緊鄰鐵路框架橋接長人工挖孔防護樁施工技術

謝 松（中鐵二十四局集團上海鐵建工程有限公司，上海 200071）

隨著一些新建高鐵線路接入老城區站，因受高鐵線路線性對規劃影響，出現了很多普速鐵路改線撥移給新建高鐵線路留足建設空間。在老線撥移的同時，難免出現一些框架中橋或箱涵接長的情況，在接長的過程中，根據框架橋或箱涵的結構特點，施工中出現拆除既有框架橋翼墻等結構物，在拆除過程中如何選擇防護結構形式以及施工方法等問題，是需要進行綜合考量的[1]。在距離軌道線路極近、鐵路供電接觸網側下方凈空受限，確保既有鐵路不停運施工的情況下，期間如何做到線路與施工相對安全也是需要解決的問題，也帶來了不小的技術難題。通過本工程實際案例，優化防護結構、施工順序、施工方法和安全防護措施，從而有效的解決前面闡述的一系列問題。

1 工程概況

因連鎮鐵路接入鎮江站需要對既有京滬鐵路進行改線，故其中在跨越鎮江市黃山北路（京滬鐵路 K 1215＋371.92）處對既有框架中橋左側對孔接長，對孔接長的長度為 5.3 m。為了確?？蚣芑娱_挖減少對既有路基的影響，確保營業線的營運安全，本次采用人工挖孔樁對既有鐵路路基進行防護，線路中心至基坑的最近距離為 3.75 m。

根據設計圖紙在接長框架兩側各設置 7 根樁徑 1.5 m，樁長 15 m 的人工挖孔樁，樁間距為 1.8 m（護壁厚 15 cm），按“L0”布置。樁身主筋采用直徑為 25 mm 的螺紋鋼，共20 根，定位筋采用直徑為 20 mm 的圓鋼，間距為 2.0 m，螺旋筋采用直徑為 10 mm 的圓鋼，樁身上部 4.6 m 范圍內加密，間距為 10 cm，其余部分間距為 20 cm，鋼筋保護層為 7 cm。護壁鋼筋豎向主筋采用 16 根直徑為 12 mm 的圓鋼，共 2 排；橫向鋼筋采用 2 排直徑為 12 mm 的圓鋼，間距為 15 cm；每次掘井的深度控制在 0.5～1.0 m 范圍內，具體數值根據實際土質情況可在改范圍內進行調整。上下兩個節段采用 60 cm×60 cm×8 cm 的聯接板進行焊接固定，共 8 塊，均勻分布。在樁身底部設置擴大樁頭，樁頭高1.2 m，底部寬度 2.4 m。挖孔樁平面布置圖如圖 1 所示，剖面圖如圖 2 所示。

圖1 挖孔樁平面布置圖（單位：mm）

圖2 新建框架接長剖面圖

考慮到人工挖孔樁的位置在既有路堤范圍內，因此從原地面至既有路肩的土質情況應該為化學改良土，計算時按粘性土考慮。因此，從路肩至人工挖孔樁樁底的土質情況如表 1 所示。

表1 路肩至人工挖孔樁樁底的土質情況表

地下水主要類型為第四系空隙潛水、基巖裂隙水，計算時不考慮其影響。

根據土質情況，挖孔樁在挖至第四層時，應密切注意土層變化，減少進尺。

2 工程重難點

本工程人工挖孔防護樁有如下施工關鍵點，作為施工技術管理的重點。

（1）人工挖孔樁的開挖順序、開挖速度及開挖深度是確保工程施工過程中進度及安全控制的關鍵點。

（2）人工挖孔樁的護壁支護方式及護壁養護的施工是施工過程中質量和安全管理的關鍵點。

（3）人工挖孔樁的施工防護及線路監測是確保施工過程中安全管理的關鍵點。

（4）本工程的地質條件極為復雜，施工難度表現在淤泥層厚度較厚，且存在流塑狀淤泥，穩定性差。

3 施工工藝流程

3.1 總體施工方案

京滬鐵路跨黃山北路既有框架中橋接長前，鑿出既有的框架的翼墻及其基礎，并對既有的路基邊坡進行開挖，接長框架兩側各施工 7 根人工挖孔樁，樁間距 1.8 m （護壁厚15 cm），按 “L” 布置。開挖順序按照“隔一挖一”的方式進行，先施工靠近線路的中間 2 根樁，再施工遠線路的，最后施工離線路最近的樁，下挖深度按照每 50～100 cm 進尺設置護壁。

3.2 施工工藝流程

清理既有構筑物，穩固道砟→埋設沉降位移觀測點→平整施工平臺→放線定樁位及高程→施工鎖口→樁體開挖（第一節 1.0 m）→支護壁模板、放護壁鋼筋→澆筑護壁混凝土→架設垂直運輸架→安裝卷揚機→安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵、通風機等→開挖吊運樁孔土方（第二節 1.0 m）→先拆第一節模板、支第二節護壁模板（放護壁鋼筋）→澆筑護壁混凝土（第二節 1.0 m）→逐層往下常規循環作業→開挖樁孔土方至淤泥層（淤泥層 0.3 m）→支模板、澆筑混凝土→開挖擴底部分→檢查驗收→混凝土封底 0.5 m→吊放鋼筋籠→放混凝土溜筒→澆筑樁身混凝土。

3.2.1 樁孔開挖

開挖順序采用隔一挖一法，以南京方向框架側挖孔樁為例，共 7 根挖孔樁，考慮開挖對既有線影響及風險降到最小，分四批次進行開挖，第一批次先開挖序號為 “1” 的 2根樁，再次開挖序號為 “2” 的 3 根樁，依次開挖 “3” 的1 根樁，最后開挖序號為 “4” 的 1 根樁。挖孔樁開挖順序圖見圖 3 。護壁的粘結，防止孔壁坍塌、涌水，也為了砼入模方便，護壁方式可采用喇叭錯臺狀護壁[3]。

圖3 挖孔樁開挖順序圖

3.2.3 鋼筋籠吊裝和就位

挖孔樁成孔后，需下放鋼筋籠，鋼筋籠提前在加工廠進行制作，采用挖機吊裝并分節放入孔內長度按不超過 3.0 m 控制，人工入孔再進行焊接，并及時進行孔內通風循環。焊接完成后，檢查長度、位置、間距，合格后進行下一道工序。

3.2.4 混凝土灌注

澆筑混凝土采用泵送，孔口提前懸掛好串筒。從高處直接傾卸時,其自由傾落高度 ≤2.0 m 以不發生離析為度?；炷撩繚仓?2.0 m 高度，利用加長的振搗棒進行振搗密實，提高樁體剛度。

開挖方法采用從上到下逐層用鎬、鍬進行開挖，遇堅硬土或大塊孤石采用錘、釬破碎，挖土順序為先挖中間后挖周邊，按設計樁徑加 30 cm 控制截面大小?？變韧诔龅耐裂b入吊桶，采用自制提升設備將渣土垂直運輸到地面，堆積到指定地點，防止污染環境。注意挖孔過程中，不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加樁的摩擦力。

3.2.2 護壁施工

護壁采用鋼模板現澆混凝土護壁，混凝土強度標號為C 35。第一節混凝土護壁徑向厚度為 15 cm，宜高出地面30 cm，使其成為樁口圍護，以阻止雜物影響開挖作業人員施工安全，并且便于擋水和穩定既有道床，每節開挖深度視地下水及土質情況確定，常規每節護壁為 1.0 m，即立模灌注混凝土護壁。護壁平均厚度 15 cm。

每挖完一節，必須盡快完成護壁鋼筋混凝土施工（護壁厚度 0.15 m，強度為 C35 混凝土），并保證護壁鋼筋數量、規格并注意在每挖進面處預留搭接長度，保證同一截面內接頭數量≤50%，同時按圖紙位置要求預埋聯結鋼板，待現澆完成兩節后，開挖第三節前，立即將上下兩塊聯結鋼板進行焊接牢固，使其成整體，待本節護壁混凝土強度達到2.5 MPa 后（養護時間按≥24 h），方可開挖下一節[2]。

開挖至淤泥層（流速狀）時，控制開挖速度，按每0.3 m一節施工，降低混凝土塌落度，保持在 160 m～170 mm。模板采用成品鋼模板。為了進一步提高柱身砼與

4 結 語

京滬改線跨黃山北路框架中橋接長人工挖孔防護樁施工的順利完成，為以后類似工程的施工積累了經驗，現將施工中的技術要點總結如下。

（1）施工前對現場所有施工作業人員進行營業線施工知識培訓，施工前組織設備管理單位進行施工交底，主要做到以下幾點：①對混凝土泵車、裝卸汽車的司機進行崗前培訓，防止撞壞、壓斷鐵路設施；②人工運輸鋼筋籠要控制長度，不得入侵鐵路界限；③機械吊裝與拆卸鋼筋籠、模板的施工安排在列車運行間隔時間，并在設備管理單位的監護下進行。

（2）施工前準備，做好沉降位移觀測點的設置，記錄好原始值，與在施工中、施工后的監測值形成對比，及時反映線路變形情況。施工期間每日安排安全員對現場的工、料、機進行檢查，確保工完料清，防止施工中遺留的塑料袋、編織袋等吹落到線路上。

（3）在開挖施工前、施工中，應注意觀測樁體的狀態，在施工防護樁前應對現有的鐵路軌面標高，及路肩標高做好原始數據的紀錄，施工過程中應加強觀測頻率，計錄數據，如發現路肩、軌面標高變化值達到或超過警戒值時，應立即停止施工，必要時，采取補救措施，保證鐵路安全，

（4）監測京滬鐵路線路路基沉降和位移，監測點設在既有路肩上，每 5.0 m 設置一個觀測點；人工挖孔樁加密至每 2.0 m設置一個觀測點。（在臨近接觸網立柱基礎上增設觀測點）。挖孔樁施工期間監測頻率為 1 次/2 h，做好記錄比對，一旦發現異常情況立即停工并匯報，及時采取相應措施防止現場施工影響既有線路運營安全。

（5）因工作面狹小，挖孔樁開挖前，提前施工完所有的挖孔樁鎖口，平整好場地，為后期施工做好便利條件。施工時，樁基礎按跳躍施工，施工完一根后，間隔一根施工下一根樁，以保證土層穩定。棄渣應及時運走，不得堆在孔口周圍或污染道床，孔內作業時孔口必須有專人看守。

（6）挖孔至淤泥層時，可先采用順著護壁往淤泥層插打一圈直徑為 25 mm 的鋼筋的方法提前干預淤泥層，形成一圈圍護，間距及長度視淤泥狀態和層厚而定，通過淤泥層的護壁需要進行鋼筋加密處理，進而加強護壁的剛度[4]。

（7）鋼筋籠制作及安裝的方法視與線路接觸網及回流線的距離選擇制作長度，采用 3 m 加工廠之后好之后挖機進行下放孔內人工對接，及時安裝并澆筑混凝土，盡可能的縮短成孔留置時間。在安裝鋼筋籠及澆筑混凝土時，必須安排駐站聯絡員，“一人一機”進行防護，來車時，提前停止作業[5]。

（8）為了確保路基的穩定，挖孔樁施工期間對京滬上、下行線進行限速，并進行上道檢查軌道幾何尺寸變化情況。