既有铁路桥涵接长施工安全技术与管理浅谈

发表时间:2020/4/30   来源:工程管理前沿》2020年2月第4 期   作者:郑策宇
[导读] 随着目前铁路系统发展,新建线路的增加,
        [摘  要]随着目前铁路系统发展,新建线路的增加,各铁路站场运输组织能力日渐饱和,站场改扩建工程激增。在站场改扩建过程中,既有铁路桥涵的接长施工有着工序繁杂、施工难度大、安全压力大、施工周期长等特点。施工过程中需做好预控工作,抓住过程控制,重视监测报告,全面落实安全管理,从而在最大程度上保证施工安全。
        [关键词]铁路;既有桥涵接长;支护技术;安全管理
引言
        在既有铁路桥涵接长施工中,因为施工环境复杂,同时涉及到的施工内容又比较多,所以经常会面临各种危险因素的产生,这对于整个施工过程中的安全性带来了严重影响。针对这种现象,在施工中一定要全面认识到施工安全的重要性,并将相应的监理管理工作进行全面落实。
        一、管控重点分析
        通过对施工工序进行分解,明确管控重点,制定针对性的管控措施。
        主要工序:施工调查准备→沉降观测系统安装、硬隔离安装、四电迁改、引排水系统安装→围护桩施工→挡墙拆除→地基处理、止水帷幕施工→基坑排水→基坑开挖→框构桥涵施工→基坑回填。
        施工过程中主要的风险一是基坑开挖施工可能导致铁路路基边坡失稳或不均匀沉降,影响铁路结构安全;二是围护桩施工过程中旋挖钻机、吊机等大型设备倾覆,导致铁路电网和设备事故,影响铁路线的运营安全;三是周边塑料薄膜、刀旗、灯光信号等侵入限界或人员违规进入铁路限界,逼停列车,影响铁路运营安全;四是挡墙拆除振动影响既有桥涵及上部结构稳定。
        二、沉降观测系统安装
        为确保能实时观测基坑降水、开挖及施工振动对铁路路基影响,在施工开始前需安装沉降观测设备用以监测路基稳定性。监测系统应设置于既有铁路路肩位置,间距5-20m一处,覆盖桥涵两侧50米以上范围,监控周期需贯穿施工全过程至基坑回填完成后方可结束。
        根据轨道性质(无砟或有砟)制定红、橙、黄三级沉降预警机制及响应措施,预警机制数值需对单点沉降量及相邻点沉降量均有明确。沉降观测尽量使用静力水准仪设备,设太阳能蓄电池及信号基站,通过数据平台可随时进行数据观察。安装前需有完善的设备安装方案及安装稳定性评估,在取得设备管理单位同意后进行设备安装。
        三、围护桩施工
        根据现场勘测,结合桥位的地质条件,采用围护桩支护、挂网喷浆、加内支撑等支护技术,围护桩位于挡墙内侧线型布置。围护桩采用1.25-1.5m钻孔桩进行施工,桩间距1.5-1.75m,桩长15-20m,围护桩施工顺序应该按照与营业线的距离由近到远,同时跳桩施工的原则进行。
        钻孔桩施工尽量施工高度较低的反循环钻机,当钻机高度大于施工点与铁路线之间的安全距离时,应设置缆风绳及地锚,钻机设置2个尺寸为1m*1m*1m的混凝土地锚,地锚水平间距15m,埋设深度1m,采用C20混凝土预制,将钻机朝营业线方向反拉,确保钻机不向营业线方向倾覆。
        地锚、缆风绳设置在背向营业线方向,每台钻机设置两个地锚,三角形布置,缆风绳采用准16mm的钢丝绳,一端系于钻机约2/3高度处,另一端系于地锚,缆风绳与地面夹角为45°,每端安装U型卡数量不少于3个,规范设置并紧固,保证一机一防护。
        四、挡墙拆除
        挡墙拆除不可直接施工大型破碎机械进行施工,需观察挡墙与桥涵接触紧密情况。对接触比较紧密,破碎施工可能扰动既有设备的,应优先采用绳锯进行切割出缓冲区域,以减少施工扰动。


        五、基坑开挖
        基坑施工前,应当做好基坑周边的管线调查,明确既有铁路线的电气线路走向和现场施工临时用电的布置,做好交底和标识。
        为加强围桩的整体性需要设置顶部冠梁将排桩连为一体,在桩顶设置一圈1.25m*1m的冠梁,同时有利于防止外部地表水倒灌进入基坑。
        防护桩间采用10cm厚C25喷射混凝土进行支护,两桩之间挂设ф10钢筋网,网格尺寸为10cm*10cm。
        围护桩成桩养护28天后再进行基坑开挖,坑内土方开挖应分层分区进行,严禁一次性开挖到底或超挖,挖到设计标高时应及时铺设垫层。
        开挖过程中应及时设置支撑杆件,对撑应根据现场开挖情况及时设置钢格构柱。
        基坑顶周围严禁堆载和车辆近距离行驶,弃方及时转运。
        六、基坑防排水措施
        基坑开挖前顺线路放线在新旧桥涵接壤面施工水泥搅拌桩一排,桩长15m左右,桥涵两侧20m范围均需设置,防止基坑排水对既有路基下水位的影响。基坑上部设防护栏杆及环形截水沟。
        基坑施工过程中,同时采用喷射混凝土的方式及时封闭裸露土体,阻断基坑渗水,桥体范围内的水自然排出,防止地下水下渗,威胁路基及桥周土体。
        基坑底部设置集水坑,及时抽排坑内积水。
        七、紧邻铁路基坑施工安全管理重点
        提前办理作业许可,尽早办理可能影响既有道路正常运营的施工方案,报铁路局部门审查批准后再施工。施工过程中,请铁路局部门派员进行现场指导配合,现场防护员落实各项施工安全措施。
        加强机械设备的进场验收和日常维护保养,施工前对设备进行检修和保养,储备常见故障零件和耗材,合理安排生产作业,开展培训和演练,确保作业计划及时完成,降低对既有铁路运营的影响。
        加强参建人员安全防护意识和技能,请铁路局相关单位和部门的专家进行既有铁路线安全防护技术培训,考试合格后持证上岗。
        合理设置安全警示标识标牌和刀旗等宣传标牌,妥善处理养护用的土工布、塑料薄膜、防尘网等材料和用品,防止吹散进入铁路线。一方面注意距离和颜色,防止影响列车安全行驶信号,另一方面是做好加固措施,确保铁路周边设置的标牌、材料、栏杆等牢固,尽量避免设置横幅,防止土工布、刀旗等轻质物体侵入限界或人员违规进入限界,逼停列车或影响铁路运营安全。
        结论
        综上所述,既有桥涵接长施工风险较大,尤其是深度超过5.0m的深基坑施工,容易造成既有铁路路基变形甚至产生坍塌,严重影响既有铁路运营安全,此类施工应采用设立路基边坡维护桩、搅拌桩止水帷幕减少对路基边坡的影响,并通过监测,实时监控既有铁路路基稳定情况,保证了施工和铁路运营安全。
        参考文献
        [1]杨磊.简述城际铁路深基坑施工安全的监理管理措施[J].居业,2019(02):165,167.
        [2]中华人民共和国城乡建设部.GB50497—2009建筑基坑工程监测技术规范[S].北京:中国计划出版社,2012
        [3]张彦光.紧邻既有铁路桥梁深基坑施工案例[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2016,15(01):42-46.
        作者简介:郑策宇(1987年11月),男,汉族,山东省烟台市人,总工。
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