闻超
中铁四局集团有限公司 安徽合肥 230022
摘要:近年来,既有火车站升级改造工程较为普遍,其中地道深基坑开挖范围遇接触网立柱施工通常需要对立柱进行迁改,并对接触网进行换线,施工难度大,周期长,成本高,文中从技术可行性、施工安全性及经济性角度出发,使用两根人工挖孔桩及桩顶连梁仅对既有基础网立柱基础进行防护即可直接开挖。
关键词:营业线;深基坑;接触网立柱;人工挖孔桩防护
1、背景
六安站社会通道南延工程地道总长度80m,跨7-17共11条股道,按照既有旅客地道原规模自既有5站台延长至六安站站场南端,实现南北贯通。
地道结构采用明挖现浇法施工,基坑深度6m,两侧按照1:0.75放坡+4m锚杆+挂网喷锚形式进行支护,施工期间上方部分线路正常运营。根据设计图纸及现场调查确认,距离地道结构单侧2.5m处有6座接触网柱基础(深度3m),位于开挖范围内,为确保基坑开挖期间附近接触网基础稳定,采用如下解决方案:
基坑边接触网柱基础采用人工挖孔桩+桩顶连梁方式进行防护,即每个接触网柱基础采用2根直径1m长11m人工挖孔桩,桩顶设置连梁与既有接触网柱基础连接成整体。
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2、目的
本着“安全经济、工期合理”的原则:
(1)通过方案优化和技术创新,为六安站社会通道南延施工(与高普分场施工同步)赢得宝贵时间。
(2)通过方案优化和技术创新,为确保六安站社会通道南延施工安全的同时,有效控制了施工成本。
3、总体技术思路
针对接触网柱基础距离社会通道南延地道结构过近(位于地道基坑放坡位置)问题,原设计处理方案为:深基坑开挖前,将基坑边既有接触网柱进行迁改(沿线路方向向外迁改10m),同时,为满足接触网跨距及相邻跨跨距比要求,还需将相邻接触网柱进行迁改,总迁改接触网柱(含基础)数量为18组,涉及接触网改造工作量较大,施工难度及成本较高,且工期较长。
基于以上因素,采用人工挖孔桩+桩顶连梁的防护加固体系对接触网柱基础进行防护,人工挖孔桩锚入基坑坑底以下6m(基坑以上5m的1.2倍),基坑开挖后,基础改为两桩共同受力,确保安全,同时,每组防护加固体系(2根人工挖孔桩及1座桩顶连梁)施工工期仅需15天。
4、工作原理
该浅基础防护加固体系由2根人工挖孔桩和1座桩顶连梁组成,其中,人工挖孔桩桩径1m,桩长11m(其中靠近地道结构侧桩锚入坑底以下6m),位于两线路间,每组体系的两根桩分别位于既有接触网柱基础顺线路方向的两侧;桩顶连梁与既有接触网柱基础通过植筋(≥10d)、表面凿毛、四周浇筑混凝土包裹的方式形成整体,连梁高度1m,其两端与人工挖孔桩桩顶固结,钢筋锚固长度满足桩基础钢筋锚固要求(≥35d)。该体系施工完毕并待混凝土达100%强度后,可进行地道基坑开挖,地道开挖后,接触网基础受力体系由原浅埋基础受力改为深埋桩基础受力。
5、技术难度和创新点
5.1 技术难度
该浅基础防护加固体系设计的技术难度主要体现在:一是结构安全方面,需充分考虑接触网柱及其基础的稳定,桩顶连梁与接触网基础的连接强度以及深基坑开挖后土体、桩体自身稳定;二是施工可行性方面,该体系在施工过程中需充分保证营业线路及接触网柱的安全,施工方便,同时要与地道结构避免冲突。
5.2 创新点
该防护加固体系的创新性主要体现在:它完全颠覆了原设计改移基础网柱的设计理念,从安全、施工难度、工期和成本控制等多角度出发,巧妙解决了营业线地道深基坑开挖边坡处既有接触网柱防护问题。
6、实施效果及成果采用单位
6.1 实施效果
通过对该防护加固体系的设计运用,成功解决了营业线地道深基坑开挖施工过程中对临近既有接触网柱基础的防护难题,为在有限时间内完成复杂站改施工提供了强有力保障,同时大大降低了工程成本,并有效控制安全风险。
6.2 成果采用单位
中铁四局集团有限公司六安站改扩建工程项目经理部。
7、经济社会效益
通过方案优化和技术创新,大大节约了接触网改造的施工配合费、人工费、材料费及施工工期。具体表现在:一是减少营业线封锁要点45次,直接节约要点配合费约33.75万元(0.75万元/次);二是节约接触网改造直接成本(人、料、机等)162万元(平均9万元/柱);三是节约工期45天,节省管理成本约135万(3万元/天),为后续高普分场、增设四站台施工赢得了宝贵时间。经核算,共节约成本288.75万元(已扣除实际防护费用42万元)。
目前六安站社会通道南延工程已顺利施工完毕,得到了业主方的高度认可。本次接触网柱基础防护体系的施工技术经验为我公司在相似工程提供技术参考。
8、推广应用价值
本防护加固体系设计采用桩+桩顶连梁的形式,在营业线深基坑边接触网柱基础防护施工中可很好的保证既有基础的稳定,同时,该方法施工快捷高效,大大节约成本,在相似工程中可直接借鉴。
参考文献:
1.《六安站高普分场I类变更工程实施性施工组织设计》
2.《六安站高普分场地道深基坑专项施工方案》