临近铁路营业线桥梁基础施工技术

曹振杰

(中铁大桥局集团第一工程有限公司)

1 工程概况

郑州市中心区铁路跨线桥工程是郑州市内唯一一座上跨郑州火车站铁路枢纽的大型斜拉桥。跨铁路主桥为双塔单索面三跨预应力混凝土斜拉桥，全长460 m，宽度为33～42.07 m，最大跨度248 m，双向六车道，双塔高度为64.5 m。该工程地处市中心，且横跨京广陇海铁路，施工场地狭窄，环境复杂，从技术到施工都具有鲜明的特点。

郑州市中心区铁路跨线桥主墩桩基直径1.8 m，每个主墩29 根桩，桩深95 m/98 m。边墩及辅助墩桩基直径1.8 m，桩长42～50 m，共24 根。人行道桥桩φ1.0 m，桩长30 m，铁路东侧13 根，铁路西侧15 根。主桥2#墩承台:21.8m ×28.68 m×3 m(八边形结构)，四边形锥体基座20.5 m ×14 m(12.5 m×6 m)×4 m。主桥3#墩承台:21.8 ×28.68 ×4.3 m(八边形结构)，上转盘高2.8 m。边墩、辅助墩承台厚2.5 m。

2#、3#主墩承台施工采用开口式基坑支护方案，承台为八边形。2#、3#墩承台基坑开挖深度分别为6.38 m 和5.64 m。承台边距铁路最边股线中心距分别为5.24 m 和5.59 m。

主桥承台基坑支护布置见“图1 郑州市中心区铁路跨线桥主桥布置示意图”。

图1 郑州市中心区铁路跨线桥主桥布置示意图

2 钻孔桩施工

2.1 钻孔桩施工方案

主墩基础29 根φ1.8 m 钻孔桩采用就地平整场地法利用旋转钻机钻孔，垂直导管法灌注桩身混凝土。为减少对铁路线的影响，加强既有线的防护，主塔墩钻孔桩和基坑防护钻孔桩钢护筒采用振动法下沉施工，其它钻孔桩采用挖埋法施工，钻孔桩泥浆采用优质HPH 泥浆，在场地外侧集中拌制通过泥浆管路输送至孔位处使用，钻渣采用泥浆处理器处理后，按要求运至场外指定地点弃放。

主墩钻孔桩施工完成后根据设计要求通过预埋压浆孔进行孔底压浆。桩施工时利用汽车吊机配合作业，其工作内容包括护筒设置、吊装钻具、下钢筋笼等。

2.2 临近营业线钻孔桩施工特点

对比普通陆地钻孔桩施工，并结合本项目及其他临近营业线钻孔桩施工特点及难点，为减少对铁路线的影响，对临近营业线钻孔桩施工进行总结，得出以下几个特点，施工中应尤为注意。

(1)挖探调查。在施工前应主动联系设备产权单位或管理部门，并在施工区域的两端垂直线路方向，在监护下挖设两条探沟，探明地下管线等的具体位置和数量，并予以迁改或保护。

(2)防振动。临近营业线钻孔桩施工，设备选型应减少对线路的振动。

(3)防侵限。桩机高度选择要考虑其倾覆时对线路设备的影响，必要时采取反向拉锚等措施，严防向线路方向倾覆。钻机与接触网、回流线距离不足2 m 时，应联系设备管理单位(供电段)在施工前采取接地等安全措施后方可施工。

(4)设备地基稳定。桩位处地面应平整坚实，当孔位侵入路基体时，应首先进行反压、夯填至孔口位置方可放置桩机。

(5)护筒施工。临近既有线钻孔时，为避免坍孔等事故发生影响营业线安全，钻孔桩施工时孔口护筒应适当加深，建议一般不少于5 m，特殊地质或距离较近时还应加长。钢护筒可采用挖孔后栽桩等方式施工。

(6)泥浆防渗。泥浆池应采用专用箱槽或远离路基设置，池壁采取防塌、防渗等保证路基稳定的措施，并定期检查。

(7)防塌孔。泥浆比重应根据地质条件确定，按不利地层或高限取值，且经过试验和监理确认，钻进过程中应始终保持泥浆指标和水头高度，期间停工或成孔后未立即灌注时，应保证泥浆循环，设专人负责监视孔位，关注孔内水位变化，避免塌孔。

(8)首件认可制。全桥首根钻孔桩施工应在非临近营业线处完成，根据成桩情况对临近营业线钻孔桩采用成熟工艺。

(9)起重作业安全。吊车证件齐全，操作人员持证上岗，作业前应对作业周边环境进行调查，排除作业障碍，确定吊车进场路线及作业位置。钢筋笼分节，溜绳拉设，吊机限制侵限转动，一机一人一防护，人随机动，机停落锁。

3 承台施工

3.1 承台施工方案

2#、3#主墩基坑采用开口式基坑支护方案。基坑最靠近铁路侧承台A、H 段支护采用φ1 500 mm挖孔桩，素混凝土挖孔桩护壁厚度0.15 m，桩长为12 m。B、G 段采用φ1 500 mm钢筋混凝土钻孔桩和素混凝土挖孔桩交替布置的咬合桩，桩长约12 m。桩顶设联通折线形冠梁。基坑开挖从非铁路线侧向靠铁路侧逐步推进。

2#墩承台及台座分两次浇筑，首先施工下面3 m 高的八边形下承台，后施工上面4 m 高的四边形梯形台座，3#墩首先施工下面3 m 高的八边形下承台，预留下球铰劲性骨架施工槽口，待骨架定为后，完成该部分混凝土浇筑。然后安装转体部分设施，立模施工上转盘，待转体施工完成后，施工承台后浇部分混凝土。施工时采用低水化热的水泥、在承台内埋冷却管、加强养护等措施，确保承台混凝土质量。

营业线承台施工一般需按规范和设计要求对铁路及基坑周边构筑物进行监测。保证异常时按预案处理，确保铁路运营线的安全。基坑施工时，对所设置测点进行实时观测，跨线桥基坑四周及铁路钢轨的变形限值表1 如下所示。

表1 变形限值

3.2 墩身、塔柱施工方案

主塔墩墩身采用翻模施工，支架用钢管架。2#墩台座一次浇筑，墩身分两次浇筑，第一次浇筑下部，第二次浇筑顶部实体段，箱内设预埋件及支架。3#墩施工铰座后墩身施工同2#墩。

墩身、塔柱施工属高空作业，施工期间，杂物坠落极易对铁路运输安全造成威胁。塔柱施工重点注意，模板及脚手吊装作业安全，靠铁路一侧采用防护板配防护网封闭，防止杂物坠落，影响行车，造成伤害。

3.3 临近营业线承台、墩身、塔柱施工特点

(1)临近营业线承台基坑防护桩施工，同钻孔桩施工需要注意人员机械等侵界、管线保护、作业吊装等问题。

(2)临近营业线承台开挖施工，对营业线线路结构及设备影响更大，其支护方案应做专项设计及计算，施工中加强位移和沉降监测，确保铁路轨道及设备、基坑周边构筑物安全。

(3)临近营业线承台施工时，应有相应防塌方措施，派专人日夜巡守，列车通过、强降雨或持续降雨期间，及时检查整修，发现路基开裂、变形、坍塌或线路状态异常等，立即采取措施，危及行车时，严禁盲目放行列车。

(4)临近营业线承台开挖前在基坑顶四周挖设好排水沟或挡水墙，开挖完成后，在坑底四周设置排水沟及汇水井，保证坑内不积水。

(5)开挖出的泥土，不得堆放在基坑周围，应该及时外运处理;靠铁路侧地表严禁堆放任何机械设备及物品。

(6)临近营业线墩身模板作专项设计，保证有足够的强度、刚度和稳定性。模板吊装应确保不侵限、不损坏既有线设备、不造成人身伤害等事故。

(7)墩身脚手架立杆基础要平整夯实，承载力符合要求，并按规定设置底座、垫木。脚手架高度在7 m 以上的，架体要按规范要求与墩身设置牢固拉结。脚手架外侧要设置密目式安全网。并增设缆风绳对拉防风措施。

(8)按照《铁路技术管理规程》规定:在接触网支柱及距接触网带电部分5 m 范围内的金属结构物(钢模板及脚手)均须接地。

(9)搭设、拆除脚手架前要确认与临近既有线和接触网回流线的安全距离2 m 以上，严防钢管侵限和进入接触网回流线安全范围。

(10)墩身塔柱施工养护用水，严禁以柱状流至接触网及回流线上。

(11)钢筋在安装时用缆风绳固定，防止其在遇到大风天气时倾倒;混凝土浇注采用泵送，宜远离铁路摆放，泵机大臂及泵管严禁侵限。

(12)搭拆脚手架时，严禁抛掷物品，施工区域应设警戒标志。严禁将模板支架、缆风绳、混凝土输送泵管等固定在脚手架上。平台、步梯设围栏，周边张挂密目安全网。

(13)塔柱施工中宜分层设置封闭式脚手平台，靠近铁路侧采取密目钢丝网等可靠的封闭措施，严防坠落物弹出。

4 结 语

临近营业线施工具有作业难度大、风险高、危险因素复杂等特点，施工时要切实加强施工组织管理，选择成熟工艺、可靠设备，重点防范重大危险源，依法合规作业。要点时要超前准备充分，考虑细致周全，确保安全高效正点完成任务。在施工中加强动态管理，作好首件或首段施工总结，调整优化方案和工艺操作后再批量展开大面积作业。要注意采用可靠的新技术新方法，对施工可能影响到的结构和设备等进行相应的监测监控，按规范规程控制其变形、沉降、震动等参数，强化技术保安全。结合郑州市中心区跨线桥工程介绍了临近铁路营业线钻孔桩及承台、墩身、塔柱施工方案，同时对临近营业线桥梁钻孔桩、承台、墩身及塔柱施工特点进行归纳总结，希望能为类似工程提供借鉴。

［1］李艳哲.郑州市中心区铁路跨线桥施工方案设计［A］.第十九届全国桥梁学术会议论文集(上册)［C］.2010.

［2］李华强.郑州中心区铁路跨线桥基坑支护创新设计与施工［J］.公路，2013，(8).

［3］张绍敏，彭心强.大跨径桥梁钻孔桩施工浅析［J］.城市道桥与防洪，2014，(8).