李 鵬 （安徽上鐵地方鐵路開發(fā)有限公司，安徽 合肥 230068）

0 引 述

鄰近營(yíng)業(yè)線施工主要是指新建鐵路工程、既有線改造工程及地方工程等與既有線平行、交叉、接入，在既有線兩側(cè)一定范圍內(nèi)（距既有線路中心線30m內(nèi)，包括上跨和下穿既有鐵路）涉及營(yíng)業(yè)線安全和正常使用的施工。徐州銅山新區(qū)快速通道立交橋附屬倒虹吸工程深基坑鄰近營(yíng)業(yè)線施工，嚴(yán)重影響既有京滬鐵路的安全，因此，采取切實(shí)可行的深基坑防護(hù)施工技術(shù)是保證鐵路行車安全的重要措施。

坑基防護(hù)斷面圖

1 工程慨況

徐州銅山新區(qū)快速通道立交橋工程下穿京滬鐵路中心里程為K814+041，鐵路軌頂高程34.42m。框架橋主體采用4座并列等高框架結(jié)構(gòu)，總寬度為40.3m。鐵路東側(cè)緊臨焦山引河，該河道為場(chǎng)地南部山區(qū)山洪水排入奎河的主要通道。為保持河道暢通，在道路下面修建倒虹吸，倒虹吸基坑邊距鐵路中心28.4m，屬于鄰近營(yíng)業(yè)線施工。倒虹吸總長(zhǎng)134.4m，平行于線路方向，基坑深度14.63m，屬于深基坑施工，倒虹吸為5孔鋼筋混凝土箱涵，孔徑為4m×3.5m。為保證在倒虹吸施工過(guò)程中既有京滬鐵路路基邊坡穩(wěn)定，確保鐵路行車安全，本工程鐵路側(cè)邊坡支護(hù)采用兩道支護(hù)，一是在距鐵路路肩12.76m處打直徑φ60cm深15m的高壓旋噴樁進(jìn)行開挖放坡的第一道支護(hù)兼作止水帷幕，支護(hù)長(zhǎng)度100m；二是在距高壓旋噴樁中心9.5m位置打深10m的φ100cm鉆孔灌注樁進(jìn)行第二道防護(hù)，防護(hù)長(zhǎng)度100m；三是高壓旋噴樁至鉆孔樁之間的坡面采用掛網(wǎng)噴錨護(hù)坡，防護(hù)長(zhǎng)度100m。

2 施工準(zhǔn)備

①在支護(hù)和基坑施工前項(xiàng)目部在施工范圍內(nèi)挖探溝，配合管線單位查明地下管線，采取保護(hù)措施后方可施工。

②基坑開挖前先進(jìn)行筑土圍堰，將既有河水?dāng)嗔?，并設(shè)臨時(shí)排水溝將河水引入奎河。

③圍堰施工完畢后進(jìn)行降水，清除河道底淤泥，使河道底部干燥，具備施工條件。

3 深基坑防護(hù)施工

3.1 高壓旋噴樁施工

基坑開挖至27.0m時(shí)，在距鐵路路基坡頂邊緣水平距離12.76m處打直徑φ60cm深15m（間距50cm）的高壓旋噴咬合樁進(jìn)行鐵路路基的第一道防護(hù)（兼作止水帷幕）。

3.1.1 施工工藝及方法

施工工序：平整場(chǎng)地→孔位放樣→鉆機(jī)就位→造孔→鉆機(jī)移位→成孔檢驗(yàn)→噴射裝置就位→地面試噴→下噴射管→地下試噴→噴射注漿作業(yè)→噴射注漿結(jié)束→下管靜壓回填注漿→沖洗機(jī)具→高噴臺(tái)車移位→間隙性回填注漿。

旋噴樁樁徑φ60cm，固化劑采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥含量約225～250kg/m，水灰比以試驗(yàn)獲得的最佳水灰比為準(zhǔn)，一般在0.7～1.0，樁長(zhǎng)以樁底高程落于粉砂層底高程以下1.0m計(jì)算。

3.1.1.1 施工準(zhǔn)備

正式開工前，首先要按照施工設(shè)計(jì)核實(shí)設(shè)計(jì)孔位處有無(wú)妨礙施工和影響安全的障礙物，檢修機(jī)械設(shè)備；平整場(chǎng)地，按設(shè)計(jì)要求，布置施工孔位；機(jī)具設(shè)備就位；接通電源和水路，進(jìn)行機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)；備足注漿所需材料。

3.1.1.2 鉆機(jī)就位

移動(dòng)鉆機(jī)至設(shè)計(jì)孔位，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)旋噴樁孔位中心。

3.1.1.3 射水試驗(yàn)

鉆機(jī)就位后，首選進(jìn)行低壓（0.5MPa）射水試驗(yàn)，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

3.1.1.4 鉆進(jìn)

射水試驗(yàn)后，即可開鉆，射水壓力由0.5MPa增至1MPa，目的是減小摩擦阻力，防止噴嘴被堵，直到鉆至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.1.1.5 漿液制備

在鉆孔的同時(shí)，即可配制漿液，水泥為42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥；水要清潔，酸堿度適中，PH值在5～8；漿液的配比選定后，首先將水加入攪拌桶內(nèi)，再將水泥和氯化鈣倒入，開動(dòng)攪拌機(jī)10～20min，然后擰開攪拌桶底部閥門，放入第一道過(guò)濾篩，進(jìn)行第二次過(guò)濾后，流入泥漿桶備用。

3.1.1.6 漿液加壓

泥漿桶的漿液通過(guò)高壓泵加壓至14～24MPa后經(jīng)高壓管送至鉆機(jī)用于噴射。

3.1.1.7 旋噴

接通高壓管、水泥漿管，開動(dòng)高壓泵、泥漿泵、空壓機(jī)和旋噴鉆機(jī)，自下而上進(jìn)行噴射作業(yè)，用儀表控制壓力、流量、風(fēng)量，當(dāng)分別達(dá)到預(yù)定數(shù)量值時(shí)開始提升，邊提升邊旋轉(zhuǎn)噴漿。施工過(guò)程中要時(shí)刻注意檢查漿液初凝時(shí)間，注意注漿流量、壓力、提升速度等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求，并隨時(shí)做好記錄。

噴射作業(yè)完成后應(yīng)將注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除，防止殘存的水泥漿堵塞管路。

3.1.1.8 移動(dòng)機(jī)具

將鉆機(jī)等機(jī)具移動(dòng)到孔位上，進(jìn)行下一位置的施工。

3.2 鉆孔樁施工

當(dāng)基坑開挖至23.0m時(shí)，在距高壓旋噴樁中心9.5m位置打10m深的鉆孔灌注樁，進(jìn)行基坑防護(hù)施工，順序從北向南。

基坑支護(hù)鉆孔樁采用間隔跳打施工，并在本樁灌混凝土24h后方可進(jìn)行鄰樁施工。

鉆孔樁施工工序：埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆孔→第一次清孔→下鋼筋籠→下導(dǎo)管→第二次清孔→水下混凝土灌注→樁頭處理→成樁質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.2.1 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒用6mm厚鐵板卷制焊接。根據(jù)護(hù)筒埋設(shè)的深度不同，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大20mm～40mm，頂部焊加強(qiáng)筋和吊耳，并設(shè)出漿口。護(hù)筒頂端高度應(yīng)高于地下水位或護(hù)筒內(nèi)穩(wěn)定承壓水位2m。護(hù)筒埋置深度為2m。護(hù)筒埋設(shè)采用人工挖埋護(hù)筒底部、周邊與土層相接處用50cm厚粘土夯實(shí)，護(hù)筒埋設(shè)要求準(zhǔn)確豎直，護(hù)筒頂面中心和護(hù)筒底面中心位置與設(shè)計(jì)樁中心偏差應(yīng)小于2cm，護(hù)筒豎向的傾斜度不得大于1%。

3.2.2 泥漿制備

選用優(yōu)質(zhì)粘土和添加劑造漿，入孔泥漿比重控制在1.1～1.3范圍（特殊情況單獨(dú)設(shè)計(jì)）。泥漿性能指標(biāo)應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)并達(dá)標(biāo)。為防止污染，采用鋼制泥漿槽和機(jī)械制漿設(shè)備，并配以專用槽車用以泥漿的調(diào)用和處理運(yùn)輸。鉆進(jìn)中應(yīng)隨時(shí)檢驗(yàn)?zāi)酀{比重、粘度、含砂率、膠體率等，并填寫泥漿試驗(yàn)記錄表。泥漿循環(huán)使用，廢棄泥漿沉淀后送污土場(chǎng)處理。

3.2.3 鉆孔

鉆機(jī)以正循環(huán)鉆進(jìn)，當(dāng)鉆深超過(guò)鉆機(jī)砂石泵葉輪位置后，啟動(dòng)砂石泵電機(jī)，開始反循環(huán)作業(yè)。鉆孔過(guò)程中，孔內(nèi)應(yīng)保持泥漿稠度適當(dāng)、水位穩(wěn)定，及時(shí)加水加粘土，以維持孔內(nèi)壓力差，以防坍孔。對(duì)鉆碴作取樣分析，核對(duì)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料，根據(jù)地層變化情況，采用相應(yīng)的鉆進(jìn)方式和泥漿稠度。

3.2.4 第一次清孔

鉆孔至設(shè)計(jì)高程，孔深、孔徑、孔的偏斜經(jīng)檢查符合要求后，進(jìn)行換漿法清孔。清孔應(yīng)符合下列規(guī)定：孔底500mm以內(nèi)的泥漿相對(duì)密度應(yīng)小于1.25，含砂率≤8%,粘度≤28s，灌注混凝土前，孔底沉碴厚度應(yīng)<300mm。

3.2.5 鋼筋骨架制作與安放

鋼筋骨架在鋼筋加工場(chǎng)地分段制作，用汽車或架子車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后在孔口進(jìn)行焊接接長(zhǎng)。用汽車吊起吊鋼筋骨架，第一段放入孔內(nèi)用鋼管或型鋼臨時(shí)擱支在護(hù)筒口，再起吊另一段，對(duì)正位置按規(guī)范要求焊接后逐段放入孔內(nèi)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后將上面一段的掛環(huán)掛在孔口并臨時(shí)與護(hù)筒口焊牢，垂直牢固定位，以免在灌注混凝土過(guò)程中發(fā)生浮籠現(xiàn)象。鋼筋骨架在下放時(shí)應(yīng)注意防止碰撞孔壁，如放入困難，應(yīng)查明原因，不得強(qiáng)行插入。鋼筋骨架安放后的頂面和底面標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，其誤差不得大于±5cm。箍筋焊接采用單面焊，焊縫長(zhǎng)度須滿足施工技術(shù)規(guī)范要求，并將接頭錯(cuò)開50cm以上。為使鋼筋骨架有足夠的剛度以保證在運(yùn)輸和吊放過(guò)程中不產(chǎn)生變形，每隔2m～3m用φ18mm鋼筋設(shè)置一道加強(qiáng)箍，在箍筋上設(shè)置穿心圓式混凝土墊塊。

3.2.6 導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管用φ300mm鋼制專用導(dǎo)管，壁厚5mm，節(jié)長(zhǎng)2.0m～4.0m，專用接頭聯(lián)接、密封裝置。使用前，對(duì)導(dǎo)管作水壓和接頭抗拉試驗(yàn)，試壓水壓為孔底靜水壓力的1.5倍。混凝土澆注架用型鋼制作，用于支撐懸吊導(dǎo)管，吊掛鋼筋籠，上部放置混凝土漏斗。

3.2.7 第二次清孔

在第一次清孔達(dá)到要求后，由于要安放鋼筋籠及導(dǎo)管，至澆注混凝土的時(shí)間間隙較長(zhǎng)，孔底又會(huì)產(chǎn)生沉碴，所以待安放鋼筋籠及導(dǎo)管就緒后，再利用導(dǎo)管使用換漿法進(jìn)行第二次清孔。其方法為導(dǎo)管頂部臨時(shí)安裝壓泥漿設(shè)施，用導(dǎo)管內(nèi)泥漿攪起置換下部沉碴。清孔時(shí)間以排出泥漿的含砂率與換入泥漿的含砂率接近為宜。當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求、孔底泥漿密度≤1.15、復(fù)測(cè)沉碴厚度在100mm以內(nèi)時(shí)，完成清孔作業(yè)，并立即澆注水下混凝土。

3.2.8 灌注水下混凝土

水下混凝土的灌注采用導(dǎo)管法。導(dǎo)管接頭為卡口式，直徑300mm,壁厚5mm，分節(jié)長(zhǎng)度1m～3m。導(dǎo)管使用前須進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。并檢查其位置是否居中、軸線順直，防止卡掛鋼筋骨架和碰撞孔壁。灌注混凝土前將灌注機(jī)具如儲(chǔ)料斗、儲(chǔ)料鋼支架、溜槽、漏斗等準(zhǔn)備好。

混凝土購(gòu)買商品混凝土，采用汽車泵澆注?；炷凉嘧⒅两咏鼧俄敃r(shí)，提高漏斗高度，改用吊斗傾倒。

首批混凝土數(shù)量要經(jīng)過(guò)計(jì)算，使其有一定的沖擊能量，翻起孔底沉淀物，并能把導(dǎo)管下口埋入混凝土不小于1m深，但不大于3m。灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管下口至孔底的距離控制在25cm～40cm，堵導(dǎo)管混凝土隔水栓預(yù)先用8號(hào)鐵絲懸吊在混凝土漏斗下口，當(dāng)混凝土量達(dá)到首批混凝土數(shù)量后，剪斷鐵絲，混凝土即下沉至孔底，排開泥漿，埋住導(dǎo)管口，導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1m。灌注開始后，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的時(shí)間；灌注過(guò)程中指派專人經(jīng)常用測(cè)深錘探測(cè)孔內(nèi)外混凝土面位置，填寫水下混凝土澆注記錄，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。

3.2.9 為確保樁頂混凝土質(zhì)量，樁頂加灌1.0m高度

基坑圍護(hù)鉆孔樁施工完畢后，鑿除樁頭，經(jīng)檢測(cè)合格后，澆筑壓頂冠梁，把鉆孔樁連成整體。

3.3 掛網(wǎng)噴錨施工

掛網(wǎng)噴錨支護(hù)施工程序：整修邊坡→打入錨桿→掛網(wǎng)→噴射混凝土→養(yǎng)生。

高壓旋噴樁以下直至鉆孔灌注樁施工標(biāo)高處基坑開挖采用放坡開挖方式，開挖坡率為1∶1.9,坡面采用掛網(wǎng)噴錨防護(hù)。

掛網(wǎng)噴錨支護(hù)靠錨桿、鋼筋網(wǎng)和混凝土層共同工作來(lái)提高邊坡的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度。

噴射混凝土厚度采用10cm，噴射混凝土為C15細(xì)石混凝土；錨桿采用Φ22鋼筋，錨桿間距采用2.0m×2.0m，梅花型布置。鋼筋網(wǎng)的孔眼尺寸采用10cm×10cm的方孔，鋼筋直徑6mm。

3.4 基坑降水與深基坑開挖

深基坑防護(hù)施工完成后，按要求進(jìn)行基坑降水，按批準(zhǔn)的深基坑施工方案進(jìn)行基坑開挖，并做好基坑開挖變形和位移觀測(cè)工作。

4 結(jié) 語(yǔ)

鄰近鐵路營(yíng)業(yè)線深基坑防護(hù)工程，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工組織、施工監(jiān)理均有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，而本基坑觀測(cè)深度達(dá)到14 m多，采取高壓旋噴樁進(jìn)行加固防護(hù)兼作止水帷幕，采取鉆孔灌注樁進(jìn)行第二道防護(hù)的措施經(jīng)過(guò)施工證明是可行的，它不僅解決了施工防護(hù)問題，同時(shí)也保證了鐵路路基安全，確保鐵路營(yíng)業(yè)線的行車安全。