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1、跨包西铁路立交大桥既有线施工技术中铁二十局集团第三工程有限公司中铁二十局集团第三工程有限公司二一三年八月二一三年八月 结合既有线墩台实际对跨线桥施工图优化设计，介绍了合理选择水磨钻配合人工挖孔桩，承台基坑开挖采用砼套箱、型钢横撑加固与物理隔离防护措施，墩身“逆作法”工序施工，利用“天窗”点进行模板安装与拆除，确保了既有线的运营安全。【摘要摘要】【关键词关键词】 既有线 优化设计 水磨钻法 套箱法 逆作法 安全监测 黄韩侯铁路北塬至芝阳段右线跨包西铁路立交大桥，起迄里程为DyK1+785.05DyK1+960.22，本桥横跨包西铁路及冲沟，位于R=600m的圆曲线、缓和曲线和直线上，线路纵坡为2
2、.5，-3.1，与包西铁路成40角斜交。全桥孔跨布置：5孔32m预应力混凝土梁，其中北塬台、1#、2#墩为既有线墩台，1#墩与2#墩以32m简支梁上跨包西铁路。1#墩位于包西铁路路堑南侧一级骨架护坡坡脚处，承台边缘至既有线右线线路中心最小距离为5.99m，承台底面低于包西线轨面4.93m。2#墩位于包西铁路左侧，承台边缘距包西铁路左线线路中心最小距离为2.24m，承台底面低于包西线轨面5.07m。 该桥施工难点：2#墩离既有线太近，且墩身处在接触网下侧，1#、2#墩承台开挖深度大，对铁路基床稳定性造成影响与潜在安全隐患。桩基设计为钻孔桩，冲击钻钻孔施工机械的作业空间狭小，且钻机设备的使用存在较
3、大安全隐患；墩身钢筋与模板安装存在侵限风险。1 1 工程概况工程概况 针对2#墩承台离既有线太近，墩身处在接触网下方的问题，通过与设计院联系，验算分析，采取将全桥平面位置整体向大里程方向平移1.6m的技术措施。平移后2#墩承台边缘距包西铁路左线线路中心最小距离为3.84m，1#墩承台边缘至既有线右线线路中心最小距离为4.36m，两个墩位均错开了接触网线路，最大限度地保证了两个墩台的正常施工；承台开挖对既有包西铁路基床稳定造成扰动影响的问题，采用提高承台基础底面标高和辅助施工技术措施加以解决。通过对比，最终确定承台基础标高提升1.5m，变更后1#墩承台开挖深度由4.12m变为2.62m，2#墩承
4、台开挖深度由3.44m变为1.94m。变更后，承台开挖深度均控制在3m以内（承台高度2.5m），承台开挖时设置钢筋混凝土套箱围堰分层开挖，从而保证基坑和既有铁路路基基床的稳定。施工图优化设计后，右线跨包西立交大桥平移1.6m后平面位置示意图如图1，1#、2#墩承台标高抬高1.5m后立面示意图如图2。2 2 施工方案施工方案2.1 2.1 施工图优化设计施工图优化设计图1 右线跨包西立交大桥平移1.6m后平面位置示意图 图2 1#、2#墩承台标高抬高1.5m后立面示意图 北塬台位于包西铁路南侧路堑堑顶边缘，设计有效桩长25.5m、1#墩设计有效桩长26m、2#墩设计有效桩长35m，设计均为1.2
5、5m的钻孔桩。三个墩位工程地质情况如下，设计桩底标高以上912m范围为砂岩、砂岩夹泥岩，桩底12m以上部位到原地面范围以砂质黄土为主。采用原设计钻孔桩（冲击钻）施工无法满足既有线安全要求，同时施工场地狭小泥浆池、钻机设备无法布设。采用爆破作业配合人工挖孔桩，无法满足既有包西铁路设备管理单位的安全规定和相关要求。通过方案比选最终选取水磨钻配合人工挖孔桩的施工方案，进行北塬台、1#、2#墩位的桩基施工。砂质黄土段采用风镐、铁锹进行人工开挖，砂岩、泥岩段采用水磨钻进行开挖。 水磨钻施工一般以0.6m深为一个循环，工序为沿设计孔桩周边环向钻芯、内环岩体劈裂、出渣。砂质黄土、风化岩层每开挖进尺6090c
6、m进行一次2.22.2既有线北塬台、既有线北塬台、1#1#墩、墩、2#2#墩桩基施工墩桩基施工2.2.12.2.1桩基成孔技术桩基成孔技术C20钢筋混凝土护壁施工，确保孔桩安全不塌孔，石质岩层地段不需要进行护壁施工。水磨钻施工具有成孔规则、环保、对孔壁扰动小的优点，水磨钻施工钻进图及成孔效果见图3、图4。图3 水磨钻施工钻进图 图4 水磨钻施工成孔效果图 水磨钻单孔日平均掘进达60120cm，且一个墩位配置2台水磨钻可同时展开4根桩基的循环作业，完全满足既有线安全施工要求。挖孔弃碴采用吊桶装载，用电动绞架（高度约1.8m）垂直提升到井口，弃碴于路堑横向马槽口之外。2.2.22.2.2钢筋笼制安
7、钢筋笼制安 钢筋笼采用分段制作（每节不大于6m），分节吊装，孔口焊接。采用吊机吊装钢筋笼时，钢筋笼离地面不得高于1.5m（物理隔离高度为3m），并在钢筋笼下设置两条安全防护绳，防止钢筋笼或其他被吊物品侵入限界。机械吊装施工时，应保持垂直、平稳，不得斜吊、晃动，吊具必须牢固。吊装前，与延安车务段进行沟通，确定施工“天窗”时间，确保吊装作业在“天窗”内进行，保证既有线行车安全。 采用电动绞架（高度约1.8m）提挂串筒，利用汽车泵泵送混凝土入串筒进行桩基混凝土灌注，串筒底离桩基混凝土灌注面高度不得大于1m，防止混凝土离析。2.2.32.2.3桩基混凝土灌注桩基混凝土灌注 本桥1#墩、2#墩紧邻既有包
8、西线，基坑开挖采用钢筋砼套箱+型钢支撑进行施工，确保基坑稳定，减小基坑开挖对既有线路基基床的扰动。 桩基施工完毕，待砼强度达到设计强度70%后，进行承台基坑开挖。承台尺寸5.7m6.3m，矩形套箱厚25cm，紧贴承台外边线；开挖前，放出套箱外边线作为开挖边界线，并在开挖线外适时设置截水沟，防止地面和坡顶水流入坑内。2.32.3既有线既有线1#1#墩、墩、2#2#墩承台施工墩承台施工（1 1）基坑开挖）基坑开挖 首次开挖深度0.5m，开挖后对承台边线进行定位放样，然后在承台限界外施作厚25cm深50cm的环形C20钢筋砼冠梁；待浇筑完成3d后，进行下层基坑开挖。基坑每层开挖深度控制在0.5m0.
9、9m，开挖后立即施工厚度为25cm的C20钢筋砼套箱，24h后继续基坑循环开挖。图5 钢筋砼套箱+型钢支撑示意图 待基坑整体开挖至距基坑顶1.0m处时进行I16型钢支撑，然后继续进行基坑开挖，挖至承台底标高以下25cm，安装套箱底板钢筋，浇筑20cm厚C20混凝土,完成套箱整体受力体系。钢筋砼套箱+型钢支撑示意图如图5。 套箱底板浇筑完成后，无需另行进行承台模板安装，即可在套箱进行承台施工。按设计图纸完成承台钢筋安装、预埋墩身钢筋、测量确定承台顶面标高位置等，按常规施工方法、工序进行承台混凝土浇筑。2.4 2.4 墩台身施工墩台身施工（1 1）物理隔离防护措施）物理隔离防护措施 开挖过程中，按
10、照“施工期间对既有线测量与监测方案”，做好全天候既有铁路路基沉降观测和轨道位移监测，及时消除安全隐患；当监测数据接近控制数据时，应停止基坑开挖，查找分析原因，制定加固措施，防止隐患发生，确保既有线运营安全。（3 3）安全监测）安全监测（2 2）承台砼施工）承台砼施工 本桥1#、2#墩距包西铁路接触网距离非常近，且墩身与上部铁路电力设施“回流线”相抵触（处在正下方），墩身施工时采取物理隔离防护措施，如既有线侧搭设防护网、栏杆和竹排架等。 在墩身施工前，及时联系设备和供电单位对影响的“回流线”进行迁改（另外采取绝缘措施）。物理隔离措施如图6、图7。图6 物理隔离措施（1）图6 物理隔离措施（2）
11、1#、2#墩墩身高度均为7m，托盘高度均为1.9m，根据模板配置考虑安全因素，墩身托盘施工分两次进行，第一节墩身施工4.5m，第二节墩身2.5m与1.9m高托盘一次整体浇筑。 为防止墩身护面钢筋安装过程中出现“侵限“问题，采用“逆作法”施工工序，即先安装墩身模板待模板安装固定完成后，再进行墩身护面钢筋安装，从而保证钢筋安装过程中不会侵入铁路限界。 在墩身模板安装及拆除施工中，利用施工“天窗”时间进行模板安装及拆除，确保墩身模板施工作业在施工“天窗”内进行，保证既有线行车安全。墩身模板安装或拆除时，设专人指挥，吊装时在模板下口挂2根缆风绳，背向营业线方向人力牵引，防止模板摆动引起侵限事故，上块模
12、板吊装固定好后，方可吊装下块模板。（2 2）墩身钢筋与模板安装）墩身钢筋与模板安装 模板安装完毕后，在顶口四个边角处设置4根缆风绳，固定模板不发生倾覆；同时质检员对模板进行检查验收，合格后现场挂设“模板安装验收合格标牌”。（2 2）墩身）墩身砼浇筑砼浇筑 墩身浇筑利用汽车泵泵送混凝土，插入式振捣器分层振捣密实，及时覆盖洒水养护。3 3 结束语结束语 既有线施工要确保“安全第一”，右线跨包西立交大桥既有线施工，通过桥位优化设计、物理隔离安全防护措施、桩基施工方案优化比选、承台基坑开挖砼套箱及型钢横撑加固措施、墩身施工工序调整等技术措施，确保了既有线的运营安全，施工方案顺利通过了西安铁路局组织方案
13、评审，实施效果得到业主、设计、监理单位的一致认可，积累了既有线施工经验。 （1）水磨钻孔具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆排出，施工质量可靠的特点，与人工挖孔桩（爆破）和冲击钻成孔相比减少了对周围设施的振动，特别适用于离居民房、铁路、公路较近的桩基施工。 （2）承台基坑开挖采用砼套箱、型钢横撑加固技术与物理隔离防护措施，为承台施工各环节的安全问题提供了可靠的有效保证。 （3）采用“逆作法”工序，即先安装墩身模板，待模板安装固定完成后，再进行墩身护面钢筋安装，保证钢筋安装过程中不会侵入铁路限界。 （4）超前安排，科学组织，合理利用“天窗”时间进行模板安装及拆除，确保墩身模板施工作业在施工“天窗”内进行，保证既有线行车安全。参考文献参考文献1、客货共线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ203-2008）；2、新建铁路工程测量规范（TB10101-99）；3、铁路混凝土工程施工技术指南铁建设【2010】241号;4、铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009）；5、李大纪、李小云水磨钻在下赶场沟大桥桩基施工的应用。
