鐵路橋墩沖刷新型防護工法

溫先劃

（南寧鐵路局工務處，工程師 廣西 南寧市 530000）

近年來西南地區高速鐵路快速發展。由于西南地區地形復雜、工程地質條件惡劣，地質災害頻發，鐵路建設具有顯著的高橋隧比特征［1-2］；加之西南地區雨水豐富，鐵路橋梁橋墩基礎難以避免地受到沖刷作用，進而影響其整體穩定性。傳統的橋墩沖刷防護措施主要包括加大基礎埋深、增設實體防沖刷等措施［3］。本文以新建貴陽到廣州高速鐵路（貴廣高鐵）紅躍2#雙線大橋為例，介紹一種新型橋墩沖刷防護工法，與傳統工法相比，該工法具有顯著獨特優勢［4］，可供類似工程參考。

2 工程概況

工程點位于貴廣高鐵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

該工點泥石流頻發，溝內及溝口塊石堆積嚴重。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，目前處于不穩定狀態，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，其承臺部分因邊坡變形破壞，目前裸露，如圖4所示。如沖刷加劇會導致邊坡進一步破壞，最終導致樁基裸露，存在安全隱患。2#墩沖刷情況目前相比而言較輕，承臺之下主要為微風化基巖，抗沖刷能力較強。

圖3 3#墩右岸邊坡破壞致承臺外露

現場調查表明橋墩上游沖溝內塊石堆積嚴重(如圖4所示）。在豐水期，水流夾帶該處塊石可能對下游的邊坡和樁基進行撞擊，存在安全隱患，應采取防護措施。

圖4 橋墩上游溝內塊石堆積嚴重

2 橋墩沖刷防護設計

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

圖5 橋墩防護設計平面示意圖

圖6 橋墩防護設計剖面示意圖

具體工作如下：

1）2#墩沖刷作用相對較輕，并且基底為微風化硬巖，暫時可不做防護。

2）3#墩邊坡沖刷嚴重，采用鋼制自由框沿著邊坡進行實體防護，框底位于微風化基巖之上。自由框高8 m，墻背采用塊石回填，墻頂布設二層格賓，對邊坡上部進行防護，自由框底部布設一層格賓對河道進行沖刷防護。

3）為避免大塊石對自由框墻體沖擊，在橋墩上游位置布設一道高3.0 m的鋼制梳子壩，有效地對大塊石進行攔截。

經測算，橋墩沖刷防護主要工程量見表1。

表1 橋墩防護設計主要工程量

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：測量放線、初挖基礎、基礎平整、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：條形基礎定位放線→開挖基坑→澆筑混凝土→預埋地腳錨桿→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 格賓系統施工相對簡單，格賓拼裝和鋪設組合→向格賓內填充石料→格賓封蓋。工程完工照片如圖9所示。

圖9 橋墩防護工程完工照片

4 結束語

基于水石分離防護理念，采用鋼制梳子壩、鋼制自由框和格賓新型工法對貴廣高速鐵路紅躍2#雙線大橋橋墩進行防護。該新型工法與傳統工法相比具有：快速施工、節能省材、透水性強、適應不均勻變形等優點。該防護設計及工法可為類似工程提供參考，具有一定的借鑒意義。

［1］游勵暉,陳思孝.西南山區鐵路橋梁設計的幾點思考［J］.高速鐵路技術,2015,5(6)：78-82.

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

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

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