浅谈杭甬客专邻近营业线软土地基施工的技术策略

2015-06-02韩振冬

科技与创新 2015年9期

关键词：软土地基施工技术

韩振冬

摘要：在华东地区软土地质条件下，杭甬客专建设为了满足高速铁路的要求，保证临近既有线施工时营业线的运营安全，简要分析了针对软土地基施工所采取的技术策略，以期为今后该地区同类公路、高速铁路施工提供相关的参考。

关键词：客运专线；软土地基；施工技术；既有线路

中图分类号：TU753.8 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.156

1 工程概况

杭甬铁路客运专线特殊路基主要为软土路基，共6段，合计5.13 km。杭甬客专一标软土地基范围主要集中在杭州南站站场DK14+800～DK16+757区间。本文以杭甬客专一标软土地基施工为例，探讨了高速铁路的验标要求，并指出了邻近既有线软土地基施工时保证营业线运营安全的施工技术策略。

2 地质情况

杭甬客专一标选址区为滨海平原区，覆盖层为第四系全新统冲海积粉土、粉砂和淤泥质粉质黏土，其下为第四系上更新统冲海积粉质黏土、粉砂和细圆砾土，下伏基岩为泥盆系中下统塘家坞群钙质含砾砂岩。软土路基平均填高约3.5 m。

在该范围内分布有水塘、河流，地表水主要为水塘水和河流水；地下水主要为第四系孔隙潜水，地下不稳定水位埋深约0.4～3.3 m，较发育。

3 与既有沪昆线的相对关系

新建杭州至宁波客运专线HYZQ-1标部分线路临近既有沪昆线修建，日通行列车110对，列车运行最高时速为120 km。如果施工工艺不正确，很容易造成营业线线路沉降和位移变形，进而影响运营安全，因此，相关部门的施工安全压力较大，而他们对施工方案和现场施工控制提出的要求则比较高。

4 施工方案

根据《上海铁路局营业线施工安全管理补充实施细则》（上铁运发〔2010〕161号）《上海铁路局营业线施工工务安全监督管理办法》（上铁工发〔2010〕117号）《改建既有线和增建第二条铁路工程施工技术暂行规定》（铁建设〔2008〕14号）等文件的规定，要求施工单位按照要求评审和审批涉及软土地基施工的方案，并与设备管理单位签订安全协议。

5 技术策略

针对杭甬客专软土地基段临近既有线的实际情况，在满足了杭甬客专本体工程质量的基础上，减少对既有线路基变形的影响，而保证既有线基础稳定和运营安全是施工的重中之重。因此，设计单位在设计线路时就要充分考虑这一情况，按区域分别使用预应力管桩、高压旋喷桩等施工工艺，并在全国范围内第三次采用布袋注浆桩的新技术。施工单位在施工时，也将做好既有线路基变形观测作为工作中的重点。在管桩、高压旋喷桩的施工过程中，采取多种措施和工艺减少对既有线路基的

干扰。根据杭甬客专钱江铁路新桥南引桥80号基坑的施工经验，在变更了设计后，施工、设计、监理单位及时与建设单位沟通，在管桩、高压旋喷桩临近既有线施工段增设了应力释放孔，取得了很好的效果。

5.1 既有线路基变形观测

在施工过程中，成立监测小组，做好既有线路基变形观测工作，在既有线路肩设置观测桩，施工期间，每次观测不少于2 h，观测报警值水平位移或垂直位移的变化不应大于2 mm/d。一旦发现异常沉降和变形，要立即停止施工，同时，要向经理部和设备管理单位的现场监管人员报警。施工结束后，每周观测一次，如果发现发生了水平和垂直位移，应及时采取相关的应对措施，直至相关数据趋于稳定。

5.2 布袋注浆桩

杭甬客专DK15+660～DK16+135段杭甬场右侧到发线与既有杭州南站（萧山站）到发线采用的是布袋注浆桩加固形式，桩按正方形布置，桩径0.4 m，桩间距1.4 m，桩长22.0～33.5 m。该工艺在全国范围内是第三次使用。

布袋注浆桩是中铁第四勘察设计院为有效解决甬台温铁路大量分布深厚层夹层软土地基对路基稳定和工后沉降等问题而研究出来的一种新技术。它是将软土分层注浆技术和土工织物综合应用于施工过程中的一种新工艺，是以土工强物袋和注浆浆液形成似圆桩状或葫芦状的硬化体，以此来加固土体的软土地基加固施工工艺。该工艺可以加速土体固结，获得高密度、高强度的硬化体，以增加土体的稳定性。

布袋注浆桩采用螺旋钻机钻孔，将塑料注浆管和布袋插入孔中压浆成桩。其工序可平行施工、流水作业，施工进度快，在现场，曾28台机械同时施工。布袋在注浆后可产生挤密土层，形成复合地基。同时，布袋可控制浆体的外流，减少环境污染，提高材料的利用率。此段桩基有6 265根，布袋注浆桩合计16.4万延米。杭甬客专一标段的实践证明，采用这项技术处理松软土地基，能够满足高标准铁路路基对稳定性和工后沉降提出的要求，并取得了较好的经济效益和社会效益。

5.3 预应力管桩

杭甬客专正线到发线软土地基采用预应力管桩加固；DK14+800～DK15+375段、DK15+553～DK15+660段正线和DK16+135～DK15+757段采用管桩加固。对于预应力砼管桩、管桩架构，可采用沉桩机压入施工的方式。

预应力管桩施工对临近既有线的影响特别大，而采取以下技术措施可以有效减少对既有线的影响。

5.3.1 设置应力释放孔

杭甬客专杭州南站DK14+800～DK15+148段、DK15+199～DK15+350段、DK15+660～DK16+757段改造地基处理采用了管桩施工，桩长31～49 m。为了减小管桩施工对既有线（沪昆线）产生的挤压应力，避免造成既有线沉降或位移，影响其运营安全，在既有线与离既有线最近的一排管桩之间设置了一排应力释放孔，孔直径为500 mm，孔深为25 m，孔间距为2.5 m，在孔内填碎石。

该段共设置了应力释放孔641个，填筑碎石量3 146 m3。应力释放孔设置在安全隔离栅栏以外，采用回旋钻施工，利用既有栅栏隔离施工区域和营业线。添加了应力释放孔后，有效地缓解了管桩对周围土体和既有线的挤压，减少了既有线位移和沉降量，并将其控制在了允许范围内，保证了既有线的运营安全。

5.3.2 控制打桩速度

在实际的施工过程中，一般情况下，每台桩机每小时工作不超过15 m，桩机间距不小于50 m。

5.3.3 采用跳打的方法

在施工过程中，现场采取隔一打一的跳桩施工方式，效果十分明显。

5.3.4 采用静力压桩

静力压桩是利用静压力（压桩机自重和配重）将预制桩逐节压入土中的压桩方法。这种方法可以节约一部分钢筋和混凝土，降低工程造价，采用的混凝土强度等级也可降低一两级，配筋比锤击法节省40%左右的钢筋，而且施工时无噪声、无振动、无污染，对周围环境的干扰小，适用于软土地区、城市中心或建筑物密集处的桩基础工程和精密工厂的扩建工程。

5.3.5 提前取土工艺

在施工时，先取出管桩上部的土（不超过管桩长度的1/3，取土直径不大于管桩外径），然后再将管桩压入。

5.4 高压旋喷桩

DK15+553～DK15+660段站线采用高压旋喷桩加固，现场采用双管旋喷机施工。高压旋喷桩施工对临近既有线的影响特别大，所以，采取以下方法可以减少其对既有线的影响。

5.4.1 采用跳打的方法

在施工过程中，现场采取跳桩施工的方式，间歇式施工，控制施工速度，缓慢释放地层应力。

5.4.2 控制喷浆压力

在施工过程中，高压旋喷桩喷浆压力一般要控制在20 MPa以内。

5.4.3 设置应力释放孔

在既有线和临近既有线侧设置一排应力释放孔，原理同上。

6 结束语

杭甬客专软土地基施工技术策略的制定比较科学，施工工艺安排合理，其结果安全可靠。该工艺不但有效保证了新建杭甬客专的质量，还减少了路基施工对临近既有线位移和沉降造成的影响，保证了既有线的行车安全，并实现了经济效益的最大化，达到了良好的施工效果。