中铁十局集团第八工程有限公司 天津 300380
摘要：随着高速铁路的发展，已投入运营的高速铁路日趋增多，既有铁路改建及扩建施工尤为重要，对于越来越发达的高速铁路，改扩建工程施工也是针对高速铁路建设发展需要进一步研究攻克的一项课题。通过该课题研究，总结邻近高速铁路微型注浆钢管桩施工技术，在不影响既有高速铁路运营的前提下安全保质保量完成施工。鉴于此，文章结合笔者工作经验，对邻近高速铁路微型注浆钢管桩施工提出一些建议，仅供参考。
关键词：高速铁路；邻近；狭窄；微型注浆钢管桩
1.微型注浆钢管桩施工技术特点
微型注浆钢管桩适用于施工困难区域的地基加固施工，尤其适用于邻近铁路、既有建筑物狭窄区域的地基加固，对邻近运营高速铁路的施工环境中加固狭窄区域尤为有利；结合模拟高铁运营状态下的各种桩基施工监控数据分析，采用微型注浆钢管桩进行帮填段地基加固。
1.1场地狭窄大型机械不能作业区域施工，邻营施工安全可靠
邻近高铁路基进行狭窄区域地基加固时采用微型注浆钢管桩形式，钻机采用普通地质钻机，具有轻便体积小的特点；在营业线边上设置硬隔离措施后可24小时作业，邻营风险等级直线降低。较CFG桩基在能在天窗点时间段施工时间充裕，设备布置、移动便捷。
1.2原材料运输风险低，水泥浆配置输送简单
水泥浆使用袋装P·O 42.5R水泥，钢管使用Φ108mmQ235无缝钢管，壁厚6mm；钢管由人工搬运至现场并堆码固定牢靠；水泥浆拌制采用专用搅拌机；材料存放拌制和地点距离既有高铁100米以外；通过管道输送至注浆灰槽内，再通过注浆泵将水泥浆注入孔内。1.3施工过程便于控制，降低对既有路基的影响
钻孔施工采用泥浆护壁，成孔质量高，与钻孔桩成桩工艺基本一致，成孔泥浆相对密度控制在1.1～1.3，黏度18～22s，含砂率＜5%，清孔后沉渣能控制在50mm以内；施工过程无振动，对既有路基沉降不造成影响，不影响正常行车，安全性能高。
1.4微型钢管桩特征
微型桩桩径通常不大于300mm；在成孔后置入钢管，并采用压力注浆方式使水泥浆充盈钢管内外形成桩体从而加固周围土体的一种微型桩；施工机械轻便，施工效率高；对施工环境适应性强，经常应用于大型机械施工困难区域，如高铁接轨段狭窄区域地基加固。
2.微型注浆钢管桩施工及质量控制
2.1硬隔离安装及临时排水系统
在高铁路基护肩安装硬隔离措施，与护肩斜面可靠连接，安装位置确保安全限界距离外侧，均在天窗点进行；在硬隔离完成后在施工区域与既有维修工区间设置30×40cm临时排水沟，并在现场准备两台潜水泵，确保雨季排水顺畅。
2.2施工准备
平整场地；按设计放出桩位，在确定地下无障碍物时开挖泥浆池放水准备；安装钻机进行成孔作业；待施工完毕后泥浆集中堆放，土方开挖时同步外运至施工区域外。
注浆钢管制作：a).钢管采用Φ108mm无缝钢管，壁厚6mm，在距离管顶1m以下，钢管每间隔0.25m开2个对称的直径16mm的圆孔(注浆孔)，上下排小孔呈对称正交布置，将桩身加工成花管；b).每根钢管底部加工2个V型缺口，高度70mm，宽度50mm；c).钢管接长采用无缝钢管外套管连接，套管长度0.3m，厚度6mm，缝口上下各15cm；d).沿钢管轴向均匀布置直径6mm的定位钢筋，间距不大于3m。
2.3测量放线
测量放线：根据设计提供的控制点，采用全站仪放出微型注浆钢管桩施工区域的控制桩，确保桩机准确就位。
根据桩位布置与现场实际情况微型桩定位后采用人工开挖循环集水坑、沟槽。
2.4钻孔
就位钻孔：选用XY-2型微型钻机，长宽高分别为2m、3.3m、6m。将钻孔机安放在指定位置，安放水平，检验钻杆垂直度，钻机安放要稳固，防止钻机倾斜。
施打顺序：采用横线路方向高铁线路一边推向另一边的方式，采取跳孔分批施工。
钻孔：将钻杆抬至钻机旁，水管与钻杆接在一起，启动钻机与水管，慢慢钻进；每进深2m,需要接一次钻杆，直至钻进设计桩底标高。
清孔：用清水清孔，直至孔口返出清水为止，保证清孔干净彻底，沉渣厚度小于50mm。
2.5钢管安装
下放钢管：清孔后及时在孔内安装预先制作好的钢管，钢管接长采用无缝钢管套管，套管长0.3m，厚6mm。钢管居于孔位中心，注浆管下至空地后提起0.3m，进行开放式注浆。
钢管连接：钢管连接采用手工焊接的方式在现场进行，焊接时尽量避开高铁车辆通过的时间段，焊接使用J502焊条，焊接过程对焊渣进行清理，使得焊接质量均匀饱满。
2.6浆液拌制及注浆
⑴水泥浆采用专用机械进行拌制，水灰比控制在0.45～0.50之间，水泥采用P.O 42.5R水泥，把拌制的水泥浆放注浆灰槽内。
⑵配合比选用：根据对该段环境地下水的检测，并经设计地质专业对比核实后确认该段路基范围内环境水无侵蚀性，可直接采用水泥净浆进行灌注。每方水泥浆理论用水泥1216kg，水584kg，水胶比=0.48，满足设计指标要求。
⑶把拌制好的水泥浆放入灰槽内，由注浆机注浆。采用φ22mm注浆管，第一次注浆压力为控制在0.3～0.5Mpa，持续时间正常控制在10min，注浆从孔底开始，边注边拔，保证浆体密实。初凝后二次注浆，压力控制在1.0～2.0Mpa。
⑷为防止发生断桩，夹泥，堵管等现象，要控制好灌注工艺及操作，有序的拔管和连续注浆是保证成桩质量的关键。灌浆速度应适宜，速度太快，孔内水及灰浆不易排出，形成断桩;提注浆管时速度和力度均应适中，如注浆速度过快，提升幅度过大，水泥砂浆直接冲刷孔壁，形成孔壁土体塌落，导致桩身夹泥。
⑸第一次注浆结束后，由于浆体的凝固收缩及沉淀，要及时进行管内补浆，填密实钢管内外侧与混凝土、混凝土与孔壁间的空隙，使桩孔完全充盈。第一次注浆浆液初凝后，方可进行二次及多次注浆。注浆过程结束后，注浆管中应充满水泥浆，并维持注浆压力至少3分钟，且等压力消散之后拔掉注浆管。
⑹成桩后按要求对桩基进行检测，合格后进行下道工序施工。
2.7监测要求
监测范围：微型注浆钢管桩施工区域约100米。高铁自动监测区约800米；
元件安装：高铁场接轨段的监测，在监测里程区域内，分别于左右线路基底座板外侧面，沿平行于线路方向布设监测线。微型注浆钢管桩施工区域内对既有高铁周边股道进行监测，每隔20米布设1个沉降监测点。监测线由基准点物位计、测点物位计、传输总线、定位装载箱、工控设备箱组成，所有设备通过传输总线相连接，物位计和传输总线通过(M8)药剂螺栓固定在底座板底部侧面，表面有U型槽覆盖，U型槽内填充阻燃保温材料，U型槽通过药剂螺栓固定在底座板上。
监测数据：监测频次施工前为1次/2小时。施工期间对数据每日进行分析；施工完成数据平稳后每日对数据进行收集，每周进行数据分析；并在开通后持续观测一年。
2.8质量控制措施
⑴成孔前为保证桩的垂直度，需调整好钻机的水平度。钻机每进尺累计达到2米之后要测量钻头一次。
⑵施工中，应尽量缩短桩孔成孔和灌注水泥浆的时间间隔。
⑶注浆方法应根据注浆泵和注浆系统合理选用，注浆泵与注浆孔口距离不宜大于30m。注浆施工时，应采用间隔施工或添加速凝剂等措施，以防止相邻桩孔移位和窜孔。
⑷每根桩注浆结束后，注浆管要保持压力3分钟，等压力消散之后拔掉注浆管，这样既有利于注浆效果和保证桩身质量，也避免了压力过高造成安全事故。
⑸水泥浆液要严格配合比配置，配置时水泥以每袋50公斤计算，水的用量在水箱内画上刻度线，水泥浆在搅拌桶内至少搅拌3分钟后才可以开始注浆，从而达到搅拌均匀。如果因设备出故障或其它原因致使浆液搅拌时间超过30分钟，为不影响桩身质量把浆液废弃。
⑹施工过程中对每个施工班组及时检查，检查重点是桩长、水灰比、水泥用量。桩长可直接量注浆钢管长度；水灰比可直接用比重计现场监测；每注完10根桩以后，要及时核实水泥实际用量，如果以上不符合设计要求要及时调整,并对已施工过的桩进行补灌。
3.施工安全措施
3.1人身安全专项措施
施工中严格遵守施工中严格遵守《中华人民共和国安全生产法》、《铁路建设工程质量安全监管暂行办法》、《铁路营业线施工安全管理方法》、《铁路营业线施工安全管理办法的补充规定》、《高速铁路工务安全规则（试行）》等相关规定。
对所有在岗人员进行安全教育和技术交底,认真学习相关操作规程,经项目经理部审定合格者方可持证上岗。所有上岗人员始终贯彻落实“安全第一”的原则。
3.2行车安全保证措施
⑴驻站联络员及防护员必须要由经过考试合格的正式员工担任，未设防护禁止开工，驻站联络员应采用具有可靠的通讯工具。
⑵施工前，应向铁路工务段、供电段、电务段、高铁维管段等部门联系，签订书面协议；并提前报施工计划，经计划下达后，方可据此施工。
⑶临时防护栅栏带设置限界必须符合规范要求并固定牢固，检查合格后方可进行下步工序施工；运送材料的车辆必须走规定施工路线进入施工地点，填料车辆禁止在已路基上方掉头。
⑷对设置的警示标、临时防护栅栏设专人巡查，发现问题及时整改。
⑸施工负责人、驻站联络员和现场防护员，应佩戴标志，并按要求携带防护信号用品。
⑹由驻站联络员在车站办理作业登销记手续，使用通信设备向施工负责人传达调度命令。施工负责人应与驻站联络员核对调度命令内容，并确认与驻站联络员、现场防护员之间相互通信良好后方可进行施工作业。
3.3邻近营业线施工安全保证措施
⑴施工过程中通过控制注浆压力和速度等措施，减小桩施工期间对地基、基础附加变形、沉降不均的影响。
⑵影响施工的既有线设施拆迁或经防护后，严格按批准的方案精心施工，不得随意变更和超范围施工。
⑶钻机与接触网线的安全距离必须满足铁路工程施工安全技术规程的要求。
⑷严肃施工纪律，做到“四不准”。各项施工手续不全。
⑸作业人员必须绝对服从铁路监护人员的指挥，做到有令则行，有禁则止。
4.环保措施
⑴临时工程环保措施：对高铁正线及维修工区大机线间施工场地进行平整，在施工区域设置临时排水设施，并配置水泵，确保施工场地无积水。
⑵废水、废碴处理措施：施工产生的泥浆及时进行收集抽排，钻渣集中弃往环保部门规定的弃置场。
⑶防止空气污染和扬尘措施：工程材料主要涉及水泥，运至现场后及时覆盖，避免水泥飞扬污染周边环境，减少对施工人员造成危害及影响高铁运营。
⑷施工噪音控制措施：加强钻机维修保养，降低噪音。水泥浆拌制区域远离高铁维修工区生活区。
⑸水土保持措施：合理安排施工用地，对水泥浆拌制场地范围内的树木进行移植，保护施工场地和临时设施附近的植被;施工废水必须经沉淀处理，达标后排放;施工废渣等按建设、环保单位要求堆放和运至指定位置，杜绝随意排放和倾倒。
5.效益分析
微型注浆钢管桩从方案编制、评审、施工，每一个环节均最大限度的考虑安全因素，利用硬隔离措施保证了施工区域与运营区域的隔离；通过对运营高铁轨道沉降、水平位移实时监测数据可及时反馈轨道变形情况；无论从工艺、设备的选择，均是为了确保高速铁路运营安全及既有设备安全。通过方案评审沟通及安全防护措施的制定，进一步优化施工方案、节约了施工成本、极大地缩短了工期。
6.结语
微型注浆钢管桩适用于邻近铁路、既有建筑物狭窄区域的地基加固，为今后邻近营业线改造狭窄区域地基加固总结了宝贵的经验，为研究既有高铁车站改造施工提供了具有实际参考价值的宝贵数据。
参考文献
[1]李朝富.微型钢管桩施工技术在工程中的应用分析[J]. 建材发展导向（上）,
2020(4).238-239
[2]廉永杰.工程建设中微型钢管桩施工工艺研究[J]. 中国金属通报.2020 (5).242-243