临近铁路营业线软土地基施工风险控制研究

郭玉坤 上海铁路局建设管理处

近年来我国东部、南部地区铁路电气化提速改造、增建第二线和站场改造工程项目繁多，工程地理位置多处在沿海地带和长三角、珠三角地区，这些地带软弱土层分布广泛，常需对土体加固处理，形成整体性较好、强度较高的复合地基，以满足目前高速、高标准铁路建设的需要。

临近营业线软土地基加固施工因其扰动大，可能破坏营业线路基及基础的现有平衡状态，引发轨枕竖向位移，造成线路的不平顺，影响到列车通行安全；列车经过时的动荷载，亦会影响临近桩基施工安全和质量，例如发生钻孔桩缩孔、塌孔。另外，地基加固施工所用机械体型较大，高度较高，一旦发生倾覆将严重威胁到接触网和行车安全。故此，有必要甄选合适的地基加固施工方法，并对施工风险进行全面辨识，评估风险等级，研究制定针对性的施工管理措施和安全技术措施，从而规避和降低风险，确保行车和施工安全。

1 临近营业线软土地基加固方法分析比选

我国铁路工程项目软土地基加固处理常采用的方法和特点分析如下：

水泥搅拌桩：是铁路工程软基处理的多采用的一种形式，软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用，但桩机对土体强制搅拌过程中对临近营业线软土地基扰动较大。

碎石桩：造价较低，但成桩振动、挤压、冲击的工艺对临近营业线软土路基扰动较大。

CFG桩：可用来加固临近营业线软土地基，但长螺旋钻机钻杆高度可达20～30 m，防止钻机向营业线发生倾覆是其安全控制重点。

高压旋喷桩：造价较高，多采用在局部加固补强方面，施工过程中压力控制不力易造成临近营业线路基隆起和横向位移。

预应力管桩阀板结构：临近营业线时不宜采用锤击、振动和射水下沉工艺，可采用静压法施工，挤土效应的防治是静压桩施工安全控制重点。

钻孔灌注桩阀板结构：可用于临近营业线施工，需采取措施防止列车经过时软土地基应力释放造成桩孔收缩、塌孔，施工时注意减少对既有路基的扰动，并防止钻机倾覆和吊装过程中侵入营业线接触网和行车限界。

综上所述，临近营业线软土地基加固宜选用CFG桩、高压旋喷桩、静压管桩筏板、钻孔灌注桩筏板结构的加固形式，施工的关键是对既有路基变形、地基稳定和大型施工机械防侵限控制。

2 临近营业线软土地基施工风险辨识和评估分级

对危险因素进行评价的关键是围绕可能性和后果两个方面来确定风险，估计其潜在危害的严重程度和发生的可能性，进行定性分析评价，可采用风险评价表法，如表1所示。

表1 风险评价表

施工风险按可忽略风险、较大风险、中度风险、重大风险、巨大风险可对应分为I、II、Ⅲ、IV、V级。结合营业线施工有关事故案例、安全管理规定和软土地基施工的调查研究，对风险源进行辨识，归纳出临近营业线各类施工共有风险因素11项、临近营业线软土地基施工专业风险因素11项，风险评估分级如表2、表3所示。

3 临近营业线软土地基施工风险控制措施

临近营业线软土地基施工风险控制的任务是采取各种措施和方法，消灭或减少风险事件的发生的可能性，或者减少风险事件发生时造成的损失。结合风险评估情况，运用损失控制、风险转移和风险保留的基本方法，以临近营业线软土路基静压桩、钻孔桩施工和监控量测为例，思考并提出施工安全管理措施和安全技术措施。

表2 临近营业线施工共有风险评估分级表

表3 临近营业线软土地基施工专业风险评估分级表

3.1 安全管理措施

（1）实行风险分级控制。对于风险等级为IV、V级的风险因素，施工单位需制定专项方案，编制作业指导书，经建设单位项目负责人、监理单位总工程师审批后方可实施，建设、监理单位有关负责人和项目经理每周检查不少于1次；对于Ⅱ、Ⅲ级风险因素，要设置安全关键点，制定把控措施，责任落实到个人，建设、监理单位有关负责人和项目经理每月检查不少于2次。

（2）实施全员的营业线施工安全培训。各级管理和施工人员均应参加营业线施工安全知识培训，培训的内容应侧重现场实际，包括风险控制，考核合格后持证上岗。

（3）加强材料、机具管理。施工材料质量及其堆放符合规定，不得侵入铁路限界；大型施工机械实施一机一人防护，防止产生沉陷和倾覆，吊机回转半径不得侵入铁路限界，施工完毕做到工完料净场地清。

（4）实行关键工序实名签认制度。关键工序的开始和结束均要实施工序交接签认，严禁不合格工序流转，确保关键工序受控。

（5）建立应急保障体系。宜由建设单位组织编制应急预案，不定期组织抢险演练，检查应急抢险物质的符合性，发生事故时做到及时响应，减少损失。

3.2 安全技术措施

（1）静压桩施工安全技术措施：合理安排沉桩顺序，宜由内向外隔排跳孔施打，减少在营业线一侧产生的水平位移；控制压桩速率，使土体有足够的时间释放内力，软土地区沉桩速度不应大于 l0 m/h；设置应力释放孔，将沉桩过程挤土效应所产生的应力尽量释放掉，从而起到对既有线的保护作用。

（2）钻孔桩施工安全技术措施：选择合适钻孔设备，宜采用正循环回转钻施工，不宜采用反循环回转钻，反循环回转钻虽然成孔速度较快，但其抽渣形成的负压对孔壁的稳定有较大的影响；控制泥浆质量，考虑到列车震动影响，钻孔时应适当加大护壁泥浆的比重，并定期检测；埋设护筒，对于靠近营业线侧第一排钻孔桩，钢护筒加长不应短于3m，护筒底部需处于硬土层上；设置隔振沟，减小列车和钻孔振动的相互影响；成孔清孔后，尽快下放钢筋笼，及时灌注混凝土，以防等待时间过长而缩孔坍孔；桩身钢筋笼应根据桩位与营业线的距离采取合理的分节段吊装并采取限位措施。

（3）监控量测预警措施：临近营业线施工前应做好监测方案，对轨道几何状态、土层位移、支护设施位移和内力状态进行监测，进行信息化管理。沉降值、位移值、受力值等指标达到规定限制的60%进行预警，到达80%进行警戒；出现隆起、线路变形、位移等现象，观测数值超过报警指标时，要立即停止施工，按规定启动相应的应急预案。

4 结束语

通过对各种软土地基施工方法优缺点的对比分析，较适用于临近营业线软土地基施工的工法有CFG桩、高压旋喷桩、静压管桩筏板、钻孔灌注桩筏板结构等，工程技术人员要熟悉各工程特点，掌握软土路基施工工艺、技术标准，在此基础上，可按照本文思路，辨识存在的风险因素，进行评估分级，采取针对性的施工管理措施和技术措施，避免和减低施工风险，确保行车和施工安全。

临近营业线软土地基施工的工况各有不同，风险因素及其危害性、发生的可能性也会发生变化，因此，在借鉴运用时要注意区分，本文研究、梳理的各项管理和技术措施在采纳时也需结合具体项目进一步细化。