險較大，為確保工程的順利實施，施工過程中做到如下幾點：

（1）項目施工前，與平南鐵路管理單位進行充分的對接，詳細了解施工范圍內平南鐵路附屬的地上、地下各種管線、構筑物，對防護棚、橋梁施工有影響的部位提前采取措施（改移位置或者采取防護措施），確保施工期間既有線的正常運行。

（2）與橫穿施工范圍鐵路線的各類管線相關管理單位進行對接（電力、通訊等），對防護棚、橋梁施工有影響的部位提前采取措施（改移位置或者采取防護措施），確保施工期間相關管線的正常運行。

（3）在鐵路影響范圍內樁基采取深鋼護筒沖擊鉆鉆進成孔（即采取同孔深鋼護筒鉆進施工、護壁），避免造成既有鐵路線路基塌陷及樁孔坍塌的工程事故，確保鐵路路基安全和樁基施工安全。

（4）在鐵路范圍內采取開挖作用前，采用人工挖探或物探的方法確認施工范圍內地下無管線或結構物后方可進行正式開挖作業。

（5）鐵路兩側承臺開挖施工過程中密切關注天氣變化情況，施工過程中做好監控量測工作，發現問題，及時回填，確保鐵路線的正常運輸。

（6）在鐵路上方和鐵路兩側施工前與平南鐵路公司有關管理部門簽定施工安全協議，施工過程中雙方委派專職安全防護人員全程在施工現場配合施工，為確保施工過程中的信息通暢，對每工點配備大功率對講機和電話機進行直接聯系，所有防護人員配備移動通訊手機，保證信息暢通[2]。