紧邻既有线桩板墙施工技术

温建斌

摘 要：本文依托西安至安康铁路增建二线XKS-2标DK124+976～DK125+083段右侧路堑桩板墙工程，就紧邻既有线桩板墙施工技术方案、控制爆破及安全保障措施等方面进行阐述，并重点对施工平台的设计、锚固桩钻爆设计进行了介绍，可为今后类似工程施工提供借鉴。

关键词：紧邻既有线 控制爆破 施工技术

中图分类号：TB21 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0051-02

1 工程概况

西康二线XKS-2标DK124+976～DK125+083段以高边坡路堑形式通过，既有线影响范围K124+976～K125+083计107 m，该段既有线为高边坡石质挖方路堑，右侧边坡开挖最大高度51 m，自上而下设计为4级格梁锚索及浆砌片石护坡。

西康铁路增建二线在既有一道右侧增设新建一道，设计在线路右侧增设桩板墙后对路堑边坡进行支挡。锚固桩桩长设计为13 m，开挖至设计标高后地面以上外露6 m，地面以下部分7 m，桩边缘距既有一道中心线间距7.85 m。桩顶以下地质主要为碎裂岩、变质砂岩。

既有西康Ⅰ线为国家铁路网主干线，行车密度已接近饱和，目前单线行车间隙为10～20 min，平均每日有44对左右列车正线通过。桩板墙施工对既有线运营安全影响很大，其中桩板墙开挖爆破施工对既有线运营安全影响最大。

2 工作流程及施工方案总体设计

根据西安铁路局临近既有线管理办法，施工前由建设指挥部组织，设备管理单位、设计、监理及施工单位参加对施工方案进行初审；然后由西安铁路局组织，建设指挥部、设备管理单位、设计、监理及施工单位参加对施工方案进行复审；方案审定后，施工单位需与设备管理相关单位签订安全协议后方可组织施工。

根据审定的施工方案，为防止落石进入既有一线危及行车安全，并便于锚固桩出砟运输，于桩顶设置施工平台；锚固桩孔口以下2 m采用人工风镐开挖、孔口2 m以下采用人工打眼孔内松动控制爆破开挖；锚固桩完成后，桩間浆砌片石及土石方采用挖掘机配合人工风镐开挖。为保证既有线运营安全，爆破施工在“天窗”点内进行，并按有关规定对既有线做好防护。正式爆破施工前需进行爆破试验，以确定合理的爆破参数。

3 施工平台设计及既有线防护

3.1 施工平台设计

考虑到锚固桩施工对既有线的影响，同时提高锚固桩砟土外运快捷，结合现场实际地形条件设计了锚固桩施工作业平台（如图1）。

（1）在锚固桩左侧（西康Ⅰ线右侧5 m）打入一排Φ200 mm钢管，间距300 cm，Φ200 mm钢管长度不得小于7 m，伸入设计路基面深度不得小于1 m。（2）Φ200 mm钢管横向采用螺纹钢Φ22进行焊接，间距1.5 m，增加纵向连接，提高整体性。（3）钢管桩顶部用工字钢I16a进行焊接，焊接后的I16a工字钢顶面标高要求与既有路堑边坡平台标高一致，以确保施工平台的平整性。（4）在I16a工字钢顶面与路堑平台之间架设[14a槽钢，间距75 cm。在施工的锚固桩位置槽钢间距进行调整，保证桩口外露出来。采用焊接连接。最后在平台上铺设5 mm厚钢板，完成施工平台制作。（5）利用Φ42 mm钢管焊接、安装人行护栏，栏杆高度不小于1.25 m，确保施工人员通行安全。

此施工平台利用了既有路堑平台的宽度搭设新的施工平台，一是增加了施工平面的宽度可以同时开挖多个桩孔，方便运输碴土、混凝土及其他材料，提高了施工进度。二是利用平台可以把钢筋网、炮被、沙袋覆盖物进行稳定加固，确保桩口爆破防护效果。

3.2 既有线防护措施

为防止开挖震动造成既有边坡危石、滚石等下落对既有线运营造成不安全影响，在施工前对既有边坡在每级边坡平台设置钢管竹排架防护，共计3道，对震动引起的滚石进行拦截。

在线路右侧枕木头外侧（不侵限处）设置最后一道“防线”钢管竹排架，由Φ50 mm×厚5 mm无缝钢管、竹排等拼组而成。钢管竖管间距2 m，外露高度2.5 m，埋入基础1 m，纵向上下各设一根通长的钢管固定在钢管立柱上，排架的顶部用钢丝绳（Φ12 mm）拉于地锚固定。钢管竖、横管的内侧绑扎竹排封闭，形成“全封闭钢管排架防护体系”。

在既有接触网杆外侧设立钢轨防护桩。钢轨埋入深度为1.5 m，外露高度为2.0 m间距为50 cm，共2 m宽。横向利用废旧木枕绑扎于钢轨立柱上。

施工前进行试爆，优化爆破参数，施工中严格控制炮眼间距、装药结构及装药量，桩孔口采用钢筋网、炮被、沙袋进行覆盖。

由于控爆处紧邻既有线，施工中加强对接触网设备及线路的监控，设置专职安全员对既有线设备进行巡查。

4 钻爆施工

4.1 钻爆设计

此段工程在西康线柞水车站出站端咽喉处，初步设计采用“强力松动爆破”方式进行施工，选用毫秒雷管分段起爆。考虑接触网导线高压电可能对电雷管产生影响，选用导爆管击发针代替电雷管引爆毫秒雷管。为确保既有线运营安全，孔口以下2 m采用人工风镐开挖、孔口2 m以下采用浅眼孔内松动控制爆破开挖。爆破设计原则：采用小药量爆破，均以松动爆破为主，以不影响孔桩护壁及岩层并保证既有设备安全为原则。施工过程中严格控制装药量及起爆顺序。

（1）炮眼设计。

炮眼布置分三种，如图2所示。

①中心眼：孔中心为起爆创造临空面不装药的炮孔；②掏槽眼：中心眼向外的一圈炮孔；③辅助眼：掏槽眼与周边眼之间的一圈炮孔；④周边眼：开挖轮廓向内10 cm的一圈炮孔。

（2）炮孔深度及角度。

①中心眼：垂直向下，孔深1.5 m；②掏槽眼：倾向孔中心3°，孔深1.5 m；③辅助眼：垂直向下，孔深1.5 m；④周边眼：倾向孔壁3°，每孔1.2 m。

（3）装药量计算及装药结构。

炮眼选用钻头直径D=42 mm的风枪钻孔，钻孔直径约45 mm；爆破高度H=0.5 m；炮眼深度L=1.2～1.5 m；炮眼间距a=1.0～1.2 m；炮眼排距b=0.8 m。

单孔最大装药量计算如公式（1）：

Q=qabH （1）

公式中q为单位耗药量。

每个炮孔装药量是以爆破的岩石松动，清碴方便为标准。由于药量计算公式中a、b、H已设定，那么装药量的多少取决于单位耗药量q值的大小。经试炮，对于变质砂岩的q值为0.6～0.75 kg/m3，即单孔最大装药量为0.35 kg。

装药时：①中心眼不装药；②掏槽眼350 g；③辅助眼300 g；④周边眼300 g。炮孔回堵物采用“炮泥”，注意回堵深度和回堵质量，边堵边用木棍捣实。

（4）起爆系统。

控爆采用毫秒延期雷管激发针起爆系统。

控爆采用同圈同段孔外等间隔控制微差起爆网路。先起爆中心的掏槽眼，然后隔段向外层逐渐起爆；同圈炮孔装同一段的毫秒雷管；孔外用同一段的毫秒雷管串联，掏槽眼均安装第3段毫秒雷管（50 ms），辅助眼均安装第5段毫秒雷管（110 ms），周边眼均安装第7段毫秒雷管（200 ms），孔外均用第3段毫秒雷管串联。

（5）爆体覆盖。

爆破施工时，为防止石块飞出，孔口采取“三盖一拉”措施进行防护。

“三盖”即：孔口自下而上采用钢筋网（采用Φ10 mm，网片尺寸2 m×3 m，网孔12 cm×12 cm）、橡胶轮胎炮被（采用轮胎皮编制，每块2 m×2 m，厚1 cm）、沙袋三层进行覆盖；

“一拉”即：炮被顶面捆绑4条钢丝绳拉于钢筋地锚，地锚采用Φ22钢筋，锚固长度1.5 m。

4.2 施工流程

控制爆破施工工艺如图3所示。

5 安全技术保障措施

施工中最大的安全隐患就是石块飞出击伤接触网设备或边坡松动石块滚落至既有線造成安全事故，针对这一特点，主要采取了以下措施来保证安全。

（1）通过现场试验确定合理的钻爆参数，并在施工中不断改进；以松动、预裂爆破为主，严格控制炮眼间距、装药结构及装药量；采用“多钻眼、少装药、弱爆破”的方式，装药量控制在0.3～0.35 kg/m3，雷管分段安装，并严格按设计顺序起爆，通过上述措施尽可能避免石块飞散。（2）爆破施工前，采用炮泥填塞孔口，采用钢筋网、橡胶轮胎炮被、沙袋覆盖孔口，并通过钢丝绳拉于地锚将炮被锁定牢固。（3）装药量、装药结构和堵塞质量，必须符合设计要求。（4）起爆采用毫秒延期雷管激发针起爆的方法，不得采用电雷管起爆。（5）爆破后，对危及行车及人身安全的危石、落石，必须及时清除。（6）对每次爆破的地质状况，主要参数、爆破效果等施工单位与监理单位共同记录，并根据爆破效果对下一次爆破参数进行微调。必要时可用测震仪、声波仪等，对既有线进行安全监测。（7）既有线右侧及桩顶边坡平台处设全封闭钢管排架防护体系，采用Φ50 mm钢管排架，排架的顶部用钢丝绳拉于地锚固定。（8）施工中加强对既有线路堑坡面的观测，如发现开裂、掉块等现象，及时采取必要措施进行临时加固处理，并报有关单位现场查看。（9）加强对作业平台的日常检查，保证平台的稳定性，如发现松动、脱焊等现象，及时采取措施加固，并暂停平台上一切作业。

6 结语

针对DK124+976～DK125+083段桩板墙紧邻既有铁路的特点，施工实践中通过对既有线防护措施的合理选择，有效保证了既有线运营安全，施工期间无任何安全事故发生。为了改善现场路堑边坡平台施工平面狭小的情况，自行设计的施工作业平台大大增加了施工作业面，提高了施工进度，并杜绝了爆破落石对既有线的影响，为类似地形狭小的工程提供了实践经验。结合本段地质情况进行钻爆设计和优化钻爆施工工艺流程，并提出了具体技术保障措施，通过实践表明，该爆破方案效果良好，有效的保证了施工进度要求。