沪杭高速铁路上跨既有沪昆铁路施工安全技术研究

张青春，刘德锋

(中铁济南工程建设监理有限公司沪杭监理部，上海 201100)

1 工程简介

沪杭高速铁路监理Ⅰ标管段内中铁二十四局施工的松江特大桥跨沪昆铁路连续梁桥为4跨连续梁，中心里程为DK12+481.995，墩号为166号～170号。其中168号、169号墩的上部结构斜跨既有沪昆铁路，与铁路交角为28°。沪昆铁路为双线，宽度19.76 m(以防护栏边缘线为准)，属于繁忙干线。跨线连续梁主墩为168号、169号墩，分别位于沪昆铁路两侧。连续梁168号墩承台中心处原地面高程为3.395 m;169号墩承台中心处原地面高程为2.453 m。168号墩承台最近点伸入护栏1.51 m，距上行线外侧轨道2.59 m;169号墩承台伸入护栏3.88 m，距下行线外侧轨道5.08 m。沪昆铁路为电气化铁路，运行速度高，行车密度大，跨线桥施工安全隐患就显得特别大，因此，此连续梁施工安全防护尤为重要，也是监理安全控制的重点。图1为松江特大桥跨既有沪昆铁路连续梁施工平面图。

2 安全隐患分析

图1 松江特大桥跨既有沪昆铁路连续梁施工平面

在监理过程中必须会同施工单位首先进行危险源的辨识，然后进行危险源的分析和评价，根据危险源的影响，要求施工单位采取满足要求的安全防护措施及管理措施，以确保营业线的绝对安全。总体来说跨线桥施工存在两大安全隐患，一是跨线桥的施工对既有沪昆铁路运营的影响，二是电气化铁路高压带电体对施工人员、机具设备的影响及高速运行的列车对施工人员的安全影响。

2.1 桩基施工的安全隐患

钻孔桩施工可能破坏既有线地下管线、电缆;钻机可能发生倾覆，影响既有线运营;大型设备可能侵入铁路限界;吊装钢筋笼可能侵入铁路限界或引发触电事故，碰撞铁路外侧的铁路回流线。钻孔桩孔壁可能发生坍塌，导致铁路轨道高程局部发生变化，影响列车运行。

为进行承台施工而设置的钢板桩结构及防护棚架结构的基础施工存在使既有线边坡坍塌，影响营业线运营的安全风险。

2.2 承台、墩身施工对营运线路的影响

承台施工可能导致既有线边坡坍塌，也可能导致边坡滑坡，产生局部位移，使既有轨面高程发生变化，导致铁路晃车，影响既有线运营;铁路边开挖基坑抽水可能导致既有路基沉降，影响线路轨面高程;开挖可能造成管线、电缆破坏;承台、墩身模板和其他物资设备可能侵线。开挖机具、吊车等大型设备可能发生侵线事故。

2.3 施工进入铁路线栅栏内的安全隐患

既有线施工，不可避免存在安全防护人员、测量人员等进入铁路栅栏内进行作业，因此对营业线运营存在一定安全隐患，同时也对进入的施工人员存在一定的人身伤害隐患。

3 防控措施

3.1 整体监控措施

监理人员会同施工现场人员先对现场进行充分调查的基础上，要求其编制实施性施工方案，经过评审后严格执行;要求施工单位与路局各设备管理单位取得联系，签订安全协议和相应的施工配合协议，在路局相关设备管理单位的管理、指导和帮助下组织跨线桥的施工。施工单位要综合考虑跨线桥各工序存在的安全隐患，并针对性采取措施及防护方案，做到先防护，后施工，确保既有线绝对安全和施工机具设备的安全的基础上才能展开施工。

3.2 整体防护

总体防护思路是:先进行现场调查，特别是既有线管线的调查，开挖线与既有线的相互关系的调查，既有线接触网等高压带电体的调查，然后再组织施工。桩基施工要先挖探沟，调查有无既有线管线后再组织施工。承台开挖防护方案:168号墩距既有线较近，开挖前，对承台四周以打入钢板桩围堰的方式对既有线进行防护，169号墩距营业线稍远，为确保基坑的稳定，也采取打入钢板桩围堰先防护后开挖的方式组织施工，同时组织好劳动力尽快完成承台任务，防止基坑暴露时间过长，影响既有线的稳定性。墩身施工要注意吊装作业的安全，防止大体积结构吊装侵线。营业线施工要特别关注大型机械设备的安全防护，做到一人一机的防护，同时采取措施避免大型机械设备向营业线方向倾覆。

3.3 跨线桥施工的管理措施

根据施工对营业线存在的安全隐患分析，要确保营业线绝对安全，必须做好如下几个方面的工作。

(1)与既有线各设备管理单位签订安全协议和施工配合协议

施工前我监理部要求施工单位必须分别与供电段、电务段、工务段、车务段、电话局维管段及铁通等设备相关管理单位签订施工安全协议和施工相关的配合协议，依靠设备管理单位的管理和有效监控、指导，确保现场施工严格按照上海铁路局的相关营业线施工管理规定施工，以确保营业线施工安全。同时要求其与莘庄车站、昆申车站、铁路派出所等取得联系，施工期间安排驻站联络员长期驻站，掌握列车运营动向，及时向现场反馈情况，确保运营安全。

(2)既有管线的调查和迁改措施

开工前，我监理部结合现场施工人员加强对既有管线现场调查，在既有线附近采取挖探沟或仪器探测相结合的方式，对既有线附近进行地毯式搜索，确保在进行钻孔桩施工前探明所有地下管线，同时与设备管理单位协商，确定迁改方案，先迁改，迁改完成后再施工。对不需迁改的光、电缆，探明情况后采取防护措施并做好标识，保证既有设施的安全。

通过前期调查，目前对于铁路两侧的回流线采取高压电缆的方式进行迁改，168号墩迁改范围为50 m，迁改到路肩处，距上行线中心线2.57 m位置，埋深1.00 m;169号墩迁改范围为50 m，回流线采取高压电缆牵改到离下行线中心线3.82 m位置，埋深1.00 m。

对于铁通通讯电、光缆，168号墩侧共3条，将3线平移到钢板桩围堰靠铁路一侧，距上行线中心线2.57 m位置，迁改距离为100 m;169号墩处的3根电光缆，将3线平移到钢板桩围堰靠铁路一侧，距上行线中心线3.82 m位置，迁改距离为100 m。

电务信号电缆，在168号墩、169号墩处各有3条，同样采取平移迁改的方案，将信号电缆迁改到钢板桩围堰与铁路之间的路肩上临时安放。

根据现场调查的情况，其他管线已经迁改完毕，对施工基本没有影响，对于存在管线的情况，必须按照先迁改后施工或先防护后施工的原则进行处理。

(3)安全防护措施

电气化铁路营业线施工，必须按照四级安全防护措施进行安全防护后再进行，四级安全防护的标准要求如下。

①驻站联络防护

必须有驻站联络员进驻莘庄车站、昆申站，采用对讲机等通讯工具向现场发布施工命令后才能开始施工。

②施工现场防护

现场必须安排安全防护人员对施工作业现场进行安全防护，现场安全防护员每班至少2人，全天候安排现场防护人员进行安全防护，并做好现场安全防护的相关记录。

③施工现场两侧的防护

一般情况下，下行线在施工位置靠上海方向800 m处设置安全防护员，带齐对讲机、三色旗、封锁牌、慢行牌、口哨等防护工具进行安全防护;上行线在靠杭州侧距施工地点800 m处进行安全防护。

④高压电安全防护

安排取得资格证且现场经验丰富的专职电工、接触网专业专职人员对施工现场附近的高压电、接触网等进行安全防护，确保设备、吊装机具、模具等与高压带电体保持一定的安全距离，在进行要点施工时，监督停电后的接地工作，确保要点施工时需要停电的，在停电后才能进行相关作业。

4 营业线施工监理措施

4.1 桩基础施工的监理措施

(1)要求现场全封闭的施工措施

根据前期对现场情况调查，在桩基施工前，要求施工单位采用栅栏对施工范围进行全封闭围护，在施工承台位置的铁路既有栅栏需要向铁路方向平移，满足铁路限界要求。

现场封闭后，要加强对现场的管理，无关的人员、机械设备等不能进入封闭施工现场。在靠近铁路位置栅栏设置门锁，安排专人管理，进入铁路区域进行安全防护、测量作业的，必须征得现场负责人的同意并安排好防护人员后，才能进入施工现场。进入铁路区域的作业人员，必须穿戴黄马褂，严格按照防护人员的指令进行作业，同时驻站联络员要随时报告列车运行情况，便于现场防护人员提前做好相应的防护工作，确保列车运营安全和进入的操作人员的人身安全。

(2)钻孔桩基础施工安全监理措施

施工单位根据现场条件采用20型回旋钻机，正循环钻孔的施工方案。钻孔桩施工中，由于桩孔较深(达97 m)，因此，为避免桩孔坍塌，应要求施工单位采取膨润土造浆，确保泥浆护壁效果，避免桩孔坍塌，影响既有线轨面高程。钻进过程中控制泥浆比重在1.1～1.3之间，清孔后要迅速组织混凝土灌注，尽快将桩孔灌注完毕，避免暴露时间过长发生意外。

钻孔桩施工时，在钻孔桩施工与线路间，在满足铁路限界范围的情况下，采用栅栏封闭防护，确保既有线运营与既有线施工互不干扰。

对钻孔桩设备的固定:在远离营业线的位置并排打入2根地锚梁，采用缆风绳将钻孔桩设备与地锚梁成人字形固定，确保钻孔过程中钻机不向营业线方向倾倒。

在营业线附近进行吊装作业，必须采取一人一机的防护方式，对吊车进行专项防护。首先对吊车司机进行教育，使吊车司机明确营业线附近吊装作业安全的重要意义和重大责任，确保吊车司机严格按照操作规程操作，每次作业前对钢丝绳进行检查，对吊车性能进行检查，防止由于机械设备事故而引发安全事故。

吊装钢筋笼时，应事先拉缆风绳，采用吊车吊装、人工拉缆风绳定位的方式吊装钢筋笼，吊装作业时应该在远离营业线侧进行起吊作业，吊装稳定后再通过吊车转向下落入孔，在进行钢筋笼焊接时，由于时间较长，吊车发动机不得熄火，直到整节钢筋笼入孔、吊车收臂完成后才能熄灭发动机，防止发生意外。

现场监理检查吊机等操作人员是否持证上岗，严格旁站程序，防止意外发生。

(3)钢板桩施工的安全监理措施

施工单位在基坑开挖前应做好防护工作，钢板桩插打前应做好探沟工作，探明施工范围内无地下管线或地下管线已做妥善迁置。测定基坑开挖线，开挖线在顺线路方向两侧在基础轮廓的基础上加宽1.5 m，四周采用钢板桩维护，确保开挖线的准确无误，复测原地面高程。基坑开挖前先做好地表排水，在基坑顶缘四周向外设排水坡，并在适当距离设排水沟，以免影响坑壁稳定。

由于本桥168号墩、169号墩基坑开挖线距既有沪昆铁路线路中心间距仅3.21 m，为保证既有线安全，基坑采用有支护垂直形式开挖，在基坑四周轮廓线外1.5 m打设I30b型钢防护。

4.2 承台施工安全措施

(1)承台防护措施

该连续梁168号、169号墩紧靠既有铁路，为了不影响既有线行车安全，承台开挖时，必须对营业线进行防护后再进行承台开挖，确保营业线运营安全。168号墩承台边缘距线路中心线3.38 m，168号墩原地面高程为3.395 m，承台底面高程为1.375 m，承台开挖深度为2.01 m，开挖深度也不是很大，承台开挖时对既有线边坡稳定影响相对较小，但为了确保施工安全，采用钢板桩进行防护，采取先防护后开挖的方式开挖168号墩承台。打入长12 m的I30b型钢板桩，距既有线中心线3.21 m，距承台基坑边0.3 m，钢板桩用焊接的方法连接成整体，边开挖边采取内支撑形成整体支撑体系，确保承台开挖基坑的稳定性。

169号墩承台边缘距线路中心线5.83 m，该墩原地面高程为2.453 m，承台底面高程为0.403 m，承台开挖深度为2.05 m，承台开挖时对既有线边坡稳定影响相对较小，但为了确保施工安全，仍采用钢板桩进行防护，采取先防护后开挖的方式开挖169号墩承台。打入长12 m的I30b型钢板桩，距既有线中心线4.16 m，距承台基坑边0.8 m，钢板桩连接成整体，边开挖边采取内支撑形成整体支撑体系，确保承台开挖基坑的稳定性。

(2)承台开挖安全措施

承台开挖的原则是:先做好防护措施后再进行开挖，开挖施工时，要慢行点，采用货车45 km/h、客车80 km/h的慢行速度，直到承台开挖，完成混凝土浇筑，整个基坑回填完毕后再取消慢行点。

承台开挖时超挖40 cm，完成开挖后立即采用厚40 cm的C40混凝土封底，并在远离营业线位置预留集水井抽水，混凝土封底的目的是保持基坑基底快速稳定，再进行桩头凿出、绑扎钢筋、浇筑承台混凝土等各项工作。

承台开挖后组织24h施工，尽可能减少基坑暴露时间，减少降低地下水的时间，防止抽水造成的既有线沉降，影响既有线运行。

4.3 墩身施工安全措施

墩身施工存在的安全隐患主要是吊装大块钢模板对既有线运营产生的影响，以及模板安装好后是否会发生倾覆危险，或者墩身加固不牢固，在混凝土浇筑过程中发生模板崩塌而引发的安全事故。另外墩身脚手架存在在台风的情况下可能发生倾覆，倒向营业线的安全隐患。要求施工单位采取的措施。

(1)在封闭线内施工，采取一机一人的防护措施，另外在大块模板吊装过程中，要求拉缆风绳对大块模板定位，确保大块模板不侵入限界，确保吊装的安全，确保既有线运营的绝对安全。

(2)对模板和脚手架利用地锚梁拉人字形的缆风绳，确保不发生倾覆危险。

(3)墩身大块模板要满足强度、刚度要求，加固牢靠，确保在浇筑混凝土过程中不崩塌，对营业线无安全隐患。同时放慢浇筑速度，确保安全。

4.4 棚架基础施工安全措施

(1)防护棚架情况介绍

在沪昆既有线DK12+481.995～DK12+545.995位置处施工沪杭高速铁路连续梁松江特大桥168号、169号墩，主跨64 m上跨既有线，为防止坠物以及接触网27.5 kV的高压电流危及施工安全，在既有线上方搭设防护棚架。

(2)施工安全防护措施

棚架条形基础距离线路中心线仅6.4 m，位置靠近营业线较近，因此条形基础施工安全隐患较大。为确保棚架条形基础施工安全，施工过程中要求施工单位在桩基钢板桩围堰施工即在列车慢行期间进行棚架条形基础施工，同时加快施工速度，开挖后及时浇筑混凝土［1－6］。

4.5 其他安全防护措施

(1)既有线轨面沉降位移监测

①观测桩埋设

在防护钢板桩和承台施工开始后，需对既有线路基进行沉降和位移的监测。监测方法是:在紧靠护栏外侧既有线路基面上，每隔10 m设置1个观测点，设置范围为施工两侧各50 m。观测桩应埋深2 m以上。施工期间观测频次一般情况下不少于1次/2 h，打桩地段或路基变形速率较快或有持续变形时，观测频次不少于1次/h，并应根据观测结果调整打桩速度，当路基水平位移或垂直位移变化量大于2 mm/d，或累计变化量大于10 mm时必须停止施工，并及时通知上海铁路局上海工务段等设备管理单位到现场评定处理，并等到路基、轨面稳定后方可继续施工。

②测量精度与频次

沉降水准的测量精度为±1 mm，读取位数0.1 mm;剖面沉降管测量精度为8 mm/30 m;测量频次:每分项工程开工前观测1次，施工过程中每天2次，每天施工前、结束后各1 次［7］。

③监测结果处理

在钻孔桩、钢板桩施工过程中，安排专人按照以上要求进行监测，若发现有沉降、位移影响到列车运营，应立即停止施工，同时通过驻站联络员向车站调度员汇报，并通知工务部门请求协助处理。由于上海工务段是对既有线轨面控制及养护的专业部门，为确保承台开挖施工期间营业线运营安全，要求施工单位除加强监测外，还将与工务段进行协商，将既有线轨面监测方面的工作委托工务段协助监测，发现轨面下沉等异常情况，也委托工务段协助及时处理，确保既有线行车安全。

(2)防台风等措施

本地区台风多发，因此在方案制定时要充分考虑本地区台风因素，采取防台风措施，对营业线附近的材料堆码、机具停放及将来的棚架等均应采取措施，确保安全，防止出现台风引发铁路运营事故和施工安全大事故。

(3)防洪措施

本地区雨季时间较长，同时台风也带来大量降雨。为减小洪涝灾害对既有线影响，确保线路运营安全，在桥墩钻孔桩施工前，对原有排水沟渠进行改移。在雨季来临时派专人对施工区排水系统进行检查和清理，保证原排水体系畅通。同时加强与气象部门、水文部门联系，掌握雨情水情，组织好防汛队伍，备足防汛物资和器材，安排专人24 h防汛值班，确保发生险情及时排除。

5 结语

在跨沪昆铁路连续梁施工过程中，从前期现场调查开始，到桩基、承台、墩身及梁部施工整个过程监理在安全控制方面着重做好了事前分析、过程控制、严格要求施工单位落实施工方案以及合理安排旁站等，使得施工过程安全全面受控，并最终顺利地完成了跨既有沪昆铁路连续梁施工监理任务。通过此次施工安全技术的研究，为以后施工过程中进一步降低跨既有线施工安全风险积累了宝贵经验。

［1］卢 朋，等.客运专线铁路施工项目管理手册［M］.北京:人民交通出版社，2009.

［2］铁建设［2009］181号 铁路桥涵工程施工安全技术规程［S］.

［3］经规标准［2005］110号 客运专线铁路桥涵工程施工技术指南［S］.

［4］铁建设［2009］181号 铁路工程基本作业施工安全技术规程［S］.

［5］铁建设［2005］160号 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准［S］.

［6］上海铁路局.铁路客运专线桥涵工程质量检查与控制［M］.成都:西南交通大学出版社，2008.

［7］铁建设［2009］196号 高速铁路工程测量规范［S］.