鐵路橋墩沖刷新型防護(hù)工法

溫先劃

（南寧鐵路局工務(wù)處，工程師 廣西 南寧市 530000）

近年來(lái)西南地區(qū)高速鐵路快速發(fā)展。由于西南地區(qū)地形復(fù)雜、工程地質(zhì)條件惡劣，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，鐵路建設(shè)具有顯著的高橋隧比特征［1-2］；加之西南地區(qū)雨水豐富，鐵路橋梁橋墩基礎(chǔ)難以避免地受到?jīng)_刷作用，進(jìn)而影響其整體穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的橋墩沖刷防護(hù)措施主要包括加大基礎(chǔ)埋深、增設(shè)實(shí)體防沖刷等措施［3］。本文以新建貴陽(yáng)到廣州高速鐵路（貴廣高鐵）紅躍2#雙線大橋?yàn)槔榻B一種新型橋墩沖刷防護(hù)工法，與傳統(tǒng)工法相比，該工法具有顯著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)［4］，可供類似工程參考。

2 工程概況

工程點(diǎn)位于貴廣高鐵k 358+832紅躍2#雙線大橋。橋位處為泥石流沖溝，其中橋梁3#墩位于沖溝右岸岸坡，2#墩位于泥石流溝中央，如圖1所示。

圖1 紅躍2#雙線大橋2#墩、3#墩及溝口外貌

該工點(diǎn)泥石流頻發(fā)，溝內(nèi)及溝口塊石堆積嚴(yán)重。沖溝右岸邊坡坡腳受沖刷及掏空作用影響，不斷垮落，邊坡上原路面拉裂明顯，目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，如圖2所示。

圖2 沖溝右岸邊坡路面拉裂

修建于沖溝右岸邊坡的3#橋墩，其承臺(tái)部分因邊坡變形破壞，目前裸露，如圖4所示。如沖刷加劇會(huì)導(dǎo)致邊坡進(jìn)一步破壞，最終導(dǎo)致樁基裸露，存在安全隱患。2#墩沖刷情況目前相比而言較輕，承臺(tái)之下主要為微風(fēng)化基巖，抗沖刷能力較強(qiáng)。

圖3 3#墩右岸邊坡破壞致承臺(tái)外露

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明橋墩上游沖溝內(nèi)塊石堆積嚴(yán)重(如圖4所示）。在豐水期，水流夾帶該處塊石可能對(duì)下游的邊坡和樁基進(jìn)行撞擊，存在安全隱患，應(yīng)采取防護(hù)措施。

圖4 橋墩上游溝內(nèi)塊石堆積嚴(yán)重

2 橋墩沖刷防護(hù)設(shè)計(jì)

為滿足該工點(diǎn)快速施工及擋墻工程強(qiáng)透水性要求，采用新型工法鋼制自由框+鋼制梳子壩+格賓系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)（見圖5、圖6所示）。

圖5 橋墩防護(hù)設(shè)計(jì)平面示意圖

圖6 橋墩防護(hù)設(shè)計(jì)剖面示意圖

具體工作如下：

1）2#墩沖刷作用相對(duì)較輕，并且基底為微風(fēng)化硬巖，暫時(shí)可不做防護(hù)。

2）3#墩邊坡沖刷嚴(yán)重，采用鋼制自由框沿著邊坡進(jìn)行實(shí)體防護(hù)，框底位于微風(fēng)化基巖之上。自由框高8 m，墻背采用塊石回填，墻頂布設(shè)二層格賓，對(duì)邊坡上部進(jìn)行防護(hù)，自由框底部布設(shè)一層格賓對(duì)河道進(jìn)行沖刷防護(hù)。

3）為避免大塊石對(duì)自由框墻體沖擊，在橋墩上游位置布設(shè)一道高3.0 m的鋼制梳子壩，有效地對(duì)大塊石進(jìn)行攔截。

經(jīng)測(cè)算，橋墩沖刷防護(hù)主要工程量見表1。

表1 橋墩防護(hù)設(shè)計(jì)主要工程量

3 施工工藝流程

該新型工法主要包括鋼制自由框、鋼制梳子壩及格賓系統(tǒng)施工，具體流程如下：

3.1 鋼制自由框 鋼框擋墻邊坡支擋方法的施工工藝流程包括：測(cè)量放線、初挖基礎(chǔ)、基礎(chǔ)平整、鋼材組裝、填裝礫石、墻頂組裝、墻背回填。施工流程如圖7所示。

圖7 鋼框擋墻施工工藝流程圖

3.2 鋼制梳子壩 鋼制梳子壩施工工藝流程：條形基礎(chǔ)定位放線→開挖基坑→澆筑混凝土→預(yù)埋地腳錨桿→組裝固定鋼制梳子壩。鋼制梳子壩完工示意見圖8。

圖8 鋼制梳子壩完工示意圖

3.3 格賓系統(tǒng) 格賓系統(tǒng)施工相對(duì)簡(jiǎn)單，格賓拼裝和鋪設(shè)組合→向格賓內(nèi)填充石料→格賓封蓋。工程完工照片如圖9所示。

圖9 橋墩防護(hù)工程完工照片

4 結(jié)束語(yǔ)

基于水石分離防護(hù)理念，采用鋼制梳子壩、鋼制自由框和格賓新型工法對(duì)貴廣高速鐵路紅躍2#雙線大橋橋墩進(jìn)行防護(hù)。該新型工法與傳統(tǒng)工法相比具有：快速施工、節(jié)能省材、透水性強(qiáng)、適應(yīng)不均勻變形等優(yōu)點(diǎn)。該防護(hù)設(shè)計(jì)及工法可為類似工程提供參考，具有一定的借鑒意義。

［1］游勵(lì)暉,陳思孝.西南山區(qū)鐵路橋梁設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考［J］.高速鐵路技術(shù),2015,5(6)：78-82.

［2］卿三惠.西南鐵路工程地質(zhì)特征及成就［J］.鐵道工程學(xué)報(bào),2005,12(增刊)：123-139.

［3］房世龍,陳 紅,王 崗.橋墩局部沖刷防護(hù)工程特性研究綜述［J］.水利水電科技進(jìn)展,2007,27(4)：84-89.

［4］康波,熊探宇,李秉展.鋼框擋墻在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急治理中的應(yīng)用［J］.路基工程,2016,第五期5(總第188期)：138-141.