橋梁墊石防震落梁擋塊病害整治施工技術(shù)管理

田福臣TIAN Fu-chen；王鑫WANG Xin；郭軍起GUO Jun-qi

（①丹大快速鐵路有限責(zé)任公司，大連 116001；②中鐵二十一局集團(tuán)第六工程有限公司，大連 116001）

1 工程概況

大連鐵路樞紐改造工程跨后鹽特大橋等八座橋梁的墊石、防震落梁擋塊不同程度的存在開裂等病害，而且逐年加重，橋梁墊石、防震落梁擋塊病害整治以保證結(jié)構(gòu)安全、保證運(yùn)營安全為基本原則，盡量避免大拆大換，以減少對(duì)鐵路正常運(yùn)營的影響。

八座橋梁墊石病害部位基本一致，均發(fā)生在和防震落梁擋塊接觸位置，墊石混凝土發(fā)生上翹破損，防震落梁擋塊與墩帽離縫。橋梁支座下方混凝土密實(shí)無開裂，支座工作狀態(tài)正常。其中劉半溝大橋2#墩因墊石鋼筋保護(hù)層厚度較大，墊石混凝土破損面積相對(duì)較大，其他墊石鋼筋保護(hù)層厚度正常，破損面積不大。

2 橋梁墊石、防震落梁擋塊病害的成因

2.1 墊石病害破損形式見圖1

圖1 墊石病害破損形式

2.2 橋梁墊石、防震落梁擋塊病害原因

大連鐵路樞紐改造工程架梁施工采用TJ165 型鐵路架橋機(jī)架設(shè)，架梁的過程中需要平移將T 梁落到支座上。架梁時(shí)將部分防震落梁擋塊預(yù)埋鋼筋切斷，防震落梁擋塊澆筑時(shí)未將切斷的鋼筋焊接恢復(fù)，防震落梁擋塊與橋墩間鋼筋連接部分或全部缺失。防落梁擋塊頂起的原因，是鋼軌樁預(yù)留孔積水，在鋼軌樁預(yù)留孔灌注砼前未清除積水，且搗固不密實(shí)，擋塊澆筑砼前墩頂清理不徹底，切斷鋼筋未恢復(fù)，導(dǎo)致防落梁擋塊與墩頂混凝土連接處混凝土產(chǎn)生裂紋縫隙，冬季凍脹裂紋縫隙擴(kuò)大，如此循環(huán)反復(fù)病害逐步嚴(yán)重，再加上防落梁鋼軌樁預(yù)留孔內(nèi)有積水，發(fā)生凍脹將鋼軌樁與擋塊頂起并將支承墊石上方無筋范圍混凝土拉裂脫落。

3 橋梁墊石、防震落梁擋塊病害整治方案及施工流程

3.1 橋梁墊石病害整治整治方案

3.1.1 依據(jù)墊石混凝土破損情況及墊石鋼筋保護(hù)層厚度檢測情況，采取以下工程措施整治墊石病害：

①根據(jù)劉半溝大橋2 號(hào)墩墊石破損程度，采用混凝土套箍方案對(duì)其進(jìn)行整治。②其它墊石，根據(jù)其破損程度，采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)墊石破損部位對(duì)其進(jìn)行整治。

3.1.2 防震落梁擋塊病害整治方案

防震落梁擋塊病害整治方案為：拆除現(xiàn)有病害防震落梁擋塊，按設(shè)計(jì)返工重建。

3.2 施工工藝流程

橋梁墊石和防震落梁擋塊病害整治施工空間狹小，為避免作業(yè)相互干擾，病害整治總體施工流程安排如下：劉半溝大橋2 號(hào)墩墊石和防震落梁擋塊病害整治施工流程：施工準(zhǔn)備（辦理施工計(jì)劃）→鑿除現(xiàn)有防震落梁擋塊→拔出預(yù)埋鋼軌→清理預(yù)留孔內(nèi)雜物→插入鋼軌→預(yù)留孔內(nèi)灌注同等級(jí)細(xì)石混凝土搗固密實(shí)→環(huán)氧砂漿修補(bǔ)墊石破損部位→防震落梁擋塊鋼筋修復(fù)、綁扎→安裝防震落梁擋塊模板→澆筑防震落梁擋塊混凝土→拆除防震落梁擋塊模板→按設(shè)計(jì)方案施工墊石混凝土套箍→在套箍混凝土表面外擴(kuò)30cm 涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水材料→驗(yàn)收。

其它墊石和防震落梁擋塊病害整治施工流程：施工準(zhǔn)備（辦理施工計(jì)劃）→鑿除現(xiàn)有防震落梁擋塊→拔出預(yù)埋鋼軌→清理預(yù)留孔內(nèi)雜物→插入鋼軌→預(yù)留孔內(nèi)灌注同等級(jí)細(xì)石混凝土搗固密實(shí)→環(huán)氧砂漿修補(bǔ)墊石破損部位→防震落梁擋塊鋼筋修復(fù)、綁扎→安裝防震落梁擋塊模板→澆筑防震落梁擋塊混凝土→拆除防震落梁擋塊模板→驗(yàn)收。

3.3 施工準(zhǔn)備、鐵路設(shè)備防護(hù)及行車防護(hù)

①橋梁墊石、防震落梁擋塊病害整治施工不進(jìn)入線路封閉網(wǎng)內(nèi)，采用橋面下施工，辦理類臨近營業(yè)線B、C 施工計(jì)劃方式進(jìn)行橋梁墊石及防落梁擋塊病害整治。②鐵路設(shè)備防護(hù)：對(duì)支座、接觸網(wǎng)立柱、橋墩圍欄等鐵路設(shè)備進(jìn)行必要的遮蓋防護(hù)，使用電焊及時(shí)視情況利用木板或鋼板做臨時(shí)防護(hù)，防止焊渣火星四濺，引燃鐵路設(shè)備。③行車防護(hù)：施工前向臨站了解施工區(qū)間列車運(yùn)行時(shí)刻，掌握列車運(yùn)行間隔時(shí)間。病害整治全部在列車運(yùn)行間隔施工。④駐站防護(hù)員與現(xiàn)場防護(hù)員采取手機(jī)和公網(wǎng)對(duì)講機(jī)雙重聯(lián)絡(luò)工具，保證聯(lián)系通暢。施工期間每隔30 分鐘聯(lián)系一次，互通情況，當(dāng)列車通過施工區(qū)間兩端車站時(shí)，駐站防護(hù)員通知現(xiàn)場防護(hù)員暫停帶有震動(dòng)的作業(yè)施工，待列車通過施工現(xiàn)場后，現(xiàn)場防護(hù)員向駐站防護(hù)員通報(bào)現(xiàn)場情況后恢復(fù)施工。

3.4 施工人員及材料運(yùn)輸方法

①采取每天臨時(shí)拆除一片橋下封閉網(wǎng)網(wǎng)片供施工人員、工器具和施工材料進(jìn)出。每天施工完畢后立即重新封閉。按照集團(tuán)公司相關(guān)要求，施工前向橋下封閉網(wǎng)管理單位辦理拆網(wǎng)許可手續(xù)。

②采用門型腳手架搭設(shè)爬梯供施工人員上下橋墩使用，爬梯搭設(shè)高度與橋墩圍欄平齊，施工人員、工器具和施工材料均采用繩索人力吊運(yùn)至橋墩頂面。為了保證腳手架爬梯的穩(wěn)固，利用橋墩對(duì)拉螺栓孔植筋，每隔4 米爬梯與橋墩進(jìn)行連接，保證爬梯的穩(wěn)固。腳手架每班次作業(yè)時(shí)現(xiàn)場搭設(shè)，作業(yè)結(jié)束后，搭設(shè)高度低于8 米的爬梯立即拆除，同時(shí)運(yùn)離施工現(xiàn)場；高度大于8 米的爬梯，拆除上部4 米運(yùn)離現(xiàn)場。

3.5 墊石混凝土套箍施工方法

3.5.1 墊石混凝土套箍施工方法

①使用風(fēng)鎬拆除既有防落梁擋塊混凝土，利用千斤頂拔出預(yù)埋鋼軌，將預(yù)埋孔內(nèi)清理干凈，重新插入鋼軌，用同等級(jí)細(xì)石砼灌滿預(yù)埋孔并搗固密實(shí)。②將既有墊石及墊石間頂帽混凝土鑿毛，沿既有墊石破損邊緣切割、修鑿，使破損邊緣具有一定的厚度，并清理干凈。③在1#、2#墊石間按設(shè)計(jì)圖植入鋼筋。1#、2# 墊石間植筋見示意圖2。④在1#、2#墊石間空隙安裝模板，澆筑同等級(jí)（C40）微膨脹混凝土將1#、2#墊石連成整體，混凝土澆筑完成后覆蓋塑料膜保濕養(yǎng)護(hù)，視氣溫情況覆蓋棉被保溫養(yǎng)護(hù)。⑤沿整體墊石四周鑿除既有墊石混凝土，鑿除寬度10cm。選用震動(dòng)相對(duì)較小的電鎬作為鑿除工具，開鑿前先在墊石表面彈線，標(biāo)示出鑿除范圍，采用無齒鋸沿鑿除標(biāo)識(shí)線切割，切割深度3～4cm，目的是保護(hù)非鑿除范圍的墊石混凝土，并且在鑿除混凝土后形成規(guī)則的邊緣。開鑿過程中利用無齒鋸將鑿除范圍的混凝土分割成小塊，以減小震動(dòng)對(duì)鐵路設(shè)備的影響。混凝土套箍構(gòu)造見示意圖3。⑥墊石混凝土鑿除完成后，在墊石四周按設(shè)計(jì)植入連接鋼筋（植筋工藝見3.5.2條）。套箍鋼筋集中加工后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行綁扎，考慮施工空間狹小，鋼筋間的連接采用單面焊接，焊接長度不小于10d。鋼筋安裝完成后，清理雜物，安裝套箍模板并固定牢固。混凝土套箍鋼筋布置圖見圖4。⑦澆筑混凝土前，將模板內(nèi)雜物用高壓水或高壓風(fēng)清理干凈，并將原混凝土接觸面澆水濕潤，并不得有明顯積水。混凝土采用C50 商品混凝土，將混凝土分次裝入橡皮桶內(nèi)，利用滑輪人力垂直運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅娌⒐嘧⒌侥０鍍?nèi)，采用小型振搗棒搗固密實(shí)，頂面用抹刀壓實(shí)壓光。混凝土澆筑完成后，表面覆蓋塑料膜保濕，視氣溫情況覆蓋棉被保溫。⑧套箍混凝土養(yǎng)生結(jié)束后，拆除模板，在套箍混凝土表面并外擴(kuò)30cm 涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。

圖2 1#、2#墊石間植筋示意圖

圖3 混凝土套箍構(gòu)造圖

圖4 混凝土套箍鋼筋布置圖

3.5.2 植筋施工方法

植筋施工工藝：①鉆孔：用電錘精確鉆孔，確保孔徑及孔深。②清孔：利用氣筒及毛刷等清孔設(shè)備清孔，用毛刷刷三遍、氣筒吹三遍，氣筒應(yīng)從鉆孔的底部吹起，且最后一遍一定要用氣筒吹，以確保孔壁無塵。③注膠：使用膠槍將膠注入孔內(nèi)，由底部開始注入，注入孔體積2/3。④安裝：注完膠之后將鋼筋手動(dòng)旋轉(zhuǎn)插入孔內(nèi)，錨固長度符合設(shè)計(jì)要求。⑤固化：按固化時(shí)間待膠固化前不得擾動(dòng)鋼筋。

施工中，在膠體固化期內(nèi)不得擾動(dòng)鋼筋。清孔時(shí)不僅要采用吹氣筒或氣泵等工具，同時(shí)也必須采用毛刷清除附著在孔壁上的灰塵和泥漿。

3.5.3 驗(yàn)收

施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)理報(bào)驗(yàn)程序，墊石病害整治完成后，由建設(shè)、工務(wù)、監(jiān)理、施工單位共同進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后銷號(hào)。驗(yàn)收不合格，繼續(xù)對(duì)缺陷進(jìn)行處理至合格。

3.5.4 環(huán)氧砂漿修補(bǔ)墊石破損部位施工方法

①使用無齒鋸和電鎬延墊石破損邊緣進(jìn)行切割、剔鑿，使待修補(bǔ)區(qū)域的墊石混凝土邊緣形成一定垂直面，深度大于等于5mm 以上，避免修補(bǔ)區(qū)域邊緣薄片化。②將待修補(bǔ)區(qū)域內(nèi)的混凝土表面浮塵、油污清理干凈，并剔除疏松部分。③清理修補(bǔ)區(qū)域內(nèi)裸露鋼筋表面的銹質(zhì)和雜物。④用高壓風(fēng)或高壓水將修補(bǔ)區(qū)域內(nèi)混凝土表面清掃干凈，進(jìn)行下道工序時(shí)不得有明水存留。⑤將ECM 環(huán)氧修補(bǔ)砂漿按照使用說明，將A 料和B 料搖勻后，分別倒入桶中，再將C 料（粉料）慢慢倒入桶中，攪拌成均勻的砂漿狀即可使用。用抹刀在修補(bǔ)區(qū)域涂抹ECM 環(huán)氧修補(bǔ)砂漿，邊壓實(shí)邊抹光，修補(bǔ)達(dá)到原墊石尺寸。⑥待環(huán)氧砂漿固化后，覆蓋塑料薄膜或土工布保濕養(yǎng)生。⑦環(huán)氧砂漿達(dá)到強(qiáng)度后，視表面粗糙程度進(jìn)行打磨平整。

3.5.5 驗(yàn)收

施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)理報(bào)驗(yàn)程序，墊石病害整治完成后，由建設(shè)、工務(wù)、監(jiān)理、施工單位共同進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后銷號(hào)。驗(yàn)收不合格，繼續(xù)對(duì)缺陷進(jìn)行處理至合格。

3.5.6 防震落梁擋塊施工方法

①將出現(xiàn)問題的防落梁破碎鑿除，用千斤頂將預(yù)埋鋼軌頂出原預(yù)埋孔面，然后按原設(shè)計(jì)將被切斷鋼筋進(jìn)行恢復(fù)。（鋼筋被切斷位置距墩頂若滿足雙面焊5d 或單面焊10d 進(jìn)行焊接連接按設(shè)計(jì)恢復(fù)鋼筋，若不滿足焊接條件進(jìn)行鋼筋植筋，植筋深度為25d 且每次要對(duì)植筋孔清孔并驗(yàn)孔深。）②重新支設(shè)模板按設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)號(hào)進(jìn)行重新澆注，重新支設(shè)模板時(shí)讓墊石與防落梁分離15～20mm，保證防落梁與墊石的有效分離從而保證不會(huì)嵌擠墊石。

3.5.7 驗(yàn)收

施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)理報(bào)驗(yàn)程序，防落梁擋塊病害整治完成后，由建設(shè)、工務(wù)、監(jiān)理、施工單位共同進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后銷號(hào)。驗(yàn)收不合格，繼續(xù)對(duì)缺陷進(jìn)行處理至合格。

4 結(jié)束語

橋梁墊石、防震落梁擋塊病害整治施工全部在列車運(yùn)行間隔期間進(jìn)行，施工前施工單位向相關(guān)站段詳細(xì)了解施工區(qū)段的列車運(yùn)行時(shí)刻，并對(duì)駐站防護(hù)與現(xiàn)場防護(hù)要制定詳細(xì)聯(lián)絡(luò)制度，保證駐站與現(xiàn)場聯(lián)絡(luò)暢通。來車時(shí)駐站防護(hù)員向現(xiàn)場防護(hù)員及時(shí)通報(bào)，停止施工，確保運(yùn)營安全。

依據(jù)病害整治的工作量和病害等級(jí)及施工期當(dāng)?shù)貧鉁貤l件、混凝土來源，進(jìn)行了多次方案比選與優(yōu)化，嚴(yán)格把控混凝土澆筑施工條件，保證病害整治施工質(zhì)量。