紧邻铁路框架桥接长人工挖孔防护桩施工技术

谢 松（中铁二十四局集团上海铁建工程有限公司，上海 200071）

随着一些新建高铁线路接入老城区站，因受高铁线路线性对规划影响，出现了很多普速铁路改线拨移给新建高铁线路留足建设空间。在老线拨移的同时，难免出现一些框架中桥或箱涵接长的情况，在接长的过程中，根据框架桥或箱涵的结构特点，施工中出现拆除既有框架桥翼墙等结构物，在拆除过程中如何选择防护结构形式以及施工方法等问题，是需要进行综合考量的[1]。在距离轨道线路极近、铁路供电接触网侧下方净空受限，确保既有铁路不停运施工的情况下，期间如何做到线路与施工相对安全也是需要解决的问题，也带来了不小的技术难题。通过本工程实际案例，优化防护结构、施工顺序、施工方法和安全防护措施，从而有效的解决前面阐述的一系列问题。

1 工程概况

因连镇铁路接入镇江站需要对既有京沪铁路进行改线，故其中在跨越镇江市黄山北路（京沪铁路 K 1215＋371.92）处对既有框架中桥左侧对孔接长，对孔接长的长度为 5.3 m。为了确保框架基坑开挖减少对既有路基的影响，确保营业线的营运安全，本次采用人工挖孔桩对既有铁路路基进行防护，线路中心至基坑的最近距离为 3.75 m。

根据设计图纸在接长框架两侧各设置 7 根桩径 1.5 m，桩长 15 m 的人工挖孔桩，桩间距为 1.8 m（护壁厚 15 cm），按“L0”布置。桩身主筋采用直径为 25 mm 的螺纹钢，共20 根，定位筋采用直径为 20 mm 的圆钢，间距为 2.0 m，螺旋筋采用直径为 10 mm 的圆钢，桩身上部 4.6 m 范围内加密，间距为 10 cm，其余部分间距为 20 cm，钢筋保护层为 7 cm。护壁钢筋竖向主筋采用 16 根直径为 12 mm 的圆钢，共 2 排；横向钢筋采用 2 排直径为 12 mm 的圆钢，间距为 15 cm；每次掘井的深度控制在 0.5～1.0 m 范围内，具体数值根据实际土质情况可在改范围内进行调整。上下两个节段采用 60 cm×60 cm×8 cm 的联接板进行焊接固定，共 8 块，均匀分布。在桩身底部设置扩大桩头，桩头高1.2 m，底部宽度 2.4 m。挖孔桩平面布置图如图 1 所示，剖面图如图 2 所示。

图1 挖孔桩平面布置图（单位：mm）

图2 新建框架接长剖面图

考虑到人工挖孔桩的位置在既有路堤范围内，因此从原地面至既有路肩的土质情况应该为化学改良土，计算时按粘性土考虑。因此，从路肩至人工挖孔桩桩底的土质情况如表 1 所示。

表1 路肩至人工挖孔桩桩底的土质情况表

地下水主要类型为第四系空隙潜水、基岩裂隙水，计算时不考虑其影响。

根据土质情况，挖孔桩在挖至第四层时，应密切注意土层变化，减少进尺。

2 工程重难点

本工程人工挖孔防护桩有如下施工关键点，作为施工技术管理的重点。

（1）人工挖孔桩的开挖顺序、开挖速度及开挖深度是确保工程施工过程中进度及安全控制的关键点。

（2）人工挖孔桩的护壁支护方式及护壁养护的施工是施工过程中质量和安全管理的关键点。

（3）人工挖孔桩的施工防护及线路监测是确保施工过程中安全管理的关键点。

（4）本工程的地质条件极为复杂，施工难度表现在淤泥层厚度较厚，且存在流塑状淤泥，稳定性差。

3 施工工艺流程

3.1 总体施工方案

京沪铁路跨黄山北路既有框架中桥接长前，凿出既有的框架的翼墙及其基础，并对既有的路基边坡进行开挖，接长框架两侧各施工 7 根人工挖孔桩，桩间距 1.8 m （护壁厚15 cm），按 “L” 布置。开挖顺序按照“隔一挖一”的方式进行，先施工靠近线路的中间 2 根桩，再施工远线路的，最后施工离线路最近的桩，下挖深度按照每 50～100 cm 进尺设置护壁。

3.2 施工工艺流程

清理既有构筑物，稳固道砟→埋设沉降位移观测点→平整施工平台→放线定桩位及高程→施工锁口→桩体开挖（第一节 1.0 m）→支护壁模板、放护壁钢筋→浇筑护壁混凝土→架设垂直运输架→安装卷扬机→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等→开挖吊运桩孔土方（第二节 1.0 m）→先拆第一节模板、支第二节护壁模板（放护壁钢筋）→浇筑护壁混凝土（第二节 1.0 m）→逐层往下常规循环作业→开挖桩孔土方至淤泥层（淤泥层 0.3 m）→支模板、浇筑混凝土→开挖扩底部分→检查验收→混凝土封底 0.5 m→吊放钢筋笼→放混凝土溜筒→浇筑桩身混凝土。

3.2.1 桩孔开挖

开挖顺序采用隔一挖一法，以南京方向框架侧挖孔桩为例，共 7 根挖孔桩，考虑开挖对既有线影响及风险降到最小，分四批次进行开挖，第一批次先开挖序号为 “1” 的 2根桩，再次开挖序号为 “2” 的 3 根桩，依次开挖 “3” 的1 根桩，最后开挖序号为 “4” 的 1 根桩。挖孔桩开挖顺序图见图 3 。护壁的粘结，防止孔壁坍塌、涌水，也为了砼入模方便，护壁方式可采用喇叭错台状护壁[3]。

图3 挖孔桩开挖顺序图

3.2.3 钢筋笼吊装和就位

挖孔桩成孔后，需下放钢筋笼，钢筋笼提前在加工厂进行制作，采用挖机吊装并分节放入孔内长度按不超过 3.0 m 控制，人工入孔再进行焊接，并及时进行孔内通风循环。焊接完成后，检查长度、位置、间距，合格后进行下一道工序。

3.2.4 混凝土灌注

浇筑混凝土采用泵送，孔口提前悬挂好串筒。从高处直接倾卸时,其自由倾落高度 ≤2.0 m 以不发生离析为度。混凝土每浇筑 2.0 m 高度，利用加长的振捣棒进行振捣密实，提高桩体刚度。

开挖方法采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖，遇坚硬土或大块孤石采用锤、钎破碎，挖土顺序为先挖中间后挖周边，按设计桩径加 30 cm 控制截面大小。孔内挖出的土装入吊桶，采用自制提升设备将渣土垂直运输到地面，堆积到指定地点，防止污染环境。注意挖孔过程中，不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩擦力。

3.2.2 护壁施工

护壁采用钢模板现浇混凝土护壁，混凝土强度标号为C 35。第一节混凝土护壁径向厚度为 15 cm，宜高出地面30 cm，使其成为桩口围护，以阻止杂物影响开挖作业人员施工安全，并且便于挡水和稳定既有道床，每节开挖深度视地下水及土质情况确定，常规每节护壁为 1.0 m，即立模灌注混凝土护壁。护壁平均厚度 15 cm。

每挖完一节，必须尽快完成护壁钢筋混凝土施工（护壁厚度 0.15 m，强度为 C35 混凝土），并保证护壁钢筋数量、规格并注意在每挖进面处预留搭接长度，保证同一截面内接头数量≤50%，同时按图纸位置要求预埋联结钢板，待现浇完成两节后，开挖第三节前，立即将上下两块联结钢板进行焊接牢固，使其成整体，待本节护壁混凝土强度达到2.5 MPa 后（养护时间按≥24 h），方可开挖下一节[2]。

开挖至淤泥层（流速状）时，控制开挖速度，按每0.3 m一节施工，降低混凝土塌落度，保持在 160 m～170 mm。模板采用成品钢模板。为了进一步提高柱身砼与

4 结 语

京沪改线跨黄山北路框架中桥接长人工挖孔防护桩施工的顺利完成，为以后类似工程的施工积累了经验，现将施工中的技术要点总结如下。

（1）施工前对现场所有施工作业人员进行营业线施工知识培训，施工前组织设备管理单位进行施工交底，主要做到以下几点：①对混凝土泵车、装卸汽车的司机进行岗前培训，防止撞坏、压断铁路设施；②人工运输钢筋笼要控制长度，不得入侵铁路界限；③机械吊装与拆卸钢筋笼、模板的施工安排在列车运行间隔时间，并在设备管理单位的监护下进行。

（2）施工前准备，做好沉降位移观测点的设置，记录好原始值，与在施工中、施工后的监测值形成对比，及时反映线路变形情况。施工期间每日安排安全员对现场的工、料、机进行检查，确保工完料清，防止施工中遗留的塑料袋、编织袋等吹落到线路上。

（3）在开挖施工前、施工中，应注意观测桩体的状态，在施工防护桩前应对现有的铁路轨面标高，及路肩标高做好原始数据的纪录，施工过程中应加强观测频率，计录数据，如发现路肩、轨面标高变化值达到或超过警戒值时，应立即停止施工，必要时，采取补救措施，保证铁路安全，

（4）监测京沪铁路线路路基沉降和位移，监测点设在既有路肩上，每 5.0 m 设置一个观测点；人工挖孔桩加密至每 2.0 m设置一个观测点。（在临近接触网立柱基础上增设观测点）。挖孔桩施工期间监测频率为 1 次/2 h，做好记录比对，一旦发现异常情况立即停工并汇报，及时采取相应措施防止现场施工影响既有线路运营安全。

（5）因工作面狭小，挖孔桩开挖前，提前施工完所有的挖孔桩锁口，平整好场地，为后期施工做好便利条件。施工时，桩基础按跳跃施工，施工完一根后，间隔一根施工下一根桩，以保证土层稳定。弃渣应及时运走，不得堆在孔口周围或污染道床，孔内作业时孔口必须有专人看守。

（6）挖孔至淤泥层时，可先采用顺着护壁往淤泥层插打一圈直径为 25 mm 的钢筋的方法提前干预淤泥层，形成一圈围护，间距及长度视淤泥状态和层厚而定，通过淤泥层的护壁需要进行钢筋加密处理，进而加强护壁的刚度[4]。

（7）钢筋笼制作及安装的方法视与线路接触网及回流线的距离选择制作长度，采用 3 m 加工厂之后好之后挖机进行下放孔内人工对接，及时安装并浇筑混凝土，尽可能的缩短成孔留置时间。在安装钢筋笼及浇筑混凝土时，必须安排驻站联络员，“一人一机”进行防护，来车时，提前停止作业[5]。

（8）为了确保路基的稳定，挖孔桩施工期间对京沪上、下行线进行限速，并进行上道检查轨道几何尺寸变化情况。