郑州铁路跨线桥营业线施工安全防护技术

肖建新

1 郑州中心区铁路跨线桥工程概况和安全施工特点

1.1 工程概况

郑州市中心区铁路跨线桥工程位于城市中心区，桥梁上跨京广、陇海两大铁路主干线(客运7股道、货运4股道)及客车车辆段(9条检修线)，向东连接解放路，向西连接建设路。

主桥跨铁路线部分为双塔单索面预应力钢筋混凝土斜拉桥，跨径组合为(106+248+106)m=460 m，桥宽33 m。主梁标准断面为单箱三室预应力混凝土箱梁。主桥墩为矩形花瓶状钢筋混凝土结构，每个主墩29根桩，桩深95 m/98 m，主桥桩基直径1.8 m。主塔为实心H形钢筋混凝土结构，梁面以上高64.5 m，塔梁固结。斜拉索按扇形布置，索塔上拉索交错锚固。该工程由中铁二院工程集团有限公司设计，中铁大桥局股份有限公司施工。

西侧主桥(2号墩)在货运铁路上方搭设防护棚，以封闭挂篮悬浇主梁施工跨越铁路货运线;东侧主桥(3号墩)采用转体方式跨越郑州火车站北咽喉区域后再采用挂篮施工，东侧主桥(3号墩)墩身和承台接合处设平转构造球铰，转体段主梁长度120 m，转体重量171 000 kN，转体施工完毕后用混凝土封闭铰座。

1.2 工程主要安全风险和安全施工特点

1)大桥跨越京广、陇海铁路交通干线，施工场地毗邻营业铁路，必须保证铁路行车安全，施工安全管理难度大，极易造成影响铁路运输的安全事故。

2)搭设和拆除防护棚及桥梁转体均属铁路营业线Ⅰ级施工，安全责任重大。

3)施工结构在电气化铁路接触网上方，高压线多，距离极近，高压触电风险极大。

4)防护棚安装及拆除需向铁路有关部门要点施工，涉及单位较多，程序复杂，手续繁琐，且在有限的时间内必须完成各项任务，对施工生产组织和协调管理的要求非常高。

5)171 000 kN的转体重量在国内尚属首次，货运铁路防护棚跨度大、覆盖范围大(49.5 m×24 m)，安全防护设施投入大，施工技术含量高。

2 跨线施工所采取的主要安全技术措施

2.1 大桥局项目部协调铁路方面所进行的技术改造

2.1.1 对施工有影响的有关铁路设施进行迁移

由于施工地段毗邻铁路营业线，两主桥墩施工处在铁路保护区域内，搭设的防护棚体系距接触网带电部分的间距不能满足安全要求。在施工开始前，郑州铁路局供电段、桥工段、电务段、车辆段、房建中心、车站等运营单位应大桥局项目部申请，将影响桩基施工的有关通信光缆、输电电缆、地下管线等隐蔽工程进行迁改，将影响施工的部分铁路围墙、警亭等建筑物进行拆除并设立临时围挡，将影响施工的部分接触网支柱及供电设施拆除，这些措施使环境因素对安全施工的影响大大降低。

2.1.2 电气化铁路区域附近设备及结构物加强接地

施工场所紧邻电气化铁路，在钻孔桩施工和吊装作业中，作业设备距离铁路架空地线最小距离只有20 cm，由于架空地线在个别情况下可能带有近3 000 V的高电压，极易因作业设备距电气化铁路高压线路过近而遭受感应电，对作业人员造成伤害。为确保安全，供电段将大桥施工地段的架空地线进行了加强接地，即对架空地线增设接地极，确保施工地段接触网支柱和架空地线时刻处于低电位水平。

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均须接地。为了确保安全，对施工搭设的两处防护棚也按照加强接地的标准安装了接地极。

2.1.3 多种措施降低接触网设施结构高度

3号墩转体段箱梁底板与郑州站北咽喉接触网带电部分不能满足2 m以上的安全距离要求，尤其是防护体系设计高度甚至低于接触网现有支柱的高度，为满足施工要求，郑州站北咽喉接触网进行相应改造。

首先是将跨线桥施工地段的三组接触网软横跨改造为硬横跨，硬横跨其结构高度相对较低，且定位性能能够满足提速区段行车要求(见图1)。

图1 软横跨改为硬横跨

图2 正在改造中的接触网

其次，经过计算在满足支柱负荷和水平张力要求的情况下，将三组接触网软横跨横向承力索高度降低，弛度减小后，将软横跨钢柱截头处理(见图2)，使其高度低于防护体系设计高度，便于防护体系安装。

最后将部分单独定位的接触网混凝土柱定位点前移或后移至改造后的软横跨或硬横跨上，再将接触网混凝土柱拔除。

2.1.4 延长接触网无电区域的有关改造，增大安全作业空间

经过以上改造，3号墩转体段仍有两处接触网下锚处的高压接触网带电部分距离施工地段过近，在施工临时围挡上方越入施工场地，在吊装作业或搭建施工脚手架等设施时，安全距离不能满足要求。故对这两处接触网下锚进行了改造，将下锚处绝缘子前移至上一个定位点附近。通过改造，延长了接触网下锚的无电区域，使高压接触网距作业区段的安全距离增大到了2 m以上。

另外，防护体系安装后，其底部距三组改造后软横跨的上部带电横向承力索仅有不到0.5 m的间隙，安全风险极大。为避免发生触电或意外跳闸事故影响行车，对这三组软横跨的直吊弦也进行了绝缘改造:将横向承力索和上部固定绳间利用较为轻便的硅橡胶棒式绝缘子隔离，横向承力索直接与钢柱相连。这样软横跨的横向承力索变为不带有高压电的无电区域，增大了安全作业空间(见图3)。

图3 接触网延长无电区域改造示意图

2.1.5 对施工范围内不能迁移或改造的部分铁路设施进行保护并加强巡视

对影响施工但不具备迁移条件或迁改成本过高的铁路行车设备进行了保护，如:将部分光电缆用阻燃护管包扎或埋于临时电缆井，焊接或切割施工时将郑州站监控摄像和通信设施上方安装防护板，防止高温焊渣造成设备烧损;将桥体下方高压接触网的承力索缠绕绝缘带以减小触电风险等。在日常施工作业中，由设备管理单位和施工方共同加强巡视，发现安全隐患及时采取措施，避免发生影响行车的安全事故。

2.2 施工项目部进行的安全技术准备和施工中采取的安全防护措施

2.2.1 认真做好安全教育培训和宣传，增强全员安全生产意识

为确保施工安全，大桥局跨线桥项目部切实抓好全员教育培训工作。只要员工一入场，就立即进行入场安全培训并经考试合格后方准上岗。培训内容主要为跨线桥工程概况、施工现状和特点、现场环境和危险源点、安全施工组织管理和技术措施、营业线施工及安全管理常识、跨线桥《安全生产管理办法》《安全奖惩条例》等内容。

提前分批次组织相关人员参加郑州铁路局建设管理处组织的营业线施工安全培训并取证，积极聘请铁路局专业人士在沟通准备的基础上到项目部结合工程特点为相关人员讲电气化铁路安全知识及施工安全措施，为开展临近和跨越营业线施工作了思想上、技术上的充分准备。

2.2.2 加大对外沟通协调工作力度，争取有利安全的施工环境

防护体系安装前项目部积极联系铁路部门进行接触网改造和加强接地等，争取有利安全的施工环境，要点施工中严格贯彻执行营业线施工安全工作程序，精心编制要点施工方案并层层交底，严密进行组织分工，加强现场安全防护，切实落实各项安全技术措施，历次要点施工中均安全、平稳、高效，节省了较多的计划要点时间，真正做到了在确保安全的前提下，将施工对铁路运营的影响降到了最低。

2.2.3 切实落实安全技术措施，确保铁路行车安全和施工生产安全

在2号、3号主墩钻孔桩施工中，为避免因坍孔等影响铁路路基稳定，采取加长钢护筒至6 m及合理安排钻孔顺序等措施从加强孔壁自身稳定和缩短钻孔时间两方面保证了钻孔桩施工安全。

为保证2号、3号主墩及其他铁路线外侧的施工与铁路营业线的相对隔离，防止人员、设备等侵入铁路限界，采取在限界外0.5 m处设置钢管加彩钢板的隔离围墙，并与原铁路围墙连成一体。

主墩承台平面尺寸为21.8 m×26.8 m，主墩承台边缘距最近一条铁路线中心线仅有5.24 m/5.59 m(3号墩/2号墩)，坑旁分别为客运线和货运线，基坑开挖深度大(开挖深度约5.7 m)，对列车运行影响很大，开挖范围大，安全防护难度大。必须做好防塌方措施，坑壁变形量应能满足列车运行需要。为保证2号、3号主墩承台基坑开挖施工时铁路路基的稳定，施工中对2号、3号主墩承台靠近铁路线侧设置挖孔桩及挖孔咬合桩、桩顶设冠梁的形式进行基坑防护，在基坑开挖时进行基坑变形监控和钢轨位移测量，并合理安排开挖顺序，迅速进行开挖以减少基坑的暴露时间，保证了基坑开挖后坑壁的稳定。

3号墩转体主梁与主塔同期施工，转体主梁现浇段沿铁路线旁布置，采用满堂碗口式支架和钢管脚手架承重，支架靠铁路侧设置隔离和悬挑防护结构。

3号墩侧主梁在转体之前沿铁路客运线方向现浇施工，梁体部分翼缘在东牵出线上方。设置了转体现浇段型钢斜支架防护棚，并在棚顶搭设钢管架设置密目钢丝网防护栏的安全防护措施，以保证铁路行车安全和施工安全。

为保证2号墩靠铁路货运线侧在进行0号块施工、挂篮安装拆除等施工时，不发生侵限、坠落等影响铁路营业线安全的事故，保证施工与铁路营业线相对隔离，设置了跨铁路货运线防护棚(见图4)。

图4 2号墩货运铁路防护棚

为切实防范主塔施工中可能高空坠落的物品穿过常规安全网从而危及铁路行车安全，钢管架靠铁路侧安全网采取竹芭用铁线绑扎牢固，脚手平台分层满铺脚手板。转体施工完成后，采取全封闭挂篮进行主梁的悬浇施工。随着挂篮悬浇主梁同步施工边隔梁并安装防抛网。

2.2.4 精心编制要点施工方案，层层交底和模拟演练

在防护体系安装拆除施工中，项目部精心编制要点施工方案，精心编制货运铁路防护棚施工和转体段铁路防护支架吊装作业指导书，对各次要点的工作内容、要点时间、吊点设置、安装顺序、人员分工和站位、物资机械配备、各工序时间、安全注意事项、通讯联络等均辅以图表的形式进行了细致策划和周密安排。实施前，多层次进行生产组织、技术要点、工艺流程、安全措施的交底，使每一名参建员工都能正确的履行好岗位职责、严格执行安全规程规定并有效协作配合。要点前模拟实战进行了演练，进一步修正和完善方案措施，检查了各项准备工作情况，为要点施工全过程安全有序可控提供了保证。

2.2.5 各施工环节加强施工组织与安全监控

中铁大桥局项目部从方案、组织、监控和要点等方面严格把控，安全顺利实现主墩承台基坑开挖、铁路防护棚安装及拆除、墩身及主塔施工、主梁转体施工、跨铁路挂篮悬浇施工等，各工序均安全高效地完成了施工项目，受到郑州铁路局、郑州市人民政府等各方赞扬。

［1］ 铁道部令第29号，铁路技术管理规程［S］.

［2］ 79铁机字654号，电气化铁路有关人员电气安全规则［S］.

［3］ 铁办［2008］190号，铁路营业线施工及安全管理办法［S］.

［4］ 郑铁办［2008］237号，郑州铁路营业线施工及安全管理实施细则［S］.