武咸城际铁路跨武广高速铁路连续梁施工安全综合防护技术

袁定安

(中铁十一局集团有限公司,武汉 430074)

1 工程概况

武咸城际铁路起于湖北省武汉市,止于湖北省咸宁市,在DK59+576处采用48 m+80 m+48 m连续梁跨越武广高速铁路,与武广高速铁路夹角为155°，见图1、图2。主墩21号、22号墩墩身离武广高铁限界最小距离8.35 m,梁底离武广高铁轨面最小距离10.9 m。连续梁跨越处武广高铁里程为K1300+348,正线2股道,线间距5 m。施工期间该处最高行车速度350 km/h,每天有80对列车通行。此连续梁跨越350 km/h繁忙高速铁路,安全风险极高。

图1 跨武广高铁转体连续梁与武广高铁线路平面位置示意(单位：cm)

图2 跨武广高铁转体连续梁与武广高铁线路空间位置示意(单位：cm)

2 连续梁施工方法及安全隐患分析

2.1 施工方法

根据连续梁结构及距线路轨面很近的特点,对桩基、承台、墩身、梁体各分部工程必需采用符合安全、质量要求的合适施工方法。

(1)桩基

连续梁主墩桩基为φ1.8 m,桩长49 m,采用旋挖钻桩基施工,灌注采用水下混凝土灌注成桩。

(2)承台

22、23号主墩基础为钢筋混凝土八边形承台,高7 m,分为上、下两层承台,上承台厚2.5 m,下承台厚4.5 m。模板采用组合式钢模板,现场拼装,钢筋在场外加工、制作完成后现场安装、绑扎。承台混凝土根据结构需要,分4次浇筑,见图3。

图3 承台混凝土分次浇筑示意

(3)墩身

连续梁2个主墩高度分别为3.5、4.5 m,高度较低,采用大块定型钢模一次浇筑成型,混凝土用汽车泵泵送入模,插入式振捣棒捣固密实。

(4)连续梁

连续梁采用平衡转体施工法,即在2个主墩上下承台间各安装1套φ3 m的钢球铰,先在武广高铁铁路线外侧平行于武广高铁线路位置悬臂浇筑梁体,达到强度后水平转动球铰以上墩身与梁体,使2个主墩的T构梁体就位,在调整好梁体位置、高程后,锁定球铰,浇筑承台的第4部分混凝土,固定上承台,最后利用挂篮浇筑合龙段,使全桥贯通。

(5)桥面系

T构转体前安装好除合龙段外的护栏及遮板,合龙段完成并拆除吊模后,防护棚架拆除前,在“天窗”点内安装该处护栏及遮板。安装采用汽车吊运输。

2.2 安全隐患分析及对策

2.2.1 安全隐患

(1)承台、墩身施工均为临近武广高速铁路,施工时若有物件掉落,易造成营业线行车事故；

(2)梁体悬臂施工时靠近武广高速铁路一侧若有物件掉落,易造成营业线行车事故；

(3)转体后合龙段施工为跨线施工,存在较大安全隐患；

(4)合龙后桥面护栏、遮板安全存在较大安全隐患；

(5)临近及上跨营业线大型机械作业安全隐患。

2.2.2 对策

(1)承台墩身施工时设置竖向隔离网；

(2)挂篮施工时对挂篮作全封闭防护,并在已施工梁段靠武广高铁一侧设置防抛网；

(3)在连续梁投影范围两侧向外延伸5 m范围搭设钢结构防护棚架,防护棚架具有承受梁体施工中可能掉落物件冲击荷载的能力,将此部分武广高铁线路作覆盖防护,隔离高空落物对高铁行车的安全影响；

(4)转体、合龙、棚架拆除等有重大风险因素的工序选择“天窗”点内施工；

(5)护栏、遮板安装等均在“天窗”点内就进行,桥上桥下均设有安全防护人员；

(6)确保大型机械在安全距离外作业,多方现场确认；在桩机上加装缆风绳,防止向高铁线路方向倾覆。

3 防护设计

通过技术防护、人员防护、合理调整施工时间3个方面确保高铁运营安全及施工安全。

3.1 技术防护

3.1.1 棚架覆盖防护

防护棚架采用型钢结构门式框架,上面铺I16型钢,间距为1 m,然后在工字钢上铺设双层密目钢丝网封闭,沿武广高铁方向防护长度70 m,防护宽度为21.2 m。防护棚架水平桁架部分的底部距离接触网杆顶0.2 m,距离轨面8.3 m,在防护棚架与导线之间挂防电板,承力索套绝缘套,见图4。防护棚架按可承受350 km/h列车通过风荷载及上方145 kg(1块遮板质量)落物冲击荷载设计,保证线路上方安全。

3.1.2 挂篮封闭防护

挂篮正面通过在靠营业线一侧上横梁悬挑工字钢骨架并挂设双层密目钢丝网进行防护,防护网距梁端支架1.5 m,满足施工作业需求；底板作业平台安装防护栏杆并挂双层密目钢丝网；上横梁上设置防护栏杆并挂双层密目钢丝网。挂篮侧模在骨架外侧挂设双层密目防护网。防护安装见图5。

图4 棚架防护断面示意

侧模顶部翼缘板位置设置防护立柱,立柱采用I10型钢,间距2 m,高度2.5 m,焊接于翼缘板边缘,立柱之间挂设密目钢丝防护网、设置警示标志,见图6。

挂篮两边同时安装防护设施,防止偏载。

图5 挂篮防护示意(单位：cm)

图6 梁翼缘板外侧防护示意(单位：cm)

3.1.3 钢网排架竖向隔离防护

桩基、墩身施工时,在作业面与高铁线路之间安装竖向隔离钢架。采用钢管脚手架为骨架,满挂双层密目钢丝网,防止物件侵入高铁限界。钢管脚手架与防护棚架立柱及滑道焊接,确保稳定,见图7。

图7 钢网排架竖向隔离防护示意(单位：cm)

3.1.4 机械防护

对于侵入铁路限界的施工作业,一律纳入铁路局施工计划内,要点作业。

吊车(泵车)作业时,设备主机均停放于施工梁体外侧,保证机械离高铁线路15 m以上。吊车及泵车作业臂需接近高铁线路限界的,作业前先测量作业点至接触网线距离,确保吊车(泵车)臂最前端离接触网杆的最小距离不得小于规定的安全距离,见图8、图9。

桩基施工采用旋挖钻成孔,旋挖钻机按远离高铁线路站位,机械底部放置20 mm厚钢板加固地基,在钻杆顶端向运离高铁线路方向拉1根缆风绳,防止机械向营业线线路内倾覆。

3.1.5 梁面防抛网防护

已施工梁段安装2.5 m高防抛网,防止物件抛入线路内。防抛网由间距1.5 m的脚手钢管焊接于竖墙钢筋上做立柱,水平焊接钢筋做防护栏杆,满挂双层密目钢丝网防止物件伸出梁边线以外,见图10。

图8 泵车作业站位示意

图9 吊车作业站位示意(单位：cm)

图10 已完成梁段防抛网布置示意(单位：mm)

3.1.6 中跨合龙段作业防护

中跨合龙段施工采用吊模施工,在吊模底部及侧面挂双层钢丝网防护,见图11。

图11 吊模防护示意(单位：cm)

(1)模底模与侧模形成封闭作业空间。

(3)梁体上部设置防护栏杆,并挂密目钢丝网。

3.2 人员防护

3.2.1 驻站监控防护

(1)上岗要点设防

施工前40 min通知铁路局相关设备管理单位,驻站联络员按批准的防护方案在车站《行车设备施工登记薄》内登记,通过车站值班员向列车调度申请施工。驻站联络员接到调度命令后,用传真机、联络电话、手机3种方式同时通知现场负责人,确定施工起止时刻,由现场负责人确认后发令执行。

(2)下岗撤防开通

由现场负责人发令执行。经检查达到放行列车的条件,现场负责人用电话通知驻站联络员办理开通手续,办理开通登记后,通过车站值班员通知列车调度员开通区间。

3.2.2 作业点盯控防护

与铁路局设备管理单位签订安全协议,共同派安全员24 h值班防护,禁止无点施工、禁止违章施工、禁止无关人员闯入,发现问题及时处理、上报。

3.2.3 出入现场登记

施工入口安装铁门,派专人职守,进出工点必须登记,小型物件进入现场必须登记,防止无关人员入内,避免小型物件意外掉入营业线内。

3.3 “天窗”点内施工保安全

在“天窗”点到来前0.5 h,施工人员做好施工准备,检查、登记携带物品。“天窗”点到来后上桥施工,22号、23号墩各设1名安全员跟班作业,监督施工现场安全情况、“天窗”点结束前0.5 h,施工人员开始撤离,现场物件堆码整齐,细小物件及时带下桥。

4 本工程各种安全防护的特点

由于单一安全防护措施具有局限性,本工程同时采用多种安全防护措施,形成综合防护体系,各种安全防护措施起到互补作用,保证工程整体安全,各种措施特点见表1。

表1 各种安全防护措施作用与特点比较

5 体会

本连续梁施工通过采用综合安全防护措施,顺利完成了施工任务,确保了武广高铁的安全运营,通过本连续梁施工,有以下几点体会。

(1)跨高铁现浇施工,开工前必须根据现场情况制订合适的施工方案,针对具体的施工方法确定合理的防护方案,施工方案与防护方案须经铁路局批准后实施。

(2)施工中要不断对施工人员进行安全教育,不能因为有了防护而放松安全教育。

(3)防护设施抗冲击能力有限,当可能有大件或较重物件掉落时,应在“天窗”点内作业,防止意外。

(4)施工中应定期对防护设施进行检查,防止出现失效现象。

随着我国高铁建设的迅速发展,将有越来越多的桥梁跨越高铁、高等级交通线路,如何做好对营业线的防护,确保运营与施工安全,还需要积累更多经验,持续改进。

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