平行上跨既有铁路线公路桥梁下部结构施工技术

2022-05-24廖大成

中国科技纵横 2022年9期

廖大成

（上海金山公路建设有限公司，上海 201599）

1.工程概况

深圳市南坪快速路为城市快速道路，二期工程起于广深沿江高速前海立交，终点接南坪一期塘朗立交，全长14.45km。南坪快速路右幅桥梁于K29+380跨上平南铁路，于K27+760跨出平南铁路，全长1620m。高架桥与既有铁路关系效果图如图1所示。

图1 高架桥与既有铁路关系效果

2.采取的设计方案

（1）平行上跨既有铁路线全线设置防护棚，防护棚起于平南铁路K29+380，终于平南铁路K27+580，总长1800m。

防护棚采用门式结构，两侧基础采用C20砼，长×宽×高（1.5m×1.5m×1.0m），间距5.0m；基础上采用φ426mm×10mm钢管立柱，钢管长6.5m；柱顶设置2根32工字钢纵梁；顶棚主梁设40工字钢，长7.4m；在主梁上设次梁10#槽钢，间距10cm；在次梁上设10×10方木，间距10cm。从轨面到顶棚底净高6.0m，铁路两侧钢管立柱外缘距轨道中心各3.0m。

（2）桥梁采用钻孔灌注桩基础、钢盖梁门式墩及钢箱梁。

（3）在桩顶和墩顶（墩高大于10m）分别用系梁连接，以保证桥墩的整体稳定性。

（4）铁路上方桥梁全部采用钢箱梁。

3.施工方案

3.1 防护棚施工方案

3.1.1 主要工序施工

（1）基础施工：防护棚基础开挖采用小型挖机配合人工开挖，在基础承载力达到设计要求后，绑扎基础钢筋及预埋地脚螺栓，立模浇筑混凝土。

（2）立柱施工：在铁路封锁停运期间进行防护棚立柱施工；立柱由人工配合吊车进行吊装，确保吊车吊臂、钢管立柱在空间上不侵入铁路界限，为确保立柱不摇摆旋转侵限，在立柱上设2根牵引拉绳，由人工拉紧对位，就位后迅速将钢管柱底部与预埋螺栓进行连接，钢管柱就位后，在立柱的中部通长使用10号槽钢将立柱纵向连接，每30m设置一道斜撑。

（3）纵横梁施工：在铁路封锁停运期间进行防护棚纵横梁施工；纵横梁工字钢采用吊车吊至钢管立柱顶部，平稳就位后，人工调整工字钢位置后将工字钢与下层钢板（工字钢）焊接。

3.1.2 防护棚施工采取的措施

（1）施工时在施工位置与铁路之间设置临时围挡。

（2）施工过程中安全防护员全程在岗，安全防护员配备必要的防护设备（安全帽、反光背心、口哨、佩戴安全员标志等），施工过程中确保机械、设备、材料、人员不侵入铁路限界。

（3）列车通过施工地段时暂停一切施工[1]。

3.2 桩基施工

3.2.1 桩基施工方案

（1）桩基施工前人工挖探和物探施工影响范围各种路内路外管线，确保施工范围内地下无管线。

（2）桩基采取冲孔成孔、水下砼灌注成桩工艺。

3.2.2 桩基施工采取的措施

（1）根据桩基设计、地质条件情况，特别是沿铁路线两侧布置的特殊情况，考虑到桩基施工对平南铁路的影响，以及平南铁路列车行驶震动对桩基施工的影响，在铁路影响范围内桩基采取深钢护筒冲击钻钻进成孔（即采取同孔深钢护筒钻进施工、护壁），保铁路路基安全和桩基施工安全。

（2）成孔后及时验孔、浇筑砼。靠既有线侧钢筋笼分段长度不大于6m，采用4点悬挂法起吊。吊装时用牵引拉绳拉住钢筋笼底口，防止钢筋笼来回摆动侵限；吊车设置在远离既有线的便道边。

（3）在桩基施工位置设置临时围挡，把桩基施工区域与铁路线分开。

（4）桩机移动过程中设专人指挥，桩机移动安排在无列车通过的时间段进行。

（5）冲孔作业时，在铁路外侧用钢丝绳将钻机顶固定，避免钻机倒向铁路造成事故。

（6）吊装作业在白天进行，吊装时安全员现场防护；当有列车通过时，停止一切作业。

3.3 承台、系梁施工

3.3.1 承台、系梁施工方案

（1）采取开挖基坑，现浇承台、系梁的方式进行施工。

（2）为防止地下水浸泡基坑，在基坑内沿基底四周设置排水沟和集水井，及时抽水保证基坑内干燥。坑底开挖至距设计标高约10cm后，人工清理整平，再浇筑基础垫层，待承台施工完成后及时回填基坑。

（3）恢复铁路边排水沟及边坡等至原貌状态。

3.3.2 承台、系梁施工采取的措施

（1）为防止承台、系梁基坑开挖造成铁路路基塌陷，部分承台基坑开挖采取钢板桩支撑的施工方案，采用机械开挖，人工配合。

（2）铁路路基上设置位移观测桩，基坑开挖过程中，对位移观测桩密切进行监测，注意边坡的位移变形，若边坡出现滑裂或坍塌现象，立即停止作业，及时回填处理；基坑开挖后不得长时间暴露，防止地质风化及雨水浸泡；基坑开挖经检验合格后，快速组织钢筋、模板及混凝土的施工。

（3）做好原地面及基坑内的截、排水系统，将水引排至便道的排水沟内。

（4）开挖过程中除在远离基坑及既有线处存放基坑回填的土石方外，其余的土石方通过便道及时运出施工场地。

（5）施工过程中密切关注天气情况，雨天禁止进行开挖作业。

（6）基坑开挖成形后在基坑四周距基坑边1m处用钢管设置1.5m高防护栏杆并挂防护网及警示标志牌，当有列车通过时，承台基坑内的作业人员撤离到地面安全位置。

（7）承台施工完成后应及时进行回填夯实，保证营业线路基稳定。

3.4 混凝土墩身施工

3.4.1 混凝土墩身施工方案

桥墩墩柱施工采用定制钢模一次浇筑成型。

3.4.2 墩身施工采取的安全防护措施

（1）在铁路限界外设置围挡，防止模板、钢筋、设备、人员进入铁路限界。

（2）墩身施工需要的大型机械如吊车、泵车，外伸悬臂比较长，这些机械停靠在远离铁路侧，同时保证悬臂伸出时不侵入铁路界限。

（3）墩身钢筋施工前先做好内部支架并拉设缆风绳，防止钢筋安装过程中发生倾覆。

（4）模板安装时，严格按先铁路一侧，再其他方向的顺序，吊车吊装时应缓慢移动，防止吊装时吊车大臂或模板侵入既有线界限；墩身模板安装或拆除时，设专人指挥，专职安全员防护。在模板下口挂2根缆风拉绳，背向既有线方向人力牵引，防止模板摆动侵限。

（5）模板安装完毕后，在模板顶上设缆风绳，确保模板稳固，检查合格后方可浇筑墩柱砼。

（6）脚手架、支架靠铁路一侧，设置安全网全封闭围护，严禁向铁路一侧抽穿钢管、钢筋；严禁从高空向铁路侧投掷物件。

（7）墩身砼浇筑采用汽车泵，在砼浇筑过程中，设专人指挥；当有列车通过时，停止施工，所有作业人员撤离到既有线安全距离以外[2]。

3.5 钢盖梁施工

3.5.1 钢盖梁施工方案

高架桥平行上跨铁路部分采用钢盖梁门式墩，钢盖梁门式墩编号从Y5到Y54。钢盖梁与钢柱均采用在工厂整体加工后分节运输到工地后吊装焊接。

3.5.2 钢盖梁施工采取的安全防护措施

（1）桥墩钢盖梁吊装拼接过程中，需对铁路行车封锁要点。

（2）桥梁钢墩柱及钢盖梁吊装前编制吊装方案，根据现场情况，计算确定吊机停放位置以及悬臂长度、起吊高度及起吊角度等技术参数。

（3）高处施工机具应放置稳定、牢固，施工人员不得向下抛掷任何物品。

4.施工过程中可能涉及的应急预案

4.1 挖断管线应急预案

（1）在临近既有铁路线施工之前，必须会同设备管理部门对红线范围内管线进行调查、确认。施工前首先挖探沟和物探，明确管线位置[2]。

（2）施工过程中若发生意外事故挖断管线危害行车安全时，现场防护员必须立即通知车站及相关设备管理单位，具体做法如下：1）现场防护员立即报告车站，汇报事故发生地点、事故原因及现场目前情况、事故损失等情况。2）现场防护人员按相关规定设置防护措施，并在原地监视。3）设备管理单位现场确认，制定紧急方案后，立即组织人员、机具、材料，配合设备管理单位尽快抢修完成，最大限度减少对既有铁路线的影响。

4.2 桩基塌孔、边坡失稳、塌方造成线路变形超限应急预案

（1）施工前，必须在隔离栅栏上开应急通道并上锁，钥匙由现场专职安全员保管，保证有突发事件线路封锁后抢修人员能迅速进入事故现场，抢修人员必须是经过安全培训合格的熟练工人，作业时必须佩戴防护用品，穿着防护背心等，自觉遵守铁路有关规定，增强护路防伤意识[1]。

（2）一旦发生桩基塌孔，或基坑涌水、涌砂等情况，必须果断采取措施，立即停止施工，第一发现人员首先高声呼喊，及时通知现场负责人和现场安全员，如桩基塌孔（流砂）、基坑涌水量大、涌砂严重等应直接回填处理。如现场有人受伤，需拨打抢救电话“120”，向当地医院求救，现场可视情况进行包扎、止血等应急处理，并按以下步骤防护：1）防护人员立即报告建设单位，并快速穿过隔离栅栏应急通道进入相应受影响的铁路区域。2）观察现场情况，如造成既有线路基塌陷或线路变形超限影响既有铁路行车安全的，应立即用厂制短路铜线进行线路顶红短路，同时立即向建设单位及相关设备管理部门汇报现场情况，启动应急预案，寻求援助。3）如果已经有列车驶入该区间，应立即向列车显示停车信号，白天用红色信号旗，夜晚用红色信号灯，快速将响墩放置在能赶到的地点钢轨上，拦停列车。4）线路抢修时必须有既有铁路线管理部门人员在场，组织人员、机具、设备配合指导抢修争取及早恢复通车。