武廣鐵路客運專線路基接口接觸網支柱基礎施工

郭建鋼,武永力

(中鐵三局集團有限公司武廣客運專線 T J 4標項目經理部,湖南衡陽 421001)

1 工程概況

中鐵三局武廣項目部第三工程總隊負責武廣客運專線 T J 4標六單元內 11.385 k m的施工任務,其中路基工程為 6.619 k m,占線路長度的 58.14%。基礎類型按照路堤、路塹、路堤基礎處理段、路塹巖石段分為L J-A、L J-B、L J-C三種類型。接觸網立柱基礎一般間距不大于 50 m,左右對稱布置,接觸網基礎由鋼筋混凝土灌注樁和承臺構成,樁基深度為 4.5、5.0、4.2 m。預埋地腳螺栓采用 Q 345-B鋼,螺栓、螺母、墊圈均采用一級熱鍍鋅防腐處理。施工難點是樁基樁徑為 700 mm,采用無水成孔工藝,樁承臺整體切割;樁身成孔、混凝土灌注在一個工作日內完成。螺栓預埋定位精度要求高,精度要求預埋螺栓保證鉛垂,頂部偏離垂直位置的距離誤差不大于 1 mm,螺栓之間間距、對角線距離誤差不大于 ±1 mm。

2 施工工藝

接觸網支柱基礎施工應在路基基床表層級配碎石施工完成后進行,基礎示意見圖1。

2.1 成孔

1)測量定位。接觸網基礎中心定位:按照接口預留工程設計里程,采用全站儀坐標法測量將接觸網基礎中心十字線放出,為了便于成孔檢查及承臺模板支護,采用鋼釘纏紅布條將十字線位置定好,報監理工程師檢驗確認,進入承臺開挖和樁基施工工序。

2)樁基成孔。按照設計要求,樁基須采用無水成孔工藝。采用自制改裝的小型螺旋鉆機和人工挖孔,滿足設計無水成孔工藝要求。

圖1 接觸網基礎示意(單位:mm)

在路塹地段路基換填面以下為粉砂質泥巖、砂巖,采用旋挖鉆機施工成孔難度大,因此采用人工配合空壓機挖孔。兩種成孔方法,均采用人工清底,確保樁底無虛渣、沉渣。

由于基礎尺寸較小,施工人員兩人分成一組,一臺空壓機帶 4個風鎬進行施工,首先采用風鎬進行松動,然后用特制的短柄鍬將土裝入小筒內,人工用轆轤提升至路面。填方地段一般每組進度為 8 m/d,挖方地段由于填料下為砂巖或泥巖,施工進度為 3.7 m/d。

3)承臺開挖。路肩以下 1.2 m為接觸網基礎承臺位置,截面尺寸為 0.7 m×0.7 m的正方形,深度為1.2 m,承臺范圍內土質以級配碎石和 A B組料為主,完全由人工配合風鎬完成。

4)成孔檢查。按照設計樁基尺寸采用測繩、檢孔器檢查孔徑、孔深,同時檢查樁底沉渣。

2.2 鋼筋籠制作

鋼筋籠加工在鋼筋加工場集中進行,并對制作好的鋼筋籠進行檢查,合格后用汽車運輸至所需工點。根據設計要求綁扎、焊接承臺及樁基礎鋼筋籠,樁基礎鋼筋采用11根 φ 22 mm鋼筋,2.0 m設置一道 φ 16 mm加強箍筋,外側采用 φ 8 mm螺旋箍筋綁扎。承臺采用φ 12 mm三向環箍綁扎。鋼筋綁扎時尤其要注意的是控制好承臺頂面鋼筋間距,防止頂面鋼筋與地腳螺栓位置發生沖突。

2.3 地腳螺栓定位

由于承臺尺寸較小,預埋地腳螺栓長度為 1.420 m,在現場安裝起來非常不方便,費時費力;預埋地腳螺栓間距精度要求 ＜1 mm,在調整過程中發生承臺鋼筋與預埋位置沖突,不得不進行承臺鋼筋的調整;為固定預埋螺栓設計有三道箍筋,現場安裝時最底層箍筋焊接很難進行。為了精確定位預埋地腳螺栓的精度滿足設計要求,采用二次定位法。

1)首次定位。在加工場內與鋼筋籠制作同步完成。具體方法為:首先按照 L J-C型接觸網立柱基礎地腳螺栓間距用槽鋼加工螺栓定位工裝(L J-A、L J-B與C型預埋間距相同);工裝加工時鉆孔必須采用數控車床,保證成孔間距及對角線誤差 ＜0.5 mm,見圖2。

將承臺鋼筋籠固定,再將工裝放在制定的工裝架上,用水平尺調節工裝水平,并使工裝十字線與承臺頂面鋼筋十字線重合。安裝地腳螺栓,并用螺母將其固定,用水平尺調節地腳螺栓頂面至水平,用鉛錘控制螺栓垂直度。用檢測板檢測螺栓間距,待間距滿足要求后,將地腳螺栓與從上至下共三道箍筋進行可靠綁扎,使地腳螺栓與鋼筋籠成為一個整體。三道箍筋綁接完畢后再次用檢測板檢測螺栓間距,若滿足要求時將箍筋與鋼筋籠主筋進行焊接,不滿足要求拆開重復以上步驟至間距滿足設計要求。

2)二次定位。在施工現場完成。在鋼筋籠和承臺鋼筋安裝完成后,進行承臺模板安裝加固,待模板加固完成后,進行二次預埋地腳螺栓精調,采用專用工裝和檢測板進行螺栓精確調整,見圖3。

圖2 定位工裝

圖3 二次定位工裝

2.4 支模調整

人工配合小吊機安裝鋼筋籠,待安裝完鋼筋籠及承臺鋼筋籠后根據地面十字線及高程開始支模調節,調節順序由下而上,調節時做到“三平二重”,即模板水平、工裝水平、螺栓頂面水平,模板十字線與地面十字線重合、工裝十字線與模板十字線重合,粗調后現場技術員用全站儀精調至設計要求。精調完畢后將工裝和摸板通過螺栓固結,防止工裝、地腳螺栓移動。

2.5 綜合接地端子安裝

將預留接地端子與樁基礎主筋焊接,焊接為單面焊接,長度不小于 12d(d為鋼筋直徑)且不小于 200 mm。按圖紙要求,近軌側接地端子在承臺頂以下 100 mm處,遠軌側接地端子在柱腳底板頂往下 550 mm處;為防止端子與通信、信號電纜槽蓋板發生沖突,遠軌側接地端子向下移 50 mm,焊在柱腳底板頂往下600 mm處。焊接前將端子絲扣用海綿塞住,并用膠帶包裹密實,防止澆筑時水泥漿入內。焊接時將端子與模板密貼。

2.6 CPⅢ網建立

為了無砟軌道施工,CPⅢ網建立在接觸網支柱基礎上,采用直徑為 25 cmPVC管內填充混凝土,插入 4根長 1 m的 φ 12 mm螺紋鋼,PVC管外露長度為 76 cm,埋入長度為 30 cm,埋設位置為小里程方向靠近線路內側處。接觸網路肩以上承臺尺寸為1.0 m×0.7 m。

2.7 混凝土澆筑

混凝土采用拌和站集中拌和,采用混凝土運輸車運輸到現場后配合串桶澆筑混凝土,串桶底離混凝土面高度不應超過 2.0 m,以防止混凝土離析。混凝土分層搗固,混凝土澆筑完成以后將預埋的地腳螺栓上的混凝土清除干凈。最后將混凝土表面收平并覆蓋養護成樁。

2.8 養護、保護

待混凝土澆筑完成后及時拆除模板,拆模后找到接地端子位置,并用紅油漆進行標識,地腳螺栓涂抹黃油,并用膠帶包裹保護。承臺用塑料薄膜包裹,灑水養護 7～14 d。并在接觸網基礎周圍設置警示標志,防止架梁設備和車輛撞擊、碰撞基礎螺栓和混凝土。

2.9 施工體會

接觸網基礎施工難點在地腳螺栓的預埋,能否保證地腳螺栓間的精度要求,是接觸網基礎施工成敗的關鍵所在。設計方面存在缺陷有①地腳螺栓太重,鋼筋籠下好后施工空間太小,給施工螺栓精調帶來極大的難度;②當地腳螺栓與承臺頂面鋼筋在平面位置上發生沖突時不便于調節;③地腳螺栓調節不方便,按此種方法需逐個調節螺栓,施工效率低;④地腳螺栓外下側兩道定向箍筋離承臺頂面距離較遠,不便于焊接。

3 結語

武廣客運專線對路基沉降要求非常嚴格,接觸網立柱基礎施工過程本身是對路基土工結構整體性的擾動或破壞,特別要求接觸網立柱基礎施工及成孔過程不能有水侵入,并且成孔后必須立即進行混凝土的澆筑施工,避免暴露時間過長后,引起孔底泥巖風化和雨水進入后浸泡路基,影響路基和接觸網立柱的穩定性。在施工過程中,一方面要做好各工序間的緊密銜接,保證成孔后能立即進行混凝土澆筑;另一方面接觸網立柱基礎施工盡量避開雨季,并且做好防止雨水進入基礎的準備。一般在下雨期間應在樁基孔口做土圍堰,并且采用防雨塑料布和井蓋對正在和已成孔的基礎進行覆蓋,防止雨水進入和人員墜落。

[1]鐵道第四勘察設計院.武廣客專施圖通(房)— 2001修,接觸網H型鋼支柱及拉線基礎[R].武漢:鐵道第四勘察設計院,2007.

[2]中華人民共和國鐵道部.T Z 213—2005 客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南[S].北京:中國鐵道出版社,2005.

[3]武廣公司.武廣鐵路客運專線接口工程現場會交流資料[Z].武漢:武廣公司,2007.