滬寧城際鐵路新孟河特大橋深基坑施工方案

吳義良

滬寧城際鐵路新孟河特大橋深基坑施工方案

吳義良

以滬寧城際鐵路新孟河特大橋為案例,分析了該橋的特殊地理位置與施工難度,介紹了本特大橋深基坑的施工方案、施工工藝與相關施工措施,指出了施工注意事項,為類似工程提供了相關經驗。

橋梁,基坑,鋼板樁,防護

在鐵路橋涵工程中,深水基坑開挖一般采用鋼板樁圍堰支護,開挖到基底標高后進行混凝土封底施工。因為鋼板樁施工具有單根自重較輕,吊裝與插打不需要大型起吊設備,插打深度大、防水性能好,在深水基礎施工中不需要水下作業,可重復使用,打拔樁容易,倒用時間短,回收率高等優點。只要進行考慮周全的規劃,安全的方案設計以及靈活多樣且具有創新的施工方法就能安全、高效、優質的完成工程施工,本文以滬寧城際鐵路新孟河特大橋為背景介紹其深基坑的施工方案。

1 工程概況

滬寧城際鐵路新孟河特大橋,位于常州市奔牛鎮,基本平行于既有京滬鐵路,中心里程為DK116+502.778,全長 8 835.535m,其中 162號 ～165號墩跨越新孟河,163號,164號墩位于新孟河岸邊,均為深基坑基礎,為保證通航和新孟河河道遠景規劃的需要,設計為低樁承臺。163號,164號墩基礎由10根1.5m直徑的鉆孔樁呈梅花形布置,承臺尺寸為14.3m×9.4m×4m,162號,165號墩基礎由 12根 1.0m直徑的鉆孔樁呈長方形布置,承臺尺寸為10.2m×7.4m×2.5m。根據現場多次測量,163號墩的最低河床面標高為-0.55m,最大水深為3.08m;164號墩最低河床面標高為-0.62m,最大水深為3.01m。

2 工程難點

163號墩承臺侵入既有線護欄,基坑較深,受既有鐵路護欄的影響,基礎施工時163號墩需拆除既有鐵路護欄。163號,164號墩基礎均為10-φ1.5m的樁基礎,樁長分別為65m及 66m(鉆孔深度達75m及76m),承臺尺寸為14.3m×9.4m×4.0m,承臺底標高分別為-7.786m,-7.450m,平整后的原地面實測標高均為3.1m,基坑開挖深度分別為10.9m,10.6m(未含2 m封底混凝土);163號墩第 10號鉆孔樁已經侵入既有錐體護坡基礎40 cm。

既有線路肩上有接觸網柱,接觸網為27 kV的高壓線,接觸網柱外側 0.8m還有一條高壓回流線,最大時達到 4 kV,安全距離按 2m考慮。162號 ～165號墩承臺與既有鐵路設備的關系如表1所示。

表1 新孟河特大橋承臺與既有線關系及支護方案表

3 總體施工方案

根據現場地質和水文情況,以及基坑開挖深度和荷載情況, 162號～165號墩需采用圍堰法施工,而根據對現有的設備材料和經濟比較,擬采用鋼板樁圍堰。162號,165號兩個邊墩直接陸地鉆孔,承臺施工時進行鋼板樁圍堰施工。163號,164號水中墩鉆孔灌注樁采用打拔木樁進行筑島圍堰修筑鉆孔平臺,待鉆孔樁施工完成后,水下承臺墩柱(身)采用鋼板樁圍堰施工,其中 163號墩靠近既有鐵路錐體護坡側采用直徑 80 cm鉆孔樁進行防護。

4 相關施工措施

4.1 鋼板樁施作

162號,165號墩基坑深度為7.2m和 6.84m,直接采用鋼板樁防護。163號墩基坑開挖采用鉆孔樁 +鋼板樁(承臺四周)防護方案;164號墩采用鋼板樁防護。施工防護樁前先聯系鐵路相關管理部門,簽訂安全協議。防護樁施工時先施工鉆孔樁,再施工鋼板樁,等鉆孔樁強度達到 90%以上時,方能開挖基坑。

4.2 慢行及防護

1)施工慢行計劃。由于離既有線太近,且基坑開挖深度達12.9m(靠既有線側至封底混凝土底深度),在基坑開挖及承臺施工期間,DK117+390～DK 117+490段(相對于既有線里程K 1267+ 150～K1267+250)既有線晝夜限速 45 km/h。該段線路養護維修全部委托給具有豐富施工經驗的工務段領工區進行。

2)施工防護辦法。具體參見圖 1,圖 1中 1號,2號,3號, 4號,5號,6號,7號為現場防護員的站位,測速儀由 4號防護員負責安裝拆除記錄;防護員必須帶齊防護備品及對講機,列車來時要認真檢查人機是否進入限界,防護員要在列車與施工場地之間形成防護帶,確保人身安全。

4.3 基坑開挖及回填

162號與 165號承臺開挖,直接采用機械開挖。

163號與 164號承臺開挖同時進行。施工前做好充分的施工準備,基坑開挖采用機械(抓泥機)配合強力吸泥泵施工,基坑內滲水采用抽水泵抽出基坑外。土方開挖后應連續作業,承臺混凝土澆筑后立即回填既有線側。

承臺四周回填,靠既有線側路基邊坡 1∶1.5范圍內采用A,B組料分層填筑,壓實滿足路基填筑要求,其他三側采用原狀土回填。

4.4 護欄安裝與拆除

聯系鐵路相關管理部門(工務段、派出所等),確定臨時護欄的安裝位置(確保不侵入既有線行車限界),根據要求安裝臨時護欄,臨時護欄裝好后,再拆除既有護欄。

5 施工注意事項

1)鋼板樁施工。鋼板樁的施打位置嚴格按基坑布置要求確定,施打前,先進行外觀檢查,鋼板樁打樁時必須安裝樁帽。插打鋼板樁,從第一塊(組)就應保持垂直。最先幾塊插好打穩后,即與導框固定,然后繼續插打。鎖口不密漏水,可用棉絮等在內側嵌塞,同時在漏縫外側撒大量木屑或谷糠,使其由水夾帶至漏水處自行堵塞,樁腳漏水處采用麻袋裝土,水下混凝土封底等處理。鋼板樁拔除前,應先回填基坑。2)注漿止水施工。采用注漿機,沿基坑四周進行注漿,注漿深度為 15m。3)基坑開挖。開工前對橋梁所在位置的線路進行復測,布設平面和高程控制測量樁點,根據控制測量樁點和橋位計算坐標,準確定出橋墩臺位置。開挖深度至設計承臺底下面 2m(封底混凝土的厚度),基坑開挖至標高后,即可進行封底水下混凝土的施工。4)澆筑水下封底混凝土。圍堰吸泥至封底標高下 30 cm左右,拋填碎石墊層,潛水員整平墊層面,采用“多導管式全斷面斜坡推進連續澆筑法”一次封底。每個導管封底后隨時對基底標高進行復測,由于水下混凝土面標高測量是估值,故封底混凝土標高最好略低于設計標高 5 cm～10 cm,導管平面按梅花形布置。封底施工過程中當某一根導管封底完成后在進行其相鄰導管封底時,先測量待封導管底口處的混凝土頂標高,根據測量結果重新調整導管底口的高度。同時,反復測量要移動的那根導管位置附近混凝土面的標高。5)承臺施工。封底混凝土澆筑完成并達到一定強度后(達到標號的 50%以上),開始往外抽水,進行承臺施工。承臺混凝土施工采用大體積混凝土施工工藝。6)既有線、既有橋監測。由于基坑離既有線很近,為確保既有線的安全,派專人進行跟蹤監測。既有線45 km/h慢行情況下路基變形警戒值按如下兩者取最大值確定：a.當天的變形量超過8mm時;b.累計沉降量超過20 mm。既有線不慢行情況下路基變形警戒值按如下兩者取最大值確定：a.當天的變形量超過2mm時;b.累計沉降量超過10mm。7)確保施工安全。保護地下不明管道、線纜,大型機械進場前,測量好樁位離既有線護欄的距離,重點抓住“五防”：防機具路料侵限、防挖斷電纜、防線路防護失格、防既有路基和線岔質量失標、防作業人員車輛傷害。從卸料、材料堆放、機具保管、作業標牌、人員教育、硬件投入、督促檢查等方面入手,規范管理,嚴加控制。

6 結語

隨著經濟發展需要,在水文惡劣或地形、地質復雜情況下修建橋梁,確保既有建筑物的安全尤為重要,施工方案最為關鍵,對復雜條件下橋梁深基坑施工技術進行總結、研究、探索,摸索出經驗,克服其他橋梁基礎施工方法的缺陷,以求為類似工程結構物提供一些經驗,從而達到最大的使用效果和經濟效益,保證結構物的成功率和安全性。

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The construction plan of new Meng river Bridge deep foundation in Shanghai-Nanjing intercity railway

WU Yi-liang

In this paper,author applies the caseaboutnew Meng river Bridge in Shanghai-Nanjing intercity railway,analysis of the special geographical location and construction of the bridge difficult to introduce the deep foundation of this bridge construction plan,construction techniques,construction and related measures,points out construction program points,to provide a relevantexperience of similar projects.

bridge,foundation,steel sheet pile,protection

U 443.1

B

1009-6825(2011)09-0170-02

2010-12-06

吳義良(1970-),男,工程師,中鐵二十四局集團新余工程有限公司,江西新余 338025