淺談超高壓線下城市軌道交通現(xiàn)澆梁施工工藝研究

王波+張立軍+朱荀

【摘 要】現(xiàn)澆橋梁在城市軌道交通建設(shè)工程中的應(yīng)用已越來越廣泛，但橋梁周圍時常會遇到超高壓線路障礙，且不能按照常規(guī)工藝施工，無疑增加了施工難度及安全風險。為了解決上述難題，須對其現(xiàn)澆梁正常施工工藝進行深入研究，研究出一套適合在超高壓下現(xiàn)澆梁施工的特殊工藝，并達到工藝的安全性、實用性、可靠性。

【Abstract】Cast-in-place bridge in urban rail transit construction project has become more and more widely， but there are frequent high voltage line barriers around the bridge， and it can not construct according to the conventional process of construction， undoubtedly increased the construction difficulty and safety risk. In order to solve above problem， we must research the normal construction technology in-depth， develop a set of special technology suitable for the construction of cast-in-place girder under super high pressure， and achieve the safety， practicability and reliability of the process.

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)澆橋梁；超高壓線；特殊工藝

【Keywords】cast-in-place bridge； ultra-high voltage line； special process

【中圖分類號】U445 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）12-0190-04

1工程概況

1.1 工程基本概況

武漢市軌道交通21號線工程途經(jīng)武漢市江岸、黃陂和新洲三個區(qū)，兩端均預留延伸條件，一期工程從江岸區(qū)后湖大道至新洲區(qū)金臺，線路全長33.7km，共設(shè)車站16座。本標為三標段，均為高架段，起始于軍民村站（不含）—武生站高架，經(jīng)武生站、武生站—平江路站、平江路站、平江路站—陽邏開發(fā)區(qū)站、陽邏開發(fā)區(qū)站、陽邏開發(fā)區(qū)站—施崗站（不含）、施崗站（不含）—金臺站，止于金臺站，本標段同時還包括倒水河車輛段出入線區(qū)間、倒水河車輛段及施崗主變電站，共4站6區(qū)間及車輛段1座，主變電站1座，正線全長11.178km（不含倒水河車輛段的長度）。本標段共有簡支箱梁250孔，連續(xù)梁26聯(lián)。

1.2 工程地質(zhì)

地質(zhì)主要為人工填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)砂巖及粉細砂巖。

1.3 工程水文

①地表水

長河為常年性地表徑流，地表水體水量受季節(jié)性降水影響顯著，夏季一般水量較豐沛。

②地下水的類型、埋藏情況及其變化特征

地下水的主要類型為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。

由于本標段范圍內(nèi)有17條超高壓線路與軌道相交，共影響簡支梁23孔，連續(xù)梁2聯(lián)。超高壓線的遷改周期普遍都在1年以上，而如此高的影響比例已經(jīng)無法實現(xiàn)按時履約，因此，開展“如何在超高壓線下安全施工” 的研究勢在必行。

2 研究思路

在超高壓線路下施工的風險高、難度大，表現(xiàn)在兩方面：第一，是超高壓線下施工的人員及設(shè)備安全；第二是對高壓線路運行安全的影響。要解決以上問題，主要從以下幾方面考慮：隔離、防護、削弱場強以及高效施工。其中隔離和防護可有效防止人員誤操作引起線路放電；削弱場強可保證在線路下施工的人員安全、健康；高效施工，就是從設(shè)備和工藝入手，盡量縮短在線路下的施工時間，以降低風險[1]。

3 施工方案

本標段受超高壓線影響的簡支梁23孔，連續(xù)梁2聯(lián)。其中有7孔簡支梁和1聯(lián)連續(xù)梁的軌頂標高高于既有超高壓線，必須待線路遷改后才能施工；剩余16孔簡支梁和1聯(lián)連續(xù)梁，高壓線距離軌頂?shù)木嚯x在6.3～11.4m，高壓線距離地面的距離在13～23.4m。

高架橋梁施工主要包括樁基、承臺、墩柱以及梁體施工4道工序，針對每道工序的特點，制定相應(yīng)的解決策略。

超高壓線下支架現(xiàn)澆梁施工工藝流程圖如圖2。

3.1 樁基施工

樁基施工主要包括樁基礎(chǔ)鉆機鉆孔，鋼筋籠吊裝以及混凝土灌注作業(yè)。在超高壓線路下進行樁基施工，危險性最大的是鉆機鉆孔和鋼筋籠的吊裝[2]。

根據(jù)超高壓線距離地面的實際情況，最小值12.7m，最大值24m，要保證施工期間的安全，鉆機的最高點距離超高壓線不能少于6m；根據(jù)地勘資料，表面為覆蓋層，以下分別有粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土混卵礫石、殘積粉質(zhì)黏土、強風化泥質(zhì)砂巖及中風化泥質(zhì)砂巖。綜合以上情況，符合條件的施工鉆機有汽車回旋鉆和沖擊鉆兩種。

根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況，施工一根直徑1.25m、樁長30m的灌注樁，汽車回旋鉆用時1.5天，沖擊鉆用時3天，節(jié)約工期考慮，最終優(yōu)選汽車回旋鉆進行超高壓線下的樁基施工。施工過程中結(jié)合地面與超高壓線的凈空高度，經(jīng)過技術(shù)與質(zhì)量分析，將鋼筋籠分節(jié)制作、現(xiàn)場連接，分節(jié)長度有4.5m、6m不等，以降低提升高度，保證順利下籠。截至2016年9月26日，正線的樁基全部順利完工。

3.2 承臺施工

承臺施工主要包括基坑開挖、鋼筋制安、模板安裝及混凝土澆筑。超高壓線距離地面的高度在12.7～24m，針對不同的高度情況，各工序采用不同的施工工藝，達到安全、快速施工的目的。endprint

對于高差較大能保證機械安全施工的部位，結(jié)合地質(zhì)情況，基坑開挖采用鋼板樁支護或直接放坡開挖；鋼筋制安采用機械吊裝；模板采用機械吊裝；混凝土澆筑采用溜槽或天泵澆筑[3]。

對于高差較小不能滿足大型機械安全施工的部位，基坑開挖全部采用放坡開挖；鋼筋全部采用人工制安；模板采用木模板，人工制安；混凝土采用溜槽或者地泵澆筑。

3.3 墩身施工

超高壓線下墩身施工前，需對現(xiàn)場情況進行分析，針對不同的工況，采取相應(yīng)的解決策略，以達到安全、快速施工的目的，具體如下：墊石頂高程與超高壓線之間的高差在15m以上的，可不進行防護，采用常規(guī)方法施工；墊石頂高程與超高壓線之間的高差在10～15m的，須在防護棚或防護網(wǎng)保護下進行施工，模板采用定型鋼模板拼裝，鋼筋及其它材料可由機械或人工搬運至倉面安裝，混凝土澆筑采用地泵供料，人工振搗；墊石頂高程與超高壓線之間的高差在6～10m的，須在防護棚防護下進行施工，模板采用定制的組合木模板，鋼筋及其它材料均由人工搬運至倉面安裝，混凝土澆筑采用地泵供料，人工振搗；墊石頂高程與超高壓線之間的高差小于6m的，視情況可在防護棚下先施工半個墩身，或者完全不施工，待升塔或者遷改后再施工。

3.4 梁體施工

①施工準備。施工前，必須安排測量人員再次復核超高壓線的高程，針對超高壓線與梁體相對位置的不同，采取相應(yīng)的防護策略：超高壓線在梁體上方6～10m的，采用軌行式防護棚車防護；超高壓線在梁體上方10m以外的，采用線下防護網(wǎng)防護；超高壓線在梁體側(cè)方10m以外的，采用線側(cè)防護網(wǎng)防護；超高壓線在梁體上方6m以內(nèi)的，必須升塔或遷改后再施工。

②防護棚車制安及防護網(wǎng)的搭設(shè)。防護棚車的部件全部采用螺栓連接，工廠加工，在高壓線外進行組裝，通過軌道及牽引裝置進行快速移動，且通過測量提供的高程數(shù)據(jù)，預先加工不同長度的立桿，以解決棚車高度在不同部位、不同高度工況下的快速調(diào)節(jié)，頂部鋪設(shè)的絕緣毯，經(jīng)過試驗檢測，可高效削減棚車內(nèi)部電場強度（4kV/m以上最低削減至0.02kV/m），滿足安全施工需求。

防護網(wǎng)由支撐立柱、限高繩及密目網(wǎng)組成。首先，在梁體及高壓線外側(cè)將支撐立柱豎立牢固；其次，由專業(yè)人員登高掛設(shè)紅白相間的限高繩；最后，在梁體施工范圍內(nèi)，在限高繩上增設(shè)密目網(wǎng)，防止人員、設(shè)備誤操作。

③支架搭設(shè)。采用滿堂架支撐，根據(jù)簡支梁梁體截面，按照不同的承重，將梁體分成三部分處理：即兩端翼板部分、腹板及底板部分，梁端翼板下立桿縱向間距90cm、橫向間距90cm、橫桿步距120cm，腹板部位立桿縱向間距60cm、橫向間距90cm、橫桿步距120cm，底板部位立桿縱向間距60cm、橫間距90cm、橫桿步距120cm。頂托上順運行向采用10×10cm方木作為縱向分配梁，箱梁底模底面橫運行向采用

10×10cm方木，方木上采用厚15mm的竹膠合板作為箱梁底板。

④模板安裝。梁體施工須在防護棚或防護網(wǎng)保護下進行，模板采用定型木模板拼裝，底模采用竹膠合板。特殊部位模板要制作異型模板，模板排列規(guī)則有序，線條美觀，模板縫隙嚴密平整，不漏漿，支撐牢靠，滿足強度和剛度的要求。模板的全長及跨度要考慮反拱度及預留壓縮量。有足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性，能夠承受施工過程中可能產(chǎn)生的各項荷載及震動作用。同時確保梁體各部位結(jié)構(gòu)尺寸正確及預埋件的位置準確，且具有能經(jīng)多次反復使用不致產(chǎn)生影響梁體外形的剛度。

⑤鋼筋及波紋管制安。梁體鋼筋制作均在指定鋼筋加工場地預先加工成型，驗收合格后，采用載重汽車運至需要地點，利用人工和小型吊裝機械卸至作業(yè)面，然后人工進行綁扎作業(yè)。鋼筋綁扎順序：先綁扎底腹板鋼筋，然后安裝內(nèi)模，綁扎腹板鋼筋，綁扎頂板鋼筋，安裝端模，預應(yīng)力管道跟隨鋼筋之后及時安裝固定。在頂板處鋼筋綁扎時要每隔5m預留一個澆筑孔，澆筑孔處鋼筋綁扎時不切斷，先不綁扎牢靠，留出串管的位置，待灌注完下部混凝土后再人工調(diào)整到位，綁扎牢靠。

⑥預應(yīng)力管道安裝。預應(yīng)力管道采用預埋金屬波紋管成孔，內(nèi)徑為90mm，波紋管接長采用大一號的波紋管套接，套接長度20～30cm，梁段內(nèi)按50cm或不小于設(shè)計要求的間隔距離設(shè)置定位鋼筋網(wǎng)片，用以固定管道位置，管道定位誤差小于5mm。為避免混凝土澆筑時水泥漿進入錨墊板而發(fā)生堵塞預應(yīng)力管道的現(xiàn)象，將波紋管延伸至錨墊板口外10cm左右，并用海綿條堵塞嚴密錨墊板壓漿孔。定位鋼筋網(wǎng)片用定位網(wǎng)胎具集中加工。在混凝土澆筑前，應(yīng)檢查預應(yīng)力波紋管道是否有破孔，若有損壞的預應(yīng)力波紋管道應(yīng)在混凝土澆筑前更換。

⑦混凝土澆筑。混凝土采用商品混凝土，澆筑方法是分層澆筑，控制第一層混凝土澆筑厚度及第二層混凝土澆筑時間。混凝土澆筑時，按“變形小處先灌，變形大處后澆筑”的原則，從梁兩端向中間逐段澆筑，均勻連續(xù)澆筑，施工時首先澆筑底板兩側(cè)混凝土，再澆筑底板中部混凝土，然后澆筑腹板混凝土，最后澆筑頂板混凝土。施工時兩側(cè)均勻?qū)ΨQ下料。澆筑底板時利用預留澆筑孔，下套串筒。澆筑腹板時利用內(nèi)模通風孔位置預留澆筑孔，用串筒與頂板預留孔連接，從而澆筑腹板混凝土，若預留孔與預應(yīng)力筋相碰，適當移動其距離，澆筑順序見下圖。

⑧混凝土養(yǎng)生。混凝土澆筑完后，表面應(yīng)立即覆蓋清潔的塑料膜，初凝后撤去塑料膜，用浸濕的粗麻布帶模包裹覆蓋，并在其上覆蓋塑料薄膜，經(jīng)常噴淋灑水或采用在混凝土表面噴霧降溫、濕潤空氣等養(yǎng)護措施，保證模板接縫處不至失水干燥。混凝土養(yǎng)護時間不應(yīng)少于14d。

⑨預應(yīng)力張拉及注漿。當混凝土強度和彈性模量均達到設(shè)計要求且齡期不少于7天時，進行張拉，張拉到設(shè)計值。張拉過程由張拉力和鋼絞線伸長值雙重控制，以油表讀數(shù)為主，以預應(yīng)力筋伸長值進行校核。預應(yīng)力應(yīng)采用兩端同步張拉。并左右對稱進行，最大不平衡束不應(yīng)超過1束，張拉順序嚴格按照圖紙要求進行。

管道真空壓漿必須在張拉完畢后兩天內(nèi)進行，按設(shè)計要求采用M50水泥漿，壓漿作業(yè)必須在環(huán)境溫度高于+5℃的條件下進行，否則應(yīng)采取保溫措施或采用冬季施工方法。鋼絞線切除前必須檢查有無滑絲、斷絲、失錨及其它異常情況，確認合格后才允許進行。采用無齒鋸切割，鋼絞線端部距錨具不少于2cm。

⑩支架拆除。預應(yīng)力張拉、注漿完成后，方可進行支架拆除。腳手架的拆除順序應(yīng)當由上而下進行，按層按步拆除。原則上先拆后搭設(shè)的腳手架，但剪刀撐、有效拉桿不準一次性拆除到底，要求拆除到那一層，剪刀撐和拉桿拆除到那一層。拆除支架的同時底模也可同步拆除。

4 結(jié)語

隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，高架現(xiàn)澆橋梁比例逐步擴大，施工場地條件受限，經(jīng)常會遇到受周邊建筑物、管線、高壓線等影響，無法采用普通施工手段施工的現(xiàn)象。采用超高壓線下現(xiàn)澆梁施工技術(shù)，及時的解決了現(xiàn)場生產(chǎn)中遇到的棘手問題，有效的保證了實施進度，確保了施工人員及設(shè)備的安全，避免了因超高壓線路的遷改周期長而造成工期延誤，同時極大地降低了施工成本，通過現(xiàn)場的成功運用，證明了其工藝的安全性、實用性以及可靠性。

【參考文獻】

【1】上海鐵路局.鐵路客運專線橋涵工程質(zhì)量檢查與控制[M]（第2版）.成都：西南交大出版社， 2015.

【2】謝鵬.特大橋連續(xù)梁現(xiàn)澆施工控制技術(shù)[J].山西建筑，2015， 35（14）：295-297.

【3】段鋒.市政工程現(xiàn)澆箱梁支架驗算及施工技術(shù)[J].人民交通出版社，2015，38（14） ： 183-184.endprint