摘#8195;要 文章主要論述了向莆鐵路三江鎮(zhèn)特大橋施工過程中遇到的問題，并提出相對(duì)應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞 向莆鐵路；三江鎮(zhèn)特大橋；施工；問題；對(duì)策

中圖分類號(hào) TU 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)031-0130-02

1 工程概況

向莆鐵路三江鎮(zhèn)特大橋位于江西省南昌縣三江鎮(zhèn)境內(nèi)，設(shè)計(jì)為雙線橋，全長(zhǎng)2#8198;537 m，包括連續(xù)梁2聯(lián)，簡(jiǎn)支“T”梁70孔。二聯(lián)連續(xù)梁主跨分別為80 m、40 m；簡(jiǎn)支梁跨度有32.0 m、24.0 m兩種。本橋起點(diǎn)位于京九線原三江鎮(zhèn)車站右側(cè)，向莆田方向延伸，于K1492+260（京九線里程）處跨越京九線，到“一干渠”渠邊高坡止。

三江鎮(zhèn)特大橋與京九鐵路相交，交角為26°，跨越京九線為（48+80+48）m連續(xù)梁的主跨。本聯(lián)連續(xù)梁相關(guān)橋墩編號(hào)為48號(hào)、49號(hào)、50號(hào)和51號(hào)。其中50號(hào)墩位于京九線左側(cè)路基坡腳，49號(hào)墩位于京九線右側(cè)邊坡及路肩上，其平面見圖1。49號(hào)墩設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)41.5 m，樁徑Φ1.5 m，承臺(tái)大小9.5×13.0 m（厚度4.0 m），樁頂標(biāo)高19.55 m（其中埋入承臺(tái)0.1 m）。

三江鎮(zhèn)特大橋橋址屬?zèng)_積平原地貌，地形平坦，多為水田及水塘。地質(zhì)構(gòu)造上覆蓋淤泥質(zhì)黏土、細(xì)砂土，后10 m~20 m下伏（碳質(zhì)）頁巖、角礫灰?guī)r和灰?guī)r等。巖性軟硬不均，上部頁巖夾角礫灰?guī)r等軟弱風(fēng)化嚴(yán)重，厚約20 m~28 m，地下巖溶發(fā)育，巖溶水豐富。設(shè)計(jì)提示部分橋墩基礎(chǔ)施工會(huì)有很大困難，需進(jìn)行相關(guān)研究后慎重施工。

2 三江鎮(zhèn)特大橋49號(hào)墩施工過程中遇到的問題與對(duì)策措施

2.1 基礎(chǔ)下既有線箱形涵的處理

49號(hào)墩地處一村民豬圈后面，圈旁邊為一水塘，二者沿京九線（右向曲線）路基坡腳排列，從鐵路坡腳再向前（深圳方向）為水田。因現(xiàn)場(chǎng)條件困難，交通不便，當(dāng)初設(shè)計(jì)單位未對(duì)本墩位進(jìn)行逐樁地質(zhì)鉆探。49號(hào)墩開工時(shí)，砍除鐵路邊坡上的樹枝、灌木后發(fā)現(xiàn)墩位處京九線下有一座孔徑為“1 m~2.0 m”箱形排洪涵（京九線K1492+205涵）。（見圖1）

圖1 49號(hào)墩與線路、涵洞關(guān)系示意圖

針對(duì)這種特殊情況建設(shè)單位組織設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位共同研究方案。因49號(hào)墩為跨京九線的連續(xù)梁主跨墩，且其他橋墩早已開工，完成了相當(dāng)?shù)墓ぷ髁浚虼送ㄟ^調(diào)整橋跨結(jié)構(gòu)將本墩移位的方案被否定。那么只有對(duì)箱涵進(jìn)行技術(shù)處理。

首先，考慮涵洞功能存廢問題。因?yàn)?9#墩正壓在涵頂上方，大家一致認(rèn)為49#墩施工及完成后，必定破壞涵洞，影響其使用。其次，考慮在廢除本涵的條件下，橋墩基礎(chǔ)施工時(shí)如何保證京九線的運(yùn)輸安全。

經(jīng)過調(diào)查，本涵為排洪涵，沿京九線右側(cè)坡腳向大里程方向增設(shè)一條通往朱山河的排洪渠可以替代本涵的功能。調(diào)查箱涵的構(gòu)造后知：基礎(chǔ)、邊墻為漿砌片石，邊墻頂部0.4 m為素砼支口，蓋板為鋼筋砼結(jié)構(gòu)。

涵洞的處理原則：一是要保證京九線不因涵洞的破壞而發(fā)生沉降或塌陷；二是要保證49#墩基樁成孔順利。大家認(rèn)為將墩下涵洞過水空間及入口填筑密實(shí)，達(dá)到與涵身相近的強(qiáng)度即可。填筑體既可以在基樁鉆孔時(shí)成為孔壁，又可以在涵身被破壞后承受荷載。其中，最為關(guān)鍵是要保證密實(shí)，且強(qiáng)度足夠，減小線路發(fā)生沉降的可能性。

最終確定方案：采用M10漿砌片石對(duì)箱涵過水空間進(jìn)行砌石填充，待砌體達(dá)一定強(qiáng)度后對(duì)空間頂部（箱涵蓋板以下0.5 m~1.0 m范圍）不易砌實(shí)的部分進(jìn)行注漿。事后在樁基施工中，對(duì)京九線檢查時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)涵洞部位有異常的沉降情況發(fā)生，證明上述方案是合理的。

2.2 鉆進(jìn)中的塌孔、沉陷及線路溜坍處理

按照施工組織安排，49號(hào)墩于2009年2月開工。全墩范圍12根樁，共布設(shè)2臺(tái)沖擊鉆機(jī)同時(shí)開鉆。本著先易后難的原則，先開孔號(hào)選在2#和12#。二樁既相對(duì)遠(yuǎn)離既有線，又相互間隔一定距離，便于安設(shè)施工設(shè)備。在鉆進(jìn)過程中，兩個(gè)鉆孔均常出現(xiàn)漏漿、塌孔現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)按一般巖溶鉆孔處理方法進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

2009年3月31日17時(shí)30分，當(dāng)49-2#號(hào)孔鉆至孔深33.5 m時(shí)，突然鉆孔內(nèi)泥漿面急速下降，操作手趕緊提起鉆頭，然后孔壁發(fā)生坍塌，塌體砸向孔底殘存的泥漿里發(fā)出沉悶的聲響。接著鉆機(jī)周圍地面也出現(xiàn)大面積塌陷，操作手及時(shí)逃離陷區(qū)報(bào)告險(xiǎn)情。技術(shù)人員檢查發(fā)現(xiàn)，塌陷區(qū)直徑大約25 m，最深處大約3.5 m，2#孔位鉆機(jī)向前傾斜成約25度角，鉆機(jī)前部連橫梁一起陷入塌松的土里，鋼護(hù)筒沒入很深，不見蹤影。49-12#孔受牽連停工，地面也發(fā)生沉陷、傾斜，鋼護(hù)筒被擠扁。更危險(xiǎn)的是，京九線邊坡及路肩約20 m發(fā)生溜坍，開裂，K1492+205涵圬工檢查梯3處斷裂，裂縫寬達(dá)7 cm～8 cm，京九右線軌面發(fā)生下沉。施工負(fù)責(zé)人當(dāng)即按應(yīng)急預(yù)案處理：與運(yùn)輸部門聯(lián)系攔停列車，組織人員、設(shè)備進(jìn)行搶險(xiǎn)，并向上級(jí)匯報(bào)情況。搶險(xiǎn)措施：使用預(yù)備的砂包、片石、木樁用傳統(tǒng)的方法立樁、碼砌加固路基邊坡；坡腳陷坑采用粘土加礫石回填。經(jīng)過施工隊(duì)搶險(xiǎn)，線路設(shè)備管理單位檢測(cè)和觀察，同意京九線慢速放行列車。結(jié)果影響上行線行車53分鐘，構(gòu)成一般事故。

事后，各級(jí)管理者高度重視，組織分析原因。得出結(jié)論：①前期工程調(diào)查，特別是地質(zhì)調(diào)查不細(xì)；②巖溶地區(qū)臨近既有線鉆孔施工方案不盡完；③對(duì)既有線的安全重視程度還沒提到應(yīng)有的高度。針對(duì)上述原因制定并施行了一系列施工方案和安全措施。

2.3 設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

三江鎮(zhèn)特大橋49號(hào)墩距離京九右線非常近，基礎(chǔ)承臺(tái)邊緣距京九右線中心僅2.17 m，見圖2。且既有線路堤高度有4.0 m高，軌面距本墩基礎(chǔ)承臺(tái)底面高差達(dá)8.32 m，路肩一側(cè)開挖深度達(dá)7 m左右。設(shè)計(jì)防護(hù)措施采用1.5×1.5 m的鋼筋混凝土防護(hù)樁，樁間距為3.0 m，防護(hù)樁埋置深度≥承臺(tái)開挖底面以下8 m。筆者根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，本墩基礎(chǔ)承臺(tái)開挖時(shí)京九右線不僅是危險(xiǎn)，技術(shù)上很難保證京九線（甚至包括左線）的通行安全。事實(shí)上設(shè)計(jì)中的防護(hù)樁，經(jīng)過測(cè)設(shè)放樣已在京九右線的軌枕之下，根本沒有防護(hù)樁施工的空間。即使排除鐵路影響，在淤泥質(zhì)粘土、富水粘砂土條件下，防護(hù)樁挖至地面下10多米深也是不現(xiàn)實(shí)的。顯然，設(shè)計(jì)方案值得商榷。

為此，筆者建議本墩采取邦寬既有京九線路基，在49號(hào)墩周圍填土筑平臺(tái)，加高樁長(zhǎng)，抬高橋墩承臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高的辦法可以解決上述問題（如圖2）。土平臺(tái)既可以為抬高橋墩基礎(chǔ)承臺(tái)提供條件，減小自路肩向下的開挖深度；又可以保護(hù)鐵路路基。即使在鉆孔過程中遇溶洞發(fā)生塌孔，路基也只沉不溜，大幅減小對(duì)鐵路安全的威協(xié)；還可以為鉆孔作業(yè)提供良好的作業(yè)平臺(tái)。邦寬路基后在開挖深度僅有4 m～5 m的情況下，49號(hào)基礎(chǔ)承臺(tái)施工可取消鋼筋混凝土防護(hù)樁，改用L=24 m鋼便梁的防護(hù)方案。

同時(shí)建議：①京九線路基邦寬平臺(tái)需按鐵路路基標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，特別是與老路基的銜接必須除草挖根，推臺(tái)階夯實(shí)，以防邦寬體因滑動(dòng)趨勢(shì)而對(duì)基樁產(chǎn)生橫向附加應(yīng)力；②土筑平臺(tái)頂面標(biāo)高原則上在不影響既有京九線之路基面排水條件下盡量高一些，利于變更方案提高承臺(tái)標(biāo)高，減小基礎(chǔ)承臺(tái)施工時(shí)的開挖深度。建議以比既有路肩標(biāo)高低0.5 m為宜；③土筑平臺(tái)大小受鉆孔作業(yè)面控制，自橋墩基礎(chǔ)承臺(tái)外緣線加寬20 m~30 m。

即使鋼筋砼防護(hù)樁方案可行，從經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件分析，填筑土平臺(tái)加安設(shè)鋼便梁，明顯比在既有線下施做鋼筋砼防護(hù)樁節(jié)省成本。經(jīng)過分析比較，大家接受建議意見，最后變更抬高了基礎(chǔ)承臺(tái)標(biāo)高3.0 m，承臺(tái)頂面標(biāo)高最終設(shè)計(jì)為26.45 m（如圖2）。

圖2 49號(hào)墩土筑平臺(tái)示意圖

2.4 補(bǔ)充地質(zhì)勘查

要保證本墩基樁施工順利，必須詳細(xì)了解其地質(zhì)情況。我們?cè)谕林脚_(tái)完成后重新安排勘探設(shè)計(jì)單位對(duì)本墩進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)勘，按照逐樁鉆探實(shí)行。再考慮到本墩地質(zhì)巖溶發(fā)育，且上壓連續(xù)梁的荷載，決定補(bǔ)勘時(shí)加深鉆探至足夠的深度。

其中49-11#孔、49-8#孔分別鉆至孔深78.08 m和77.10 m。通過對(duì)地質(zhì)補(bǔ)勘資料分析可知，原設(shè)計(jì)（樁長(zhǎng)41.5 m）多根樁底以下還有較大溶腔。綜合計(jì)算后修改設(shè)計(jì)，本墩基樁加長(zhǎng)至樁長(zhǎng)66 m。

2.5 重新鉆孔時(shí)應(yīng)對(duì)巖溶的方法與措施

在仔細(xì)分析49-2#樁塌陷原因的基礎(chǔ)上，組織工人、技術(shù)人員和專家對(duì)本橋其他樁基鉆孔成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，最終形成針對(duì)49號(hào)墩樁基的詳細(xì)的施工方案及組織措施。

2.5.1 開鉆前的準(zhǔn)備工作

1）選擇重力式?jīng)_擊鉆機(jī)作為溶洞樁基的施工機(jī)械，為保證作業(yè)安全，并且鉆機(jī)不因塌孔、擴(kuò)孔、漏漿等因素而傾斜，鉆機(jī)縱橫支撐應(yīng)加長(zhǎng)，超出預(yù)計(jì)塌孔范圍。

2）開鉆前有關(guān)技術(shù)人員和操作手都要熟悉樁位的地質(zhì)情況及溶洞的大體位置、規(guī)模、發(fā)育狀況，對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問題掌握采取的措施和操作要領(lǐng)。

2.5.2 鉆孔過程常見問題處理方法

1）砂黏土（夾砂卵石）層的鉆孔處理。采用比鉆孔樁設(shè)計(jì)樁徑大20 cm的鋼護(hù)筒（壁厚12 mm），隨鉆孔漸次下至砂層，起支護(hù)作用，可避免因溶洞漏漿造成砂層溜坍。即使出現(xiàn)孔內(nèi)漏漿，水位下降，砂層也不會(huì)垮塌。具體的施工方法如下：①先埋設(shè)鋼護(hù)筒（壁厚12 mm），鉆孔時(shí)加大鉆頭直徑，鉆進(jìn)時(shí)注意控制泥漿濃度和鉆機(jī)進(jìn)尺；②根據(jù)施工進(jìn)尺的速度，適時(shí)提起鉆頭，接長(zhǎng)鋼護(hù)筒，接頭處焊接牢固，并用Φ20 mm鋼筋對(duì)接幫焊加固；③用一節(jié)短鋼軌（P60）作傳力梁，橫向放置在接長(zhǎng)后的鋼護(hù)筒頂部（注意居中），提起鉆頭，用鉆頭輕砸梁中點(diǎn)，并不斷改變承力梁方向，使護(hù)筒各方向受力均勻。沖砸時(shí)要控制好護(hù)筒中心位置，注意要及時(shí)調(diào)整，千萬不能偏孔，否則，砸下去后很難調(diào)整過來。要注意在施工中及時(shí)判斷砂層的深度，保證鋼護(hù)筒應(yīng)下至穿過砂層0.5 m以上。

2）溶隙、溶槽、小溶洞的處理：①溶洞發(fā)育輕微，洞內(nèi)有填充物，無裂隙發(fā)育，施工漏漿小。采用正常成孔方法施工，在鉆到砂石層時(shí)，加大泥漿比重，用膨潤(rùn)土護(hù)壁，當(dāng)有漏漿時(shí)，在此處加填片石、黃泥包擠塞溶洞；②對(duì)于封閉的比較小的溶洞，采取注漿措施，提供成孔條件穿過溶洞。若洞內(nèi)無填充物或填充物不滿，則采取先填充碎石或干砂，然后注漿；若充填物呈松散或軟塑狀態(tài)時(shí)，直接沖孔，但需加強(qiáng)泥漿護(hù)壁；③溶洞內(nèi)無填充物或填充物較少需向洞內(nèi)填充砂子的，選擇一個(gè)合適的孔位，放入并固定鋼套管，將注砂管與鋼套管相連接，在注漿前灌砂。根據(jù)成樁直徑、圍護(hù)體積的最小直徑及堆積體成形規(guī)律，計(jì)算填砂量。用壓風(fēng)機(jī)將干砂壓入，為防止洞內(nèi)高壓阻止灌砂，利用其他孔作為減壓孔。待達(dá)到計(jì)算的填充體積，壓力穩(wěn)定時(shí)，即可停止；④對(duì)于一些溶溝、小裂隙等，沖孔時(shí)可采取投放片石、碎石夾粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護(hù)壁作用，保證泥漿不流失，使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。

3）大溶腔、串珠狀溶洞的施工方法：①技術(shù)人員及鉆機(jī)手充分掌握地質(zhì)情況，每個(gè)孔的地質(zhì)資料都發(fā)給相關(guān)人員，讓其充分了解溶洞的位置，大小，填充狀態(tài)等，做到鉆孔時(shí)心中有數(shù)；②各孔周圍準(zhǔn)備足夠的小片石和粘性土，粘土要做成泥球狀（Φ20~25cm）或餅狀，用薄膜包裹，防止干裂。在施工過程中配備一臺(tái)裝載機(jī)，其司機(jī)輪流值班，隨時(shí)待命。當(dāng)遇到溶洞漏漿時(shí)，迅速鏟起片石和粘土填孔，同時(shí)集中水泵往孔內(nèi)大量補(bǔ)水。同時(shí)吊車、導(dǎo)管、砼拌和站處于待命狀態(tài)，當(dāng)多次漏漿且回填粘土和片石無效時(shí)，采用灌注水下砼的方式填充溶洞；③預(yù)埋內(nèi)徑比樁徑大20 cm的鋼護(hù)筒，至砂卵石層頂面，防止鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)入粉細(xì)砂層塌孔；④采用直徑比護(hù)筒內(nèi)徑大5cm的沖擊鉆頭鉆進(jìn)至溶洞巖層頂面。為保證鉆進(jìn)中不塌孔，采用膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，泥漿濃度不低于

1.4 g/cm3；⑤用振動(dòng)錘振沖下沉鋼護(hù)筒（壁厚12 mm）至巖面；⑥內(nèi)、外護(hù)筒間空隙及內(nèi)護(hù)筒與溶洞底部間空隙的處理。在內(nèi)護(hù)筒頂部及底部100 cm范圍內(nèi)回填小碎石素水泥砼，內(nèi)護(hù)筒中部回填砂。目的是為增加溶洞底部（同時(shí)有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度和強(qiáng)度。并且增加內(nèi)、外護(hù)筒間的膠合力。如遇多層溶洞，則下多層內(nèi)鋼筒，處理措施同上；⑦當(dāng)鉆至離溶洞頂部附近時(shí)，采用“小沖程，快頻率”的方式進(jìn)行，逐漸將洞頂擊穿，防止卡鉆。一旦發(fā)現(xiàn)泥漿下降，應(yīng)迅速補(bǔ)水，然后根據(jù)溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石充分?jǐn)D入溶洞內(nèi)壁。待粘土和片石充分?jǐn)D入溶洞內(nèi)形成穩(wěn)定護(hù)壁，并漏漿現(xiàn)象全部消失后轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時(shí)要反復(fù)提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的。此時(shí)用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護(hù)管，用吊機(jī)（鉆機(jī)自吊）把內(nèi)護(hù)筒放入外護(hù)筒內(nèi)到孔底。到孔底后，內(nèi)護(hù)筒不會(huì)靠自重沉到溶洞底部，需要借助振動(dòng)錘振動(dòng)沖擊到位。

上述方法在三江鎮(zhèn)特大橋49號(hào)墩的應(yīng)用比較成功。重新開鉆后過程繁雜，多數(shù)孔號(hào)經(jīng)“鉆孔shy;shy;—回填shy;—重鉆—再回填”反復(fù)進(jìn)行，施工進(jìn)度緩慢，但按流程及預(yù)案實(shí)施，井然有序，未再出現(xiàn)大的塌陷。根據(jù)地質(zhì)資料確定49-2#、49-11#孔下了2層護(hù)筒，49-8#孔下了3層護(hù)筒，并相應(yīng)加大了鋼護(hù)筒的內(nèi)徑和壁厚。其中49-8#孔最大的采用了內(nèi)徑Φ2.1 m，壁厚δ=20 mm的鋼護(hù)筒。

2.6 鐵路安全的保證措施

鐵路安全是本墩施工的重中之重。49-9#樁邊緣距鐵路中心僅

3.66 m，在如此近距離的既有線旁使用重型設(shè)備施工，危險(xiǎn)程度是可想而知的。我們按照基樁施工流程，分別對(duì)鉆孔、吊安護(hù)筒和鋼筋籠、灌注水下砼采取了卡控措施。

1）鉆孔過程：鉆孔過程較長(zhǎng)，時(shí)間一長(zhǎng)，安全很容易疏忽。我們?cè)阢@機(jī)前橫承梁下加強(qiáng)支墊（用狀態(tài)良好的枕木），鉆機(jī)后臺(tái)加砂袋壓重，或設(shè)置地錨，還在鉆機(jī)頂端向鐵路外側(cè)拉2根纜風(fēng)繩，確保鉆機(jī)不前傾，以防超限。另外，沿鐵路邊設(shè)置一道鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)架，并派防護(hù)員跟班防護(hù)，保證鉆機(jī)、鉆桿、鋼絲繩等不侵入限界，做到人機(jī)雙保險(xiǎn)。

2）吊裝過程：吊裝護(hù)筒、鋼筋籠及灌注水下砼情形相近，具有吊物重，晃動(dòng)大的特點(diǎn)。采取辦理封鎖計(jì)劃，要慢行點(diǎn)的辦法處理。即在列車慢行點(diǎn)內(nèi)作業(yè)，設(shè)好防護(hù)，當(dāng)列車通過時(shí)暫停作業(yè)。在吊安鋼筋籠和護(hù)筒時(shí)，人力用纜繩控制，輕提慢移。

3）對(duì)附近京九線派熟練線路工輪流值班巡檢，每2小時(shí)檢查一次，關(guān)鍵時(shí)期加密檢查頻次，必要時(shí)派員值守，過車必檢。同時(shí)，監(jiān)理單位跟班復(fù)檢，線路幾何狀態(tài)一有變化，立即組織整治。

通過各參建方員工的共同努力，最后49號(hào)墩基礎(chǔ)12根樁順利完成。經(jīng)檢測(cè)三江鎮(zhèn)特大橋49號(hào)墩基樁均為Ⅰ類樁，實(shí)現(xiàn)了安全、質(zhì)量和橋梁工期目標(biāo)，為按時(shí)鋪軌架梁掃除了障礙。在后續(xù)施工中京九鐵路未再發(fā)生險(xiǎn)情。

3 結(jié)束語

三江鎮(zhèn)特大橋49號(hào)墩基礎(chǔ)工程在整個(gè)施工過程中遇到了多重困難。通過大家的共同努力，摸索和總結(jié)出了一些極其寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。主要有：對(duì)地下構(gòu)筑物的處理，臨近既有線橋梁基礎(chǔ)工程方案的優(yōu)化，防護(hù)措施的安全性和經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，巖溶地區(qū)橋梁基礎(chǔ)孔樁施工中各類溶腔的處理方法等。

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