人工挖孔桩加固接触网立柱基础施工方法

2017-06-28刘化奎上海铁路局东华地铁公司

上海铁道增刊 2017年1期

刘化奎上海铁路局东华地铁公司

人工挖孔桩加固接触网立柱基础施工方法

刘化奎上海铁路局东华地铁公司

随着近年来既有铁路电气化改造不断推进，电气化铁路日益增多，下穿既有铁路框架桥顶进施工过程中如何对电气化铁路接触网立柱进行保护，确保铁路行车安全成为一个不可回避的问题。结合合肥市临泉东路下穿合肥枢纽三十里铺站立交桥工程接触网立柱加固施工的成功经验，介绍接触网立柱加固施工的工艺流程、施工方法和加固控制要点等，为类似工程施工提供借鉴。

既有线；接触网立柱；人工挖孔桩；加固

1 工程概况

1.1 施工概况

合肥市临泉东路在合肥枢纽三十里铺站新建四孔12.5 m分离式框架桥，受接触网立柱基础影响，中间两个箱体间距为5.4 m（见图1）。为了防止在顶进施工时，接触网基础处土体坍塌影响立柱稳定，在接触网立柱每个基础两侧设置2-Φ1.25 m挖孔桩，挖孔桩承台与原立柱基础连接成整体，挖孔桩桩长为20 m（见图2）。

图1 现场概况照片

图2 接触网立柱加固图

1.2 现场环境

本工程位于合肥枢纽三十里铺站站内，分别下穿淮南线上下行线、新客线上下行线（属于客运专线）及三十里铺站5、6道2股站线，共6股道，并预留三条铁路，交叉处对应淮南线下行线里程K100+850、新客线下行线里程K12+450，交叉角度均为87.65°。站内日均火车通行180余对(其中新客上下行线通行动车组59对）。

2 施工重点、难点

三十里铺站属于合肥枢纽站，股道多、行车密度大，日均通行列车180余对，且有动车组通行。为保证铁路运输的安全畅通，施工期间必须利用列车运行间隙进行人工挖孔桩施工，作业时间较短；在人工挖孔桩施工的过程中，必须对接触网立柱采取临时加固措施，确保接触网立柱在施工过程中的安全；原来的接触网立柱基础为片石混凝土基础，加固承台必须与原来的基础进行有效的连接，确保新旧基础形成一个整体。

在基础加固的施工过程中对接触网立柱的沉降和位移观测亦是本工程施工的重点。

3 施工方案

3.1 工艺流程

接触网立柱临时加固处理→设置沉降及位移观测点→人工挖孔桩测量定位→人工挖孔桩开挖及护壁→钢筋笼孔内制作安装→桩体混凝土浇筑→加固承台基坑人工开挖→加固承台施工（包括：原来的接触网立柱基础植筋锚固、加固承台钢筋绑扎并与原基础植入的钢筋焊接、加固承台混凝土浇筑）→拆除临时加固措施→回填接触网立柱基础周边空隙。

3.2 接触网立柱临时加固

在人工挖孔桩施工之前，先对接触网立柱进行临时加固处理，具体施工方案如下：

（1）人工挖孔桩施工前，在立柱两侧（顺铁路方向）各做一个0.5 m(宽)、1 m(深)的临时砼基础，砼浇筑时预埋Ф25的U型螺栓（并做防雷接地措施）（见图3）。

（2）在预留螺栓与接触网立柱之间使用两根Ф20钢丝绳互成60度角，对接触网立柱进行斜拉加固，两根钢丝绳须均匀受力。

图3 接触网立柱临时加固图

3.3 接触网立柱的沉降及位移观测方法

为确保铁路运输安全，对接触网立柱实行监测，具体措施如下：

（1）为确保基础网立柱安全，在立柱上做出标记作为观测点，工程技术人员现场观测，随时掌握立柱的变化情况。如有变化立即停止施工并对立柱做好稳固措施同时通知设备管理单位（合肥供电段和合肥维管段）。

（2）施工前，与设备管理单位进行现场调查，明确施工地段监测点的设置位置。

（3）设置数量及方式：在接触网立柱上采用油漆画出两个点作为观测点。置镜点应选择视线好，不受施工和行车干扰的位置，并应选择牢固并不易破坏的地点，保证观测精度。

（4）监测内容及要求：观测分为下沉观测和位移观测2种，分设2个观测点。观测工作由专人负责，开挖过程中随时观测，每天观测3次。一旦发现观测数据变化应及时报设备管理部门调度。当观测数据发生明显水平位移或下沉变化时：即两次观测数值均出现明显变化（下沉大于3 mm或位移大于2 mm），或一次观测数值出现±5 mm变化时，应立即查找原因进行分析，加密观测次数，同时通知施工负责人，做好签认，一旦上述情况还在继续发展时，应立即停止施工，采取防护措施，并组织相关单位现场分析，提出解决处理的技术方案。一天累计下沉大于8 mm或累计位移大于4 mm，也应按上述要求进行分析，查找原因，制订措施。

3.4 人工挖孔桩施工

接触网立柱临时加固施工结束后，开挖直径1.25 m的人工挖孔桩，挖孔桩浇筑C20砼，东、西两侧挖孔桩中心距离接触网立柱中心均为1.65 m。

接触网立柱基础加固挖孔桩施工首先安装电力照明，铺设出碴道路。孔口采用厚度为0.15 m，等级为C20钢筋混凝土整体防护，防止地表水及土石落入，四周做好排水沟。

（1）开挖

采用人工开挖，施工必须连续作业，开挖深度达到2 m以上后，在孔口安装绞盘架，用来吊运开挖弃土，弃土及时运至栅栏网外侧，防止污染道床，并及时准确填写挖孔记录。

开挖时应经常检查桩井垂直度和孔位偏差，并及时纠正、调整。

（2）支撑、围护

开挖孔径为1.5 m，每挖进1 m采用C20混凝土护壁，护壁截面为倒直角梯形，上口厚15 cm，下口厚10 cm，每米护壁间接头高5 cm，护壁剖面图如下，护壁混凝土严格按配合比拌制，以确保护壁混凝土强度（见图4）。

图4 挖孔桩护壁剖面图

（3）排水

本地区地下水并不丰富，但为了保证施工安全，对孔内渗水及时采用水泵抽吸并远离桩孔。水量较小，可用人工提升，水量较大采用机械排水。

（4）钢筋笼制作和混凝土灌注

钢筋制作前要进行试验，钢筋的数量、直径、长度以及焊接应符合设计、施工规范和技术要求。

钢筋笼制作：

挖孔桩钢筋笼在钢筋在加工厂按设计长度进行下料，成孔后将钢筋运至现场，在孔内进行绑扎，钢筋笼绑后将其校正在桩中心位置并固定。此方法能够减少铁路封锁次数和钢筋笼吊装风险。

混凝土灌注：灌注混凝土前，孔内积水要排干。灌注混凝土采用地泵，泵管采用接长套管，直接深入桩底，防止砼产生离析，同时须加强防护，保证铁路运输安全。桩基混凝土采用强度等级C20商品混凝土。

3.5 接触网加固承台施工

（1）承台施工工艺流程

承台施工顺序为：定位、复核→挖土→垫层→钢筋绑扎→模板安装→砼浇捣→养护→拆模→回填。

（2）承台挖土

基坑采用人工开挖，基坑开挖过程中时刻观测接触网立柱位移及沉降情况，确保基坑作业和线路安全。

挖土前按施工图纸放好中心桩及基础的纵横轴线控制桩，按要求引测好水准点，土方不准堆放在线路及基坑边，确保不影响后续施工和基坑的安全。挖土深度由技术人员控制，整平至设计标高，严禁超挖。挖土后进行承台平面位置、尺寸、底标高的自检，对桩位、标高、桩的外观质量进行检验，经监理工程师验收合格后进行下一道工序施工。承台弃土及时运至栅栏网以外。

（3）垫层施工

承台挖土结束后，经监理工程师验收后进行C15垫层混凝土的浇注。

将挖孔桩的顶部伸入承台内15 cm，桩钢筋伸入承台100 cm，需要对多余部分的挖孔桩进行凿除，桩头破除前先将钢筋剥除，然后用空气压缩机人工破除。

（4）承台钢筋施工

加固承台钢筋绑扎前先进行原来接触网立柱基础的植筋锚固工作，采用直径25 mm的螺纹钢筋，植入深度控制在40 cm，并用锚固剂进行锚固，植筋孔内应填塞满锚固剂，不留空隙。

承台钢筋按施工图制作并安装，用等强度水泥垫块作为钢筋的保护层，其位置以钢筋纵横交叉处为宜，每平方米不少于4块。钢筋接头采用搭接焊，同一截面上，钢筋的接头不超过50%，搭接焊单面焊长度≥10d，双面焊≥5d。钢筋每200个接头作为一批进行冷弯和抗拉试验，合格后方可使用。钢筋绑扎完毕，由质检人员组织隐蔽工程验收，并做好验收记录，交监理工程师复查，由监理工程师在隐蔽单上签字后进行下道工序施工。

（5）承台模板施工

承台模板采用木模。对模板组合、连接牢固程度等进行自检，并做好复核的书面记录。

拆模时尽量不要碰坏边角，模板拆下来要马上清理及时保养，轻提慢放。模板在混凝土浇筑后2天拆除。承台模板拆除后采用土工布覆盖洒水养护。

（6）承台混凝土浇筑

承台混凝土采用标号为C20商品混凝土，并使用地泵浇筑。混凝土浇注时派专人防护，并安排试验人员检查来料质量，进行坍落度试验，发现不合格及时退料。混凝土浇注时要规范振捣，由专人负责用高频振捣棒振捣，振捣中不得碰撞钢筋，并与外模保持有10 cm的距离，要有备用的插入式振捣器，要快插慢拔，分层浇注。承台混凝土每层厚度不大于50 cm，不要漏振。浇注混凝土时，自由落体高度不得大于2.0 m，承台混凝土浇注好以后要进行多次收浆，表面抹平。承台混凝土表面初凝以后要及时养护防止水分过快蒸发，引起混凝土表面的开裂。

3.6 接触网立柱沉降、位移观测记录（见表1）