穿朔黄铁路框架桥顶进防护工程施工

穿朔黄铁路框架桥顶进防护工程施工
李进亮
摘要：南水北调中线京石段应急供水工程S14标穿朔黄框架桥工程包括滑板、后背墙工程，框架桥工程，线路加固工程。其中线路加固工程包括人工挖孔桩及轨道加固。该文介绍了挖孔桩的施工方法，分析了挖孔桩施工中各个工序的控制要点和具体措施。
关键词：框架桥；挖孔桩；施工方法。
1 工程概况
朔黄铁路框架桥工程包括滑板、后背墙工程，框架桥工程，线路加固工程。其中线路加固工程包括人工挖孔桩及轨道加固。本桥地形平坦开阔，铁路路基四周施作46根φ1250mm间隔@3000mm人工挖孔桩加固防护。
2 防护施工工序时间安排
防护施工包括挖孔桩、线路加固、拆除影响的接触网、顶进和注浆加固项目。其中挖孔桩根据其工程量情况采取人工挖孔的方法施工。
3 铁路路基防护施工
3.1、铁路路基防护设计说明
在铁路路基的两侧设计有抗推桩，抗推桩采用φ1250mm@3000mm，桩深16.0m，采用人工跳桩挖孔施工。挖孔桩成孔采用C20早强钢筋混凝土护壁，每节长度1m，厚100～150mm，上下节护壁钢筋搭接，桩身混凝土采用C20。设计桩身直径为1250mm。
3.2、人工挖孔桩施工方法
人工挖孔桩桩芯混凝土采用直升导管法灌注混凝土，其主要工序为：桩位放样→挖孔→下钢筋笼→灌注混凝土等。
3.2.1放线定位
按设计图纸放线、定桩位，从桩位中心位置向四周引测桩心控制点。
3.2.2挖孔
挖孔前，在孔口处锁口环设置四个桩心控制点，并牢固标定，以便随时检查挖孔垂直度和孔深，护壁支模时吊线锤校定，然后校正。
3.2.3出土
挖出的土碴装入泥桶，用人工摇动辘轳提升架运至孔外，再用吊车运出坑外。
3.2.4支设护壁板
采用钢模沿井壁一周立模，留出护壁混凝土厚度，并以钢管顶撑。
3.2.5灌注护壁混凝土
护壁混凝土进行捣实，起到护壁与防水双重作用，上下护壁间搭接50mm。当天挖的桩孔浇注完护壁混凝土，桩护壁上段钢筋每隔一根伸入下段护壁内，伸入长度不小于设计要求。护壁混凝土掺早强剂，以缩短脱模时间。
3.2.6拆除模板循环施工
当护壁混凝土达到设计强度50%后便可拆模板，然后继续支撑灌注下节护壁混凝土。每孔内采用两套模板循环，直到挖到设计要求的深度。
3.2.7终孔验收
挖孔到达设计深度后，清除残渣，抽干积水，自检验收，然后通知监理工程师进行终孔验收，验收后立即浇注封底混凝土封底，用C20混凝土进行封底，封底厚度为200mm。
3.2.8钢筋笼吊装
桩身钢筋笼在现场制作成型，预留好压底梁的预埋钢筋，用吊车四点起吊，空中转体吊直后一次吊装入孔。钢筋笼采用吊机吊装就位，钢筋笼加工时，在钢筋外圈设置足够数量的保护层垫块，确保混凝土保护层。钢筋骨架的顶面与底面标高符合设计要求，误差不大于±50mm。
3.2.9混凝土灌注
浇筑封底混凝土后，尽快浇灌桩身混凝土，如果因现场条件或其他条件限制时，后期在浇灌桩身前先抽清孔内积水，清理封底表面混凝土层，然后进行浇灌桩身混凝土。封底混凝土或桩身混凝土浇灌时采用串筒，出料口离浇筑面控制在2.0米之内，分层振捣，混凝土边灌注边振捣密实，采用加长插入式振捣器和人工插实相结合的方法，混凝土连续浇筑，一次性连续完成。
3.3、人工挖孔桩的安全技术措施
3.3.1孔口围护措施
孔口四周必须浇筑混凝土护圈，并在护圈上设置围栏围护，应高出地面 0.8m，孔内作业时，孔口上面有人监护。挖出的土方及时运离孔口，不堆放在孔口四周1m范围内，混凝土围圈上不放置工具和站人。孔内作业人员头戴安全帽身系安全带，特殊情况下戴上防毒防尘面具。利用吊桶运土时，采取相应的防范措施，以防落物伤人，电动葫芦运土检验其安全起吊能力后方可投入运行。施工中随时检查垂直运输设备的完好情况和孔壁情况。
3.3.2孔中防毒措施
地下特殊地层中往往含有CO、SO2、H2S或其它有毒气体，故每次下孔前，对桩孔内气体进行抽样检测（可用快速检测管），发现有害气体含量超过允许值时，将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度的卫生标准，并采用足够的安全卫生防范措施，如设置专门设备向孔内通风换气（通风量不少于25L/S）等措施，以防止急性中毒事故的发生。人工挖孔作业一旦发生人员中毒、窒息等事故，在现场按应急措施规范要求实施抢救，根据情况及时送医院进一步抢救治疗，并报当地建设行政主管部门和劳动、卫生部门，以便采取相应措施。
3.3.3防触电措施
施工现场的一切电源、电路的安装和拆除由持证电工操作。用电设备严格接地或接零保护且安装漏电保护器，各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆架空2.0m以上，严禁拖地相埋压土中，孔内电缆、电线采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔内照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。孔中操作工手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。
3.3.4防止孔壁坍塌措施
在熟悉地质条件的基础上，开挖桩孔时原则上设置混凝土护壁或钢护筒护壁。混凝土护壁每节高1m，厚约0.1m，可加配适量钢筋，混凝土强度等级不低于C20。一般每天挖1m深立即支模浇筑快硬混凝土，第二天继续施工。
人工挖孔桩开挖程序，采用间隔挖孔方法，以减少水的渗透和防止土体滑移，防止在挖土或冲抓土成孔过程中因邻桩混凝土未初凝而发生窜孔现象。单桩挖孔应先中间后周边，并按设计桩径加2倍护壁厚度控制截面。
3.3.5防止孔壁涌水措施
当相距10m以内的邻桩正在浇灌混凝土或桩孔积水很深时，考虑对正在挖孔桩的危险影响，一般暂停施工，人不准下孔。随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况及时采取处理措施。采用潜水泵抽水时，基本上抽干孔中积水后，作业人员才能下至孔中进行挖土。地下水丰富时，可将中间部位桩孔提前开挖，汇集附近的地下水，用1～2台潜水泵将水抽出，起到深井降水作用。孔内设置应急软爬梯，供人员上下孔洞使用的电动葫芦、吊笼等安全可靠并配有防坠落装置，不使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸级上下。上、下孔洞设有可靠的联络设备和明确的联络信号。孔内作业人员勤轮换，连续作业时间不超过2小时，以防止疲劳引发安全事故。
3.3.6混凝土灌注施工：
（1）检查成孔质量合格后应尽快灌注混凝土。在灌注混凝土前，应进行清孔工作，要求孔壁、孔底必须清理干净，孔壁无松动。
（2）当有地下水而渗水量不大时，则抽除孔内积水后，用串筒法灌注混凝土，串筒末端离孔底高度不大于2m，混凝土采用插入式振捣器振实。如果渗水量过大，积水过多不便排干，则用导管法水下灌注混凝土。
（3）混凝土的粗骨料可选用碎石，其最大粒径不大于50mm，并不大大于主筋净距的1/3。
（4）坚持按配合比投料，混凝土坍落度不宜过大，以14-18cm为宜，每50cm为一层及时振捣，混凝土灌注要保持连续。坍落度损失大于5cm/h时，要调整配比。
（5）混凝土拌合料质量控制，每盘混凝土的拌和时间不少于90秒，开始搅拌时做一次坍落度检测，调整好流动性，且具有较好的粘聚性，灌注时作坍落度损失的观察，以指导混凝土配合比的调整，拌好的混凝土应立即使用，有离析现象时保证不灌入桩孔。
（6）注意桩头混凝土的标高，适当超出设计标高，以保证在凿除浮浆层后，桩头进入冠梁内50～100mm。
（7）桩身混凝土留有试件，试件的制作客观真实。
4 结语
线路加固是框架桥顶进工程的必要条件，人工挖孔桩与轨道加固是构成线路加固工程的主要组成部分。人工挖孔桩在框架桥顶进过程起支撑和抗推的作用，从而保证顶进期间铁路运营的正常运行。
参考文献：
1、河北省水利水电勘测设计研究院招标代理中心，《南水北调中线京石段应急供水工程渠道项目S14标段施工招标文件》，2006年7月，P180～P182。
2、南水北调中线京石段应急供水工程渠道项目(S14)标段施工图纸。
3、TBl0203-2002,《铁路桥涵施工规范》；
4、TBl0415-98,《铁路桥涵工程质量检验评定标准》；
5、Q/BT6 0021.1～0030.4-1999,《铁路桥梁大修工程作业标准》；
6、《铁路桥隧建筑物大修维修规则》[1999]146号部令。