滬杭高速鐵路上跨既有滬昆鐵路施工安全技術研究

張青春，劉德鋒

(中鐵濟南工程建設監理有限公司滬杭監理部，上海 201100)

1 工程簡介

滬杭高速鐵路監理Ⅰ標管段內中鐵二十四局施工的松江特大橋跨滬昆鐵路連續梁橋為4跨連續梁，中心里程為DK12+481.995，墩號為166號～170號。其中168號、169號墩的上部結構斜跨既有滬昆鐵路，與鐵路交角為28°。滬昆鐵路為雙線，寬度19.76 m(以防護欄邊緣線為準)，屬于繁忙干線。跨線連續梁主墩為168號、169號墩，分別位于滬昆鐵路兩側。連續梁168號墩承臺中心處原地面高程為3.395 m;169號墩承臺中心處原地面高程為2.453 m。168號墩承臺最近點伸入護欄1.51 m，距上行線外側軌道2.59 m;169號墩承臺伸入護欄3.88 m，距下行線外側軌道5.08 m。滬昆鐵路為電氣化鐵路，運行速度高，行車密度大，跨線橋施工安全隱患就顯得特別大，因此，此連續梁施工安全防護尤為重要，也是監理安全控制的重點。圖1為松江特大橋跨既有滬昆鐵路連續梁施工平面圖。

2 安全隱患分析

圖1 松江特大橋跨既有滬昆鐵路連續梁施工平面

在監理過程中必須會同施工單位首先進行危險源的辨識，然后進行危險源的分析和評價，根據危險源的影響，要求施工單位采取滿足要求的安全防護措施及管理措施，以確保營業線的絕對安全。總體來說跨線橋施工存在兩大安全隱患，一是跨線橋的施工對既有滬昆鐵路運營的影響，二是電氣化鐵路高壓帶電體對施工人員、機具設備的影響及高速運行的列車對施工人員的安全影響。

2.1 樁基施工的安全隱患

鉆孔樁施工可能破壞既有線地下管線、電纜;鉆機可能發生傾覆，影響既有線運營;大型設備可能侵入鐵路限界;吊裝鋼筋籠可能侵入鐵路限界或引發觸電事故，碰撞鐵路外側的鐵路回流線。鉆孔樁孔壁可能發生坍塌，導致鐵路軌道高程局部發生變化，影響列車運行。

為進行承臺施工而設置的鋼板樁結構及防護棚架結構的基礎施工存在使既有線邊坡坍塌，影響營業線運營的安全風險。

2.2 承臺、墩身施工對營運線路的影響

承臺施工可能導致既有線邊坡坍塌，也可能導致邊坡滑坡，產生局部位移，使既有軌面高程發生變化，導致鐵路晃車，影響既有線運營;鐵路邊開挖基坑抽水可能導致既有路基沉降，影響線路軌面高程;開挖可能造成管線、電纜破壞;承臺、墩身模板和其他物資設備可能侵線。開挖機具、吊車等大型設備可能發生侵線事故。

2.3 施工進入鐵路線柵欄內的安全隱患

既有線施工，不可避免存在安全防護人員、測量人員等進入鐵路柵欄內進行作業，因此對營業線運營存在一定安全隱患，同時也對進入的施工人員存在一定的人身傷害隱患。

3 防控措施

3.1 整體監控措施

監理人員會同施工現場人員先對現場進行充分調查的基礎上，要求其編制實施性施工方案，經過評審后嚴格執行;要求施工單位與路局各設備管理單位取得聯系，簽訂安全協議和相應的施工配合協議，在路局相關設備管理單位的管理、指導和幫助下組織跨線橋的施工。施工單位要綜合考慮跨線橋各工序存在的安全隱患，并針對性采取措施及防護方案，做到先防護，后施工，確保既有線絕對安全和施工機具設備的安全的基礎上才能展開施工。

3.2 整體防護

總體防護思路是:先進行現場調查，特別是既有線管線的調查，開挖線與既有線的相互關系的調查，既有線接觸網等高壓帶電體的調查，然后再組織施工。樁基施工要先挖探溝，調查有無既有線管線后再組織施工。承臺開挖防護方案:168號墩距既有線較近，開挖前，對承臺四周以打入鋼板樁圍堰的方式對既有線進行防護，169號墩距營業線稍遠，為確保基坑的穩定，也采取打入鋼板樁圍堰先防護后開挖的方式組織施工，同時組織好勞動力盡快完成承臺任務，防止基坑暴露時間過長，影響既有線的穩定性。墩身施工要注意吊裝作業的安全，防止大體積結構吊裝侵線。營業線施工要特別關注大型機械設備的安全防護，做到一人一機的防護，同時采取措施避免大型機械設備向營業線方向傾覆。

3.3 跨線橋施工的管理措施

根據施工對營業線存在的安全隱患分析，要確保營業線絕對安全，必須做好如下幾個方面的工作。

(1)與既有線各設備管理單位簽訂安全協議和施工配合協議

施工前我監理部要求施工單位必須分別與供電段、電務段、工務段、車務段、電話局維管段及鐵通等設備相關管理單位簽訂施工安全協議和施工相關的配合協議，依靠設備管理單位的管理和有效監控、指導，確保現場施工嚴格按照上海鐵路局的相關營業線施工管理規定施工，以確保營業線施工安全。同時要求其與莘莊車站、昆申車站、鐵路派出所等取得聯系，施工期間安排駐站聯絡員長期駐站，掌握列車運營動向，及時向現場反饋情況，確保運營安全。

(2)既有管線的調查和遷改措施

開工前，我監理部結合現場施工人員加強對既有管線現場調查，在既有線附近采取挖探溝或儀器探測相結合的方式，對既有線附近進行地毯式搜索，確保在進行鉆孔樁施工前探明所有地下管線，同時與設備管理單位協商，確定遷改方案，先遷改，遷改完成后再施工。對不需遷改的光、電纜，探明情況后采取防護措施并做好標識，保證既有設施的安全。

通過前期調查，目前對于鐵路兩側的回流線采取高壓電纜的方式進行遷改，168號墩遷改范圍為50 m，遷改到路肩處，距上行線中心線2.57 m位置，埋深1.00 m;169號墩遷改范圍為50 m，回流線采取高壓電纜牽改到離下行線中心線3.82 m位置，埋深1.00 m。

對于鐵通通訊電、光纜，168號墩側共3條，將3線平移到鋼板樁圍堰靠鐵路一側，距上行線中心線2.57 m位置，遷改距離為100 m;169號墩處的3根電光纜，將3線平移到鋼板樁圍堰靠鐵路一側，距上行線中心線3.82 m位置，遷改距離為100 m。

電務信號電纜，在168號墩、169號墩處各有3條，同樣采取平移遷改的方案，將信號電纜遷改到鋼板樁圍堰與鐵路之間的路肩上臨時安放。

根據現場調查的情況，其他管線已經遷改完畢，對施工基本沒有影響，對于存在管線的情況，必須按照先遷改后施工或先防護后施工的原則進行處理。

(3)安全防護措施

電氣化鐵路營業線施工，必須按照四級安全防護措施進行安全防護后再進行，四級安全防護的標準要求如下。

①駐站聯絡防護

必須有駐站聯絡員進駐莘莊車站、昆申站，采用對講機等通訊工具向現場發布施工命令后才能開始施工。

②施工現場防護

現場必須安排安全防護人員對施工作業現場進行安全防護，現場安全防護員每班至少2人，全天候安排現場防護人員進行安全防護，并做好現場安全防護的相關記錄。

③施工現場兩側的防護

一般情況下，下行線在施工位置靠上海方向800 m處設置安全防護員，帶齊對講機、三色旗、封鎖牌、慢行牌、口哨等防護工具進行安全防護;上行線在靠杭州側距施工地點800 m處進行安全防護。

④高壓電安全防護

安排取得資格證且現場經驗豐富的專職電工、接觸網專業專職人員對施工現場附近的高壓電、接觸網等進行安全防護，確保設備、吊裝機具、模具等與高壓帶電體保持一定的安全距離，在進行要點施工時，監督停電后的接地工作，確保要點施工時需要停電的，在停電后才能進行相關作業。

4 營業線施工監理措施

4.1 樁基礎施工的監理措施

(1)要求現場全封閉的施工措施

根據前期對現場情況調查，在樁基施工前，要求施工單位采用柵欄對施工范圍進行全封閉圍護，在施工承臺位置的鐵路既有柵欄需要向鐵路方向平移，滿足鐵路限界要求。

現場封閉后，要加強對現場的管理，無關的人員、機械設備等不能進入封閉施工現場。在靠近鐵路位置柵欄設置門鎖，安排專人管理，進入鐵路區域進行安全防護、測量作業的，必須征得現場負責人的同意并安排好防護人員后，才能進入施工現場。進入鐵路區域的作業人員，必須穿戴黃馬褂，嚴格按照防護人員的指令進行作業，同時駐站聯絡員要隨時報告列車運行情況，便于現場防護人員提前做好相應的防護工作，確保列車運營安全和進入的操作人員的人身安全。

(2)鉆孔樁基礎施工安全監理措施

施工單位根據現場條件采用20型回旋鉆機，正循環鉆孔的施工方案。鉆孔樁施工中，由于樁孔較深(達97 m)，因此，為避免樁孔坍塌，應要求施工單位采取膨潤土造漿，確保泥漿護壁效果，避免樁孔坍塌，影響既有線軌面高程。鉆進過程中控制泥漿比重在1.1～1.3之間，清孔后要迅速組織混凝土灌注，盡快將樁孔灌注完畢，避免暴露時間過長發生意外。

鉆孔樁施工時，在鉆孔樁施工與線路間，在滿足鐵路限界范圍的情況下，采用柵欄封閉防護，確保既有線運營與既有線施工互不干擾。

對鉆孔樁設備的固定:在遠離營業線的位置并排打入2根地錨梁，采用纜風繩將鉆孔樁設備與地錨梁成人字形固定，確保鉆孔過程中鉆機不向營業線方向傾倒。

在營業線附近進行吊裝作業，必須采取一人一機的防護方式，對吊車進行專項防護。首先對吊車司機進行教育，使吊車司機明確營業線附近吊裝作業安全的重要意義和重大責任，確保吊車司機嚴格按照操作規程操作，每次作業前對鋼絲繩進行檢查，對吊車性能進行檢查，防止由于機械設備事故而引發安全事故。

吊裝鋼筋籠時，應事先拉纜風繩，采用吊車吊裝、人工拉纜風繩定位的方式吊裝鋼筋籠，吊裝作業時應該在遠離營業線側進行起吊作業，吊裝穩定后再通過吊車轉向下落入孔，在進行鋼筋籠焊接時，由于時間較長，吊車發動機不得熄火，直到整節鋼筋籠入孔、吊車收臂完成后才能熄滅發動機，防止發生意外。

現場監理檢查吊機等操作人員是否持證上崗，嚴格旁站程序，防止意外發生。

(3)鋼板樁施工的安全監理措施

施工單位在基坑開挖前應做好防護工作，鋼板樁插打前應做好探溝工作，探明施工范圍內無地下管線或地下管線已做妥善遷置。測定基坑開挖線，開挖線在順線路方向兩側在基礎輪廓的基礎上加寬1.5 m，四周采用鋼板樁維護，確保開挖線的準確無誤，復測原地面高程。基坑開挖前先做好地表排水，在基坑頂緣四周向外設排水坡，并在適當距離設排水溝，以免影響坑壁穩定。

由于本橋168號墩、169號墩基坑開挖線距既有滬昆鐵路線路中心間距僅3.21 m，為保證既有線安全，基坑采用有支護垂直形式開挖，在基坑四周輪廓線外1.5 m打設I30b型鋼防護。

4.2 承臺施工安全措施

(1)承臺防護措施

該連續梁168號、169號墩緊靠既有鐵路，為了不影響既有線行車安全，承臺開挖時，必須對營業線進行防護后再進行承臺開挖，確保營業線運營安全。168號墩承臺邊緣距線路中心線3.38 m，168號墩原地面高程為3.395 m，承臺底面高程為1.375 m，承臺開挖深度為2.01 m，開挖深度也不是很大，承臺開挖時對既有線邊坡穩定影響相對較小，但為了確保施工安全，采用鋼板樁進行防護，采取先防護后開挖的方式開挖168號墩承臺。打入長12 m的I30b型鋼板樁，距既有線中心線3.21 m，距承臺基坑邊0.3 m，鋼板樁用焊接的方法連接成整體，邊開挖邊采取內支撐形成整體支撐體系，確保承臺開挖基坑的穩定性。

169號墩承臺邊緣距線路中心線5.83 m，該墩原地面高程為2.453 m，承臺底面高程為0.403 m，承臺開挖深度為2.05 m，承臺開挖時對既有線邊坡穩定影響相對較小，但為了確保施工安全，仍采用鋼板樁進行防護，采取先防護后開挖的方式開挖169號墩承臺。打入長12 m的I30b型鋼板樁，距既有線中心線4.16 m，距承臺基坑邊0.8 m，鋼板樁連接成整體，邊開挖邊采取內支撐形成整體支撐體系，確保承臺開挖基坑的穩定性。

(2)承臺開挖安全措施

承臺開挖的原則是:先做好防護措施后再進行開挖，開挖施工時，要慢行點，采用貨車45 km/h、客車80 km/h的慢行速度，直到承臺開挖，完成混凝土澆筑，整個基坑回填完畢后再取消慢行點。

承臺開挖時超挖40 cm，完成開挖后立即采用厚40 cm的C40混凝土封底，并在遠離營業線位置預留集水井抽水，混凝土封底的目的是保持基坑基底快速穩定，再進行樁頭鑿出、綁扎鋼筋、澆筑承臺混凝土等各項工作。

承臺開挖后組織24h施工，盡可能減少基坑暴露時間，減少降低地下水的時間，防止抽水造成的既有線沉降，影響既有線運行。

4.3 墩身施工安全措施

墩身施工存在的安全隱患主要是吊裝大塊鋼模板對既有線運營產生的影響，以及模板安裝好后是否會發生傾覆危險，或者墩身加固不牢固，在混凝土澆筑過程中發生模板崩塌而引發的安全事故。另外墩身腳手架存在在臺風的情況下可能發生傾覆，倒向營業線的安全隱患。要求施工單位采取的措施。

(1)在封閉線內施工，采取一機一人的防護措施，另外在大塊模板吊裝過程中，要求拉纜風繩對大塊模板定位，確保大塊模板不侵入限界，確保吊裝的安全，確保既有線運營的絕對安全。

(2)對模板和腳手架利用地錨梁拉人字形的纜風繩，確保不發生傾覆危險。

(3)墩身大塊模板要滿足強度、剛度要求，加固牢靠，確保在澆筑混凝土過程中不崩塌，對營業線無安全隱患。同時放慢澆筑速度，確保安全。

4.4 棚架基礎施工安全措施

(1)防護棚架情況介紹

在滬昆既有線DK12+481.995～DK12+545.995位置處施工滬杭高速鐵路連續梁松江特大橋168號、169號墩，主跨64 m上跨既有線，為防止墜物以及接觸網27.5 kV的高壓電流危及施工安全，在既有線上方搭設防護棚架。

(2)施工安全防護措施

棚架條形基礎距離線路中心線僅6.4 m，位置靠近營業線較近，因此條形基礎施工安全隱患較大。為確保棚架條形基礎施工安全，施工過程中要求施工單位在樁基鋼板樁圍堰施工即在列車慢行期間進行棚架條形基礎施工，同時加快施工速度，開挖后及時澆筑混凝土［1－6］。

4.5 其他安全防護措施

(1)既有線軌面沉降位移監測

①觀測樁埋設

在防護鋼板樁和承臺施工開始后，需對既有線路基進行沉降和位移的監測。監測方法是:在緊靠護欄外側既有線路基面上，每隔10 m設置1個觀測點，設置范圍為施工兩側各50 m。觀測樁應埋深2 m以上。施工期間觀測頻次一般情況下不少于1次/2 h，打樁地段或路基變形速率較快或有持續變形時，觀測頻次不少于1次/h，并應根據觀測結果調整打樁速度，當路基水平位移或垂直位移變化量大于2 mm/d，或累計變化量大于10 mm時必須停止施工，并及時通知上海鐵路局上海工務段等設備管理單位到現場評定處理，并等到路基、軌面穩定后方可繼續施工。

②測量精度與頻次

沉降水準的測量精度為±1 mm，讀取位數0.1 mm;剖面沉降管測量精度為8 mm/30 m;測量頻次:每分項工程開工前觀測1次，施工過程中每天2次，每天施工前、結束后各1 次［7］。

③監測結果處理

在鉆孔樁、鋼板樁施工過程中，安排專人按照以上要求進行監測，若發現有沉降、位移影響到列車運營，應立即停止施工，同時通過駐站聯絡員向車站調度員匯報，并通知工務部門請求協助處理。由于上海工務段是對既有線軌面控制及養護的專業部門，為確保承臺開挖施工期間營業線運營安全，要求施工單位除加強監測外，還將與工務段進行協商，將既有線軌面監測方面的工作委托工務段協助監測，發現軌面下沉等異常情況，也委托工務段協助及時處理，確保既有線行車安全。

(2)防臺風等措施

本地區臺風多發，因此在方案制定時要充分考慮本地區臺風因素，采取防臺風措施，對營業線附近的材料堆碼、機具停放及將來的棚架等均應采取措施，確保安全，防止出現臺風引發鐵路運營事故和施工安全大事故。

(3)防洪措施

本地區雨季時間較長，同時臺風也帶來大量降雨。為減小洪澇災害對既有線影響，確保線路運營安全，在橋墩鉆孔樁施工前，對原有排水溝渠進行改移。在雨季來臨時派專人對施工區排水系統進行檢查和清理，保證原排水體系暢通。同時加強與氣象部門、水文部門聯系，掌握雨情水情，組織好防汛隊伍，備足防汛物資和器材，安排專人24 h防汛值班，確保發生險情及時排除。

5 結語

在跨滬昆鐵路連續梁施工過程中，從前期現場調查開始，到樁基、承臺、墩身及梁部施工整個過程監理在安全控制方面著重做好了事前分析、過程控制、嚴格要求施工單位落實施工方案以及合理安排旁站等，使得施工過程安全全面受控，并最終順利地完成了跨既有滬昆鐵路連續梁施工監理任務。通過此次施工安全技術的研究，為以后施工過程中進一步降低跨既有線施工安全風險積累了寶貴經驗。

［1］盧 朋，等.客運專線鐵路施工項目管理手冊［M］.北京:人民交通出版社，2009.

［2］鐵建設［2009］181號 鐵路橋涵工程施工安全技術規程［S］.

［3］經規標準［2005］110號 客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南［S］.

［4］鐵建設［2009］181號 鐵路工程基本作業施工安全技術規程［S］.

［5］鐵建設［2005］160號 客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準［S］.

［6］上海鐵路局.鐵路客運專線橋涵工程質量檢查與控制［M］.成都:西南交通大學出版社，2008.

［7］鐵建設［2009］196號 高速鐵路工程測量規范［S］.