浅谈铁路既有线桥梁桩基施工技术

谢良根

摘要：以京太铁路（雄忻段）引入大西客专同步实施工程为背景，针对临近既有运营铁路桥梁桩基施工对技术要求高、安全风险大等特点，对临近既有铁路桥梁桩基安全施工技术要点展开研究。

关键词：桩基施工;临近线;钻孔;安全

1 工程概况

京太铁路（雄忻段）引入大西客专同步实施忻州西站改造工程，采用两座单线桥梁平行于大西客专正线两侧的方式跨越忻五线公路后进入忻州西站路基，雄忻引入左线桥梁范围为DK199+762.～DK199+841，长度83.5m。工程内容有40根钻孔桩基础，桩长35米～45米，桩径均为1米，上部结构为X1～X4号墩及西安台，1联18+22+22+14m刚构连续梁;雄忻右线桥梁范围DK199+674～DK199+843.4，长度169.4m。工程内容有56根钻孔桩基础，桩长35米-45米，桩径均为1米，上部结构为X1～X7号墩及西安台，1联18+22+22+14m刚构连续梁。同时左右线桥梁对应的X3（X6）#墩施工位于运营中忻五线省道北侧，X4（X7）#墩位于忻五线省道南侧，在公路两侧桩基施工过程中，为确保既有铁路及运营公路行车安全，对省道忻五线进行位置改移后设置限高架，确保公路行车安全的同时不影响大西客专正线列车运营安全。

2 施工方法与设备选择要点

2.1工法选择

在开始施工之前，对现有地形和工程地质条件及钻孔方法进行比较和选择。经测量大西客专正线距离两座单线桥梁基础最小距离分别为8.56米和11.3米，安全防护措施要求极高，由于项目桩基为钻孔桩，桥梁部位的地质部位为粉质黏土、卵石、粗砂、黏土等。为尽可能避免桩基施工对既有铁路的影响，采用旋挖钻机钻孔，通过水下灌注混凝土形成桩结构。旋挖钻机的成孔施工具有速度快、对周围地面干扰小、施工精度高等特点，可以大大减少对既有铁路的影响。

2.2主要建筑设备

用于桩基施工的设备为旋转钻机XR-280。徐工XCT25吊车、山工SEM65轮式装载机各一台。

3 施工工艺要点

3.1施工准备

在既有线施工时，应严格遵循“先保护再建设”的原则，禁止在没有保护措施的情况下进行施工。在开始施工之前，积极对接铁路部门办理相关手续及参加安全培训，同时对既有桥梁两侧的预埋管线进行排查，并采取有效的保护措施，确保万无一失。

3.2钢护筒施工

根据定位点拉准线放置4个控制柱，并在4个控制柱的基础上埋入钢护筒。护筒的内径比桩直径大20厘米，护筒的顶部比施工基础高30厘米，并在护筒周围重新填充粘土并分层压实。

3.3泥浆的制备

泥浆池结合现场情况，将泥浆池设置于线路外30米位置，极大可能避开因为开挖泥浆池对大西客专正线桥梁基础造成的影响。同时在施工过程中及时对泥浆进行更换清运，确保泥浆质量。

3.4钻孔

钻孔施工质量对于桩基施工具有重要作用，必须确保施工现场平坦且地基具有一定承载力，钻机就位后设置地锚并用缆风绳固定，以枕木或钢板支垫钻机的底座，确保钻机底座处于同一水平面上。就位后钻机自身钢丝绳全部张紧，使钻机各部位连成一个整体，增大整体抗倾覆系数。

钻孔时，建议以低速和慢速钻孔，在钻孔过程注意钻层的变化。所有渣土应随钻层的变化而确定地质类型，并记录在记录表中。将其与设计资料进行比较。当钻孔深度满足设计要求时，在准备清孔和浇筑水下混凝土之前，应检查钻孔的深度、位置和形状等，确保符合设计要求。

由于旋转钻孔的成孔速度快，孔壁相对较薄且稳定性差。因此，应尽可能缩短钻孔和浇筑混凝土之间的时间，以免发生塌孔现象。在施工阶段，必须在现场全程设置专职安全员进行安全监督，当线路有列车通过时，所有机械设备必须停止作业。列车通过施工现场后，再进行施工作业。

3.5钢筋笼的制造和安装

钢筋笼采用分段制造分段焊接，最大可能降低因吊装钢筋笼高度过高对既有线接触网造成的安全隐患。钢筋笼的加工、连接、焊接和安装必须严格遵守规范。钢筋笼可通过绳索利用吊车和人工辅助吊装。抬起时，对准孔的位置，缓慢而稳定的使用吊车，严禁左右旋转吊车，以确保钢筋笼垂直稳定。安装到位后，通过吊筋将其固定在钢护筒上，以防止钢筋笼在浇筑混凝土时浮起。

3.6水下混凝土施工

桩基混凝土采用导管进行水下灌注，导管的内径为30厘米，长度为2.5-4米，在使用前對导管进行水密和抗拉试验。计算第一批密封混凝土的使用量，为其配备适当大小的容器，从管底到孔底的距离保持在40厘米左右。第一批混凝土应能够将导管底埋入深度≥1 米。在钢筋笼底部浇筑1米以内时，应降低速度，以防止钢筋笼受到混凝土冲击发生漂浮。

在浇筑过程中，观察混凝土落入管道中水位高低变化，及时测量孔中混凝土表面的高度，正确进行管道的吊装和拆除，管道的埋深应控制在2至6 米。由于桩基较长，混凝土浇筑应超出设计高度100厘米以上。

3.7桩基施工安全防护措施

1）严格执行国铁集团《铁道营业线施工安全管理办法》进行既有线施工。施工前，必须对现场作业人员进行既有线施工安全知识学习和安全教育，并做好相应记录，并对学习者进行考核，考试合格者方可参与既有线的施工作业。

2）施工期间，在既有大西客专桥墩上安装观测点，观测施工期间对既有线造成的位移情况，并对数据及时进行分析。

图二：既有大西客专正线位移情况走势图

3） 施工现场应在适当位置设置明显的警示标志提醒施工人员及过往车辆;桩基施工从钻孔到灌注混凝土整个过程必须有专职安全员及铁路工务部门管理人员全程现场监控。各种施工机械应严格按其操作规程进行，不得有违章作业及机械侵限既有线净空的行为，并要求做到所有机械常保修、勤保养。

4） 当施工区域地基承载力不能满足钻机所需承载力要求时，应由试验室逐段检测地基承载力，技术部门确定软弱地段换填处理方案。处理后地基承载力满足要求，方可进行钻机钻孔，确保无安全隐患。

5） 对接触网的安全防护。在对临近既有线进行施工时，为避免碰机械设备碰撞接触网造成接触网损坏以及电弧误伤人，施工时应保证大型机械与接触网保持足够的安全距离。

4结论

在既有线施工桥梁桩基需要很高的施工技术和安全意识，旋挖钻钻孔灌注桩施工具有振动小、对周围土壤扰动小、施工成桩速度快等特点，可以最大程度减少施工对既有线的影响。在现有既有线附近进行桥梁桩基结构施工时，应在钻孔施工过程中从桩基施工方法的选择、施工机械的选择以及现有铁路线的保护措施等方面优化施工计划，以实现安全、优质完成桥梁桩基施工。

参考文献

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