特大桥跨越既有线施工方案和安全控制研究

'特大桥跨越既有线施工方案和安全控制研究　　摘要结合西平铁路茂陵疏解线特大桥跨越既有陇海铁路施工，介绍临近既有线梁桥钻孔桩、承台、墩柱及跨越既有电气化铁路架梁施工方案与安全控制要点，确保施工顺利进行和既有铁路运输安全。关键词跨越既有线桥梁方案安全1.工程概况新建西平（西安至平凉）铁路茂陵疏解线特大桥工程位于陕西省兴平市。本桥起讫里程为DK2+255.43～DK3+764.45，中心里程为DK3+010，交叉处陇海铁路里程K1110+623.36，全长1509.02m，孔跨布置为2×24m+44×32m预应力混凝土T梁桥。其中，20#至21#墩以32mT型梁跨越既有陇海铁路，20#、21#墩（见图1）设计为每墩4根钻孔桩基础，桩径125㎝，桩长47m，承台尺寸为6.3×6.3×2.5m，墩高9.0m。设计交叉角度为36°59′18″，桥上线路设计坡度2.3‰。实测陇海上行正线接触网承力索标高409.863m，该处梁底标高412.05m，梁底至接触网高差2.187m；陇海下行正线承力索标高409.863m，梁底标高为412.00m，梁底至接触网高差2.137m。图1跨陇海线20#、21#墩的位置9 20#墩中心距陇海铁路下行线中心8.48m，桩中心距陇海铁路下行线中心最小距离为6.11m，靠近既有线侧承台边缘距下行线线路中心最小距离4.75m；21#墩中心距陇海铁路上行线中心6.32m，桩中心距距陇海铁路上行线中心最小距离为4.01m，靠近既有线侧承台边缘距上行线线路中心最小距离2.69m。另外，在20#墩、21#墩两侧各有接触网回流线一根和高压线通过，墩台位置有地埋线一根。2.施工方案的确定该桥钻孔桩、承台、墩柱施工距离既有线较近，陇海线车流量大，施工时间性强，行车速度快，一旦施工方案和安全卡控措施不到位，容易造成重大行车和人身伤亡事故。因此，施工方案的确定和安全控制对既有线运输安全和施工进程至关重要。2.1路基防护桩施工方案为保证桩基、承台施工时行车安全，在20、21号承台边缘以外0.1m（靠铁路侧）各设置17根桩φ0.4m，净距0.1m，桩长6m的防护桩（桩底位于承台基坑底以下3.0m）。2.1.1施工准备。在防护桩周围设置挡水沿，预备直径50cm的木板和潜水泵，下雨时将孔口覆盖，防止雨水灌入防护桩，严禁雨水浸泡路基。9 2.1.2施工方法。采用隔2挖1方法，21号墩在封闭点内使用洛阳铲开挖，20号墩在慢行点内使用洛阳铲开挖。上、下行线桩身钢筋笼提前制作，钢筋笼分三节制作，每节钢筋笼长2.0m，总长为6m，施工时，采用人工下钢筋笼，拌制C25混凝土灌注。2.1.3施工要求。慢行点前不允许任何施工，点后开始拆除防护栏、光、电缆迁移；在路肩开挖基坑时，必须进行安全防护；上下行要点慢行60km/h，连续5d封闭上行，每天180min。2.2桩基施工方案2.2.1钻孔。在防护桩施工完成后，采用汽车钻（高7m）钻孔，对挖出的土做到随挖随运，确保现场清洁无堆放泥土现象。钻机作业前，在保证不侵入列车行驶限界的情况下，在钻机井架外侧面包裹绝缘帆布，绝缘帆布用尼纶绳绑扎牢固结实。钻机采用地缆绳固定，保证安全作业。2.2.2钢筋笼吊装。按20.8m整节制作钢筋笼，与下部声测管护架井口对接，吊车吊装钢筋笼，吊装钢筋笼时人工用尼纶缆绳配合，防止笼体摆动侵入限界，影响既有线行车安全（见图2）。2.2.3混凝土灌注成桩。混凝土灌注使用导管法进行。2.2.4施工要求。上下行慢行60km/h，桩钻机移位、吊装钢筋笼封锁下行线180min，接触网停电；桩灌注混凝土封闭下行线180min，接触网停电。图2吊装钢筋笼9 2.3承台施工方案2.3.1现场实测20号墩原地面距承台设计基底高度2.97m，承台边缘距下行线中心距离4.75m；21号墩原地面距承台设计基底高度2.69m，承台边缘距上行线间距离2.69m。承台开挖前，在承台开挖线向外1.0m处设置挡水沿，防止地面雨水流入基坑，承台开挖完成后，做成向一侧的排水坡，将基坑内雨水引流至泥浆池。开挖到承台基底标高，立模板绑钢筋，采用溜槽灌注混凝土。2.3.2施工要求。上下行慢行60km/h。承台施工期间20#、21#墩承台施工均慢行8天。20#墩承台立模板要点封锁下行线180min，21#墩承台立模板要点封锁上行线180min，封锁期间接触网停电。2.4墩身施工方案图3墩身及模板2.4.1墩身模板为圆端形定型钢模板，靠既有线一侧不搭设脚手架，其余外侧搭设脚手架，起吊安装模板时，用尼纶缆绳配合，防止模板摆动侵入限界（见图3）。2.4.2脚手架必须选用符合安全要求的材料，地面受力点铺垫木板，夯实地面，不得发生沉陷，立柱斜撑连接牢固，刚度稳定，不得发生晃动。9 2.4.3施工要求。上下行慢行60km/h，墩模板及脚手架分三次安装，每次要点封锁下行180min；墩拆卸模板及脚手架分三次进行，每次要点封锁下行180min。2.5跨越既有线架梁施工方案2.5.1施工方法。采用DJK-140型架桥机要点架设完成。封锁要点施工计划安排点前做好架梁准备工作。要点封锁陇海铁路咸阳至茂陵区间上下行正线240min，同时接触网停电。架设1孔32m预应力砼梁（北环左线粉铺村特大桥第56孔桥梁）。架桥机对位需45min，桥梁架设及支座安装120min，横隔板焊接40min，桥面轨铺设、安装纵横向盖板及防护设施安装35min。2.5.2架梁方案。DJK-140型架桥机架梁施工作业程序：机车推梁车对位→安装支座→龙门吊吊梁→机车拉平板车退回→二号车对位装梁→二号车运梁喂梁→拖拉捆梁、吊梁、出梁→对位落梁、横移→桥梁落位，安装支座→龙门吊、一、二号车重复架设另一片梁→整孔梁就位→质量检查、梁端及跨中横隔板焊接，同时收零号柱，缩回大臂并吊收工具、拆短轨→安装纵横向盖板，平整桥面道碴→铺设轨节、整修线路→架其余孔跨。　　3.安全控制3.1安全风险分析该桥20、21号墩及架梁施工存在安全风险，对施工全过程进行安全风险分析和评价（见表1）。来源风险因素9 气候雨天基坑积水技术钻孔（防护）桩塌孔、钢筋笼侵入限界、拆除灌注导管侵入限界、泥浆池防护机械侵入限界、吊车失稳等人员安全意识、操作规程、技术水平其他光（电）缆的临时防护、材料堆放侵入限界表1.风险分析表针对以上潜在的事故和紧急情况，编制应急准备及响应预案，应保证能够迅速做出响应，最大限度的减少可能产生的事故后果。3.2响应措施根据危险源辨识情况，编制以下响应措施。3.2.1气候方面。雨天施工时，在开挖基坑四周做好挡水坎，在基坑底部一角设集水坑，备污水泵，随时抽排集水；备足防雨彩条布，一旦有雨，立即将基坑覆盖。为保证工程质量，应尽量避免雨天施工。3.2.2技术方面9 3.2.2.1钻机就位前，先用绝缘帆布将钻机井架靠向线路侧包裹，钻机就位后在线路外侧方向用2根缆绳将钻机井架与地锚固定，防止钻机一旦失稳倒向既有线，钻机支腿下垫枕木，枕木置于较高处，且平整、稳固、不得积水。如钻机失稳倾覆，用装载机将钻机强行拖出既有线。3.2.2.2钻孔（防护）桩施工出现塌孔现象，立即将防护桩回填，并分层夯填，重新开挖。吊装钢筋笼时，将钢筋笼用缆绳拉紧，吊装作业时，由专职人员拉缆绳，防止钢筋笼倒向既有线。必须有专人指挥，按标准信号指挥操作。3.2.2.3钻孔（防护）桩灌注时，拆除导管后，吊车吊装导管时，用缆绳将导管拉紧，防止导管侵入限界。泥浆池四周设防护栏杆和警示标志，严禁人员靠近。3.2.3机械方面钻孔桩施工期间在铁路限界外设置安全防护措施，防止钻机误入铁路限界。吊车支腿下垫枕木，枕木置于较高处，且平整、稳固、不得积水；吊装时，吊臂缓慢摆动，平稳吊装；被吊装物体，严禁超过吊车核定起重量。3.2.4人员方面。图4施工现场的人员9 对施工人员做好安全知识教育，提高安全施工意识；派驻站联络员，负责要点、消点等；驻站联络员与工地防护员之间采用无线对讲机联系，提前预报既有线行车情况；设置专职安全防护员进行安全防护，防止行人从施工地段横穿线路；施工期间指派专人不间断察看线路状态，确保线路运行状态良好（见图4）。3.2.5其他方面施工前先向铁路相关部门上报施工安全防护方案及签订安全协议，待施工方案和施工计划批准方可据以施工。在设备管理单位防护人员监督下，将光电缆提前挖探沟，确定光电缆位置、埋深，采用人工将光电缆挑出，移至安全部位，用槽钢将光电缆扣住，进行保护。每天施工时，设备管理单位防护人员到场后，方能开始施工。施工中随时检查光、电缆防护情况是否安全，一旦发现可能出现意外情况时，现场立即进行重新防护，确保光、电缆正常使用，保证行车安全。4.结论通过落实以上施工方案和安全卡控措施，确保了既有铁路安全畅通和施工人身安全、按期完成了大跨度简支梁跨越既有铁路施工，也为今后类似施工积累了经验。参考文献[1]TB10301-2009.铁路工程基本作业施工安全技术规程[S].2009；[2]铁建设[2008]14号.建既有线和增建第二线铁路工程施工技术暂行规定[S].2008；[3]9 李皓，高晶晶.新建铁路跨既有线施工的安全管理与控制[J].铁道建筑.2010（09）；[4]刘学青.跨线桥跨越既有线工程安全保障措施[J].山西交通科技.2012（04）；[5]陈志成.高速公路的铁路跨线桥施工技术[J].中国西部科技.2006（07）.作者简介：王敏，男，陕西礼泉人，生于1980年12月，2004年7月毕业于兰州交通大学土木工程专业，主要研究领域道路与铁道工程。手机：13896014114邮箱：472268230@qq.com9'