武广铁路客运专线路基接口接触网支柱基础施工

郭建钢,武永力

(中铁三局集团有限公司武广客运专线 T J 4标项目经理部,湖南衡阳 421001)

1 工程概况

中铁三局武广项目部第三工程总队负责武广客运专线 T J 4标六单元内 11.385 k m的施工任务,其中路基工程为 6.619 k m,占线路长度的 58.14%。基础类型按照路堤、路堑、路堤基础处理段、路堑岩石段分为L J-A、L J-B、L J-C三种类型。接触网立柱基础一般间距不大于 50 m,左右对称布置,接触网基础由钢筋混凝土灌注桩和承台构成,桩基深度为 4.5、5.0、4.2 m。预埋地脚螺栓采用 Q 345-B钢,螺栓、螺母、垫圈均采用一级热镀锌防腐处理。施工难点是桩基桩径为 700 mm,采用无水成孔工艺,桩承台整体切割;桩身成孔、混凝土灌注在一个工作日内完成。螺栓预埋定位精度要求高,精度要求预埋螺栓保证铅垂,顶部偏离垂直位置的距离误差不大于 1 mm,螺栓之间间距、对角线距离误差不大于 ±1 mm。

2 施工工艺

接触网支柱基础施工应在路基基床表层级配碎石施工完成后进行,基础示意见图1。

2.1 成孔

1)测量定位。接触网基础中心定位:按照接口预留工程设计里程,采用全站仪坐标法测量将接触网基础中心十字线放出,为了便于成孔检查及承台模板支护,采用钢钉缠红布条将十字线位置定好,报监理工程师检验确认,进入承台开挖和桩基施工工序。

2)桩基成孔。按照设计要求,桩基须采用无水成孔工艺。采用自制改装的小型螺旋钻机和人工挖孔,满足设计无水成孔工艺要求。

图1 接触网基础示意(单位:mm)

在路堑地段路基换填面以下为粉砂质泥岩、砂岩,采用旋挖钻机施工成孔难度大,因此采用人工配合空压机挖孔。两种成孔方法,均采用人工清底,确保桩底无虚渣、沉渣。

由于基础尺寸较小,施工人员两人分成一组,一台空压机带 4个风镐进行施工,首先采用风镐进行松动,然后用特制的短柄锹将土装入小筒内,人工用辘轳提升至路面。填方地段一般每组进度为 8 m/d,挖方地段由于填料下为砂岩或泥岩,施工进度为 3.7 m/d。

3)承台开挖。路肩以下 1.2 m为接触网基础承台位置,截面尺寸为 0.7 m×0.7 m的正方形,深度为1.2 m,承台范围内土质以级配碎石和 A B组料为主,完全由人工配合风镐完成。

4)成孔检查。按照设计桩基尺寸采用测绳、检孔器检查孔径、孔深,同时检查桩底沉渣。

2.2 钢筋笼制作

钢筋笼加工在钢筋加工场集中进行,并对制作好的钢筋笼进行检查,合格后用汽车运输至所需工点。根据设计要求绑扎、焊接承台及桩基础钢筋笼,桩基础钢筋采用11根 φ 22 mm钢筋,2.0 m设置一道 φ 16 mm加强箍筋,外侧采用 φ 8 mm螺旋箍筋绑扎。承台采用φ 12 mm三向环箍绑扎。钢筋绑扎时尤其要注意的是控制好承台顶面钢筋间距,防止顶面钢筋与地脚螺栓位置发生冲突。

2.3 地脚螺栓定位

由于承台尺寸较小,预埋地脚螺栓长度为 1.420 m,在现场安装起来非常不方便,费时费力;预埋地脚螺栓间距精度要求 ＜1 mm,在调整过程中发生承台钢筋与预埋位置冲突,不得不进行承台钢筋的调整;为固定预埋螺栓设计有三道箍筋,现场安装时最底层箍筋焊接很难进行。为了精确定位预埋地脚螺栓的精度满足设计要求,采用二次定位法。

1)首次定位。在加工场内与钢筋笼制作同步完成。具体方法为:首先按照 L J-C型接触网立柱基础地脚螺栓间距用槽钢加工螺栓定位工装(L J-A、L J-B与C型预埋间距相同);工装加工时钻孔必须采用数控车床,保证成孔间距及对角线误差 ＜0.5 mm,见图2。

将承台钢筋笼固定,再将工装放在制定的工装架上,用水平尺调节工装水平,并使工装十字线与承台顶面钢筋十字线重合。安装地脚螺栓,并用螺母将其固定,用水平尺调节地脚螺栓顶面至水平,用铅锤控制螺栓垂直度。用检测板检测螺栓间距,待间距满足要求后,将地脚螺栓与从上至下共三道箍筋进行可靠绑扎,使地脚螺栓与钢筋笼成为一个整体。三道箍筋绑接完毕后再次用检测板检测螺栓间距,若满足要求时将箍筋与钢筋笼主筋进行焊接,不满足要求拆开重复以上步骤至间距满足设计要求。

2)二次定位。在施工现场完成。在钢筋笼和承台钢筋安装完成后,进行承台模板安装加固,待模板加固完成后,进行二次预埋地脚螺栓精调,采用专用工装和检测板进行螺栓精确调整,见图3。

图2 定位工装

图3 二次定位工装

2.4 支模调整

人工配合小吊机安装钢筋笼,待安装完钢筋笼及承台钢筋笼后根据地面十字线及高程开始支模调节,调节顺序由下而上,调节时做到“三平二重”,即模板水平、工装水平、螺栓顶面水平,模板十字线与地面十字线重合、工装十字线与模板十字线重合,粗调后现场技术员用全站仪精调至设计要求。精调完毕后将工装和摸板通过螺栓固结,防止工装、地脚螺栓移动。

2.5 综合接地端子安装

将预留接地端子与桩基础主筋焊接,焊接为单面焊接,长度不小于 12d(d为钢筋直径)且不小于 200 mm。按图纸要求,近轨侧接地端子在承台顶以下 100 mm处,远轨侧接地端子在柱脚底板顶往下 550 mm处;为防止端子与通信、信号电缆槽盖板发生冲突,远轨侧接地端子向下移 50 mm,焊在柱脚底板顶往下600 mm处。焊接前将端子丝扣用海绵塞住,并用胶带包裹密实,防止浇筑时水泥浆入内。焊接时将端子与模板密贴。

2.6 CPⅢ网建立

为了无砟轨道施工,CPⅢ网建立在接触网支柱基础上,采用直径为 25 cmPVC管内填充混凝土,插入 4根长 1 m的 φ 12 mm螺纹钢,PVC管外露长度为 76 cm,埋入长度为 30 cm,埋设位置为小里程方向靠近线路内侧处。接触网路肩以上承台尺寸为1.0 m×0.7 m。

2.7 混凝土浇筑

混凝土采用拌和站集中拌和,采用混凝土运输车运输到现场后配合串桶浇筑混凝土,串桶底离混凝土面高度不应超过 2.0 m,以防止混凝土离析。混凝土分层捣固,混凝土浇筑完成以后将预埋的地脚螺栓上的混凝土清除干净。最后将混凝土表面收平并覆盖养护成桩。

2.8 养护、保护

待混凝土浇筑完成后及时拆除模板,拆模后找到接地端子位置,并用红油漆进行标识,地脚螺栓涂抹黄油,并用胶带包裹保护。承台用塑料薄膜包裹,洒水养护 7～14 d。并在接触网基础周围设置警示标志,防止架梁设备和车辆撞击、碰撞基础螺栓和混凝土。

2.9 施工体会

接触网基础施工难点在地脚螺栓的预埋,能否保证地脚螺栓间的精度要求,是接触网基础施工成败的关键所在。设计方面存在缺陷有①地脚螺栓太重,钢筋笼下好后施工空间太小,给施工螺栓精调带来极大的难度;②当地脚螺栓与承台顶面钢筋在平面位置上发生冲突时不便于调节;③地脚螺栓调节不方便,按此种方法需逐个调节螺栓,施工效率低;④地脚螺栓外下侧两道定向箍筋离承台顶面距离较远,不便于焊接。

3 结语

武广客运专线对路基沉降要求非常严格,接触网立柱基础施工过程本身是对路基土工结构整体性的扰动或破坏,特别要求接触网立柱基础施工及成孔过程不能有水侵入,并且成孔后必须立即进行混凝土的浇筑施工,避免暴露时间过长后,引起孔底泥岩风化和雨水进入后浸泡路基,影响路基和接触网立柱的稳定性。在施工过程中,一方面要做好各工序间的紧密衔接,保证成孔后能立即进行混凝土浇筑;另一方面接触网立柱基础施工尽量避开雨季,并且做好防止雨水进入基础的准备。一般在下雨期间应在桩基孔口做土围堰,并且采用防雨塑料布和井盖对正在和已成孔的基础进行覆盖,防止雨水进入和人员坠落。

[1]铁道第四勘察设计院.武广客专施图通(房)— 2001修,接触网H型钢支柱及拉线基础[R].武汉:铁道第四勘察设计院,2007.

[2]中华人民共和国铁道部.T Z 213—2005 客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社,2005.

[3]武广公司.武广铁路客运专线接口工程现场会交流资料[Z].武汉:武广公司,2007.