潘晉

（長(zhǎng)沙城投機(jī)場(chǎng)遷建投資開發(fā)有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

隨著我國(guó)高速鐵路、公路的迅速發(fā)展，鄰近既有線路或既有結(jié)構(gòu)施工已成為不可避免的問題。對(duì)此，廣大學(xué)者就施工過程中如何對(duì)既有線路或結(jié)構(gòu)的防護(hù)進(jìn)行了研究。關(guān)宇馳[1]通過工程實(shí)例分析了新建高速鐵路下穿高速公路時(shí)，鐵路建筑限界標(biāo)準(zhǔn)的掌握，公路跨線橋設(shè)置防撞護(hù)欄、防落網(wǎng)和異物檢測(cè)網(wǎng)等安全設(shè)施的設(shè)計(jì)原則。侯鐵軍[2]利用有限元軟件，研究了新建鐵路橋在交匯區(qū)域內(nèi)對(duì)既有橋梁樁基礎(chǔ)的影響，研究發(fā)現(xiàn)，在不同的施工階段中，既有鐵路橋樁基的位移變化趨勢(shì)相同。李發(fā)達(dá)[3]根據(jù)實(shí)際工程背景，基于OpenSees 有限元計(jì)算平臺(tái)，探討新建橋梁樁基對(duì)既有橋梁樁基的影響，計(jì)算結(jié)果表明，新建橋梁樁基距既有橋梁樁基9.71m 處，新建橋梁樁基對(duì)既有橋梁樁基軸力有明顯的影響。肖江河[4]以貴陽市雙龍開發(fā)區(qū)龍水路6 號(hào)橋上跨滬昆客運(yùn)線項(xiàng)目為例，總結(jié)上跨既有鐵路運(yùn)營(yíng)線的橋梁施工安全防護(hù)措施。謝永勝[5]以新建昌贛客專動(dòng)走二線特大橋?yàn)槔接懶陆蛄亨徑扔懈哞F橋梁施工的安全控制方法與既有線墩臺(tái)監(jiān)測(cè)方法。顏輝[6]對(duì)巖溶地區(qū)鄰近既有鐵路的施工方法進(jìn)行了一系列對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)全回轉(zhuǎn)全套管鉆孔灌注樁施工方法對(duì)周遭土體擾動(dòng)小，開挖速度快，適宜類似工程使用。劉丹丹[7]結(jié)合龍葵路跨線橋主橋墩鄰近高鐵既有線及鐵路接觸網(wǎng)施工，介紹了長(zhǎng)大鉆孔樁鄰近高鐵既有線的關(guān)鍵施工技術(shù)。楊光銀[8]以鄰近杭長(zhǎng)高鐵的杭黃鐵路傳芳特大橋工程施工為背景，分析確定了運(yùn)營(yíng)高鐵橋梁變形的監(jiān)測(cè)范圍和精度、監(jiān)測(cè)頻率及報(bào)警值等安全監(jiān)控參數(shù)。

在目前的研究中，主要對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)施工的安全措施進(jìn)行研究，對(duì)不良地質(zhì)條件下的信息化施工研究較少，本文以韶山某鐵路工程為例，對(duì)巖溶地區(qū)鄰近既有高鐵的橋梁樁基信息化施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 工程概況

1.1 工程與既有線路位置關(guān)系

主線橋 DK2+120.18～DK2+152.98 段 28～29 跨橋墩下穿滬昆鐵路客運(yùn)線 K1145+261.378～K1145+294.398 段 26～27 跨，相交角度80°，共10 根基樁鄰近既有線路，其中4 根基樁位于溶洞上方，其詳細(xì)參數(shù)如表1 所示，工程與既有線路關(guān)系圖如圖1、圖2所示。

圖1 平面關(guān)系（單位：m）

表1 巖溶區(qū)基樁信息

圖2 立面關(guān)系（單位：cm）

1.2 工程地質(zhì)水文條件

對(duì)工程橋址區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘察，結(jié)果表明，巖溶地區(qū)地層土主要為人工填土、沖洪積層淤泥質(zhì)砂、粉質(zhì)黏土等，樁基下部持力巖層為弱風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r，承載力σ0=1200kPa。場(chǎng)區(qū)的地下水主要為孔隙潛水及巖溶水，地下水穩(wěn)定水位埋深0.5～1.5m。場(chǎng)地內(nèi)巖溶極為發(fā)育，溶洞中多為充填為圓礫土。本工程中共有4 根基樁位于溶洞位置處施工，樁號(hào)分別為28-1、28-4、29-1、29-4，溶洞高度及處理方式如表1 所示，溶洞位置關(guān)系如圖3 所示。

圖 3 溶洞位置（單位：m）

結(jié)合上述工程背景可知，本工程溶洞規(guī)模較大，樁基下溶洞深度最大為16.7m，樁基與既有線路最小水平距離為6.3m，與既有橋墩最小水平距離為13.4m，施工空間受限，施工難度較大。為了保障既有高鐵的安全運(yùn)營(yíng)，本工程采用全回轉(zhuǎn)全套管鉆孔灌注樁的施工方法和信息化施工技術(shù)。

2 信息化施工

2.1 監(jiān)測(cè)方案

新建鐵路橋墩施工可能導(dǎo)致滬昆高鐵地基應(yīng)力變化，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉降以及水平位移，危及高鐵行車安全。因此，采取信息化施工對(duì)保障既有高鐵的運(yùn)營(yíng)安全十分必要，本工程信息化監(jiān)測(cè)方案如下。

橋墩沉降監(jiān)測(cè)：本工程橋墩沉降監(jiān)測(cè)采用JMDL-6020AD 靜力水準(zhǔn)儀進(jìn)行，該水準(zhǔn)儀依據(jù)連通器原理，主要由數(shù)個(gè)相互連通的精密液位計(jì)構(gòu)成，監(jiān)測(cè)過程中在遠(yuǎn)離工程橋址地區(qū)設(shè)置一處混凝土加固地表作為沉降基準(zhǔn)點(diǎn)，通過對(duì)比既有橋墩處與沉降基準(zhǔn)點(diǎn)的液位計(jì)讀數(shù)變化對(duì)既有高鐵的橋墩沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

橋墩頂部水平位移監(jiān)測(cè)：本工程中，既有橋墩頂部水平位移采用JMQJ-7315ADY 測(cè)斜探頭進(jìn)行，其內(nèi)置的高精度雙軸平面傾角儀可測(cè)出安裝位置相對(duì)重力軸線的傾角變化，并結(jié)合測(cè)量點(diǎn)的高度自動(dòng)計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的水平位移。

測(cè)點(diǎn)布置：橋墩沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于滬昆高鐵26、27 號(hào)墩東西兩側(cè)離地30cm 處的橋墩表面處，每個(gè)橋墩設(shè)置2 個(gè)測(cè)點(diǎn)，共4 個(gè)測(cè)點(diǎn)，橋墩水平位移測(cè)點(diǎn)位移26、27 號(hào)橋墩墩頂位置，每墩布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置詳圖如圖4 所示。

圖4 測(cè)點(diǎn)布置

2.2 監(jiān)測(cè)信息反饋

為保證施工期間與施工后既有高鐵的運(yùn)營(yíng)安全，需在施工期間與施工后的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)既有高鐵橋墩的變形、沉降及地面沉降進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量。本次工程監(jiān)測(cè)期為60d，其中樁基施工階段工期為1～45d，觀測(cè)頻率為4 次/d，施工后穩(wěn)定期為46～60d，觀測(cè)頻率為2 次/d。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用儀器自動(dòng)化采集并上傳至監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，并于當(dāng)日提交給相關(guān)監(jiān)管部門、業(yè)主以及施工單位。

依據(jù)上述施工及監(jiān)測(cè)方案與測(cè)點(diǎn)布置圖可知，既有線26 號(hào)橋墩與27 號(hào)橋墩與施工點(diǎn)之間近似呈原點(diǎn)對(duì)稱關(guān)系，實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果也顯示二者沉降及位移及其相似，故以27 號(hào)橋墩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析，將每日采集的4 次數(shù)據(jù)以24h 為單位匯總，所得累計(jì)橋墩豎向位移圖如圖5 所示，橋墩水平位移如圖6 所示，其中豎直位移正值代表上升，負(fù)值代表下沉，縱橋向水平位移正值代表向西移動(dòng)，負(fù)值代表向東移動(dòng)，橫橋向位移正值代表向南移動(dòng)，負(fù)值代表向北移動(dòng)。

從圖5、圖6 可知，施工期間橋墩沉降主要發(fā)生于樁基開挖與注漿期間，施工結(jié)束后沉降變化減小并趨于穩(wěn)定，橋墩東西兩側(cè)沉降值相近，施工期間既有橋墩最大沉降值為1.4mm，施工完成后最終沉降值為1.1mm。均符合國(guó)家規(guī)定的2mm 范圍。橋墩水平位移在施工期間波動(dòng)較大，但隨著施工進(jìn)度推進(jìn)其水平位移值逐漸穩(wěn)定，施工期間27 號(hào)既有橋墩最大水平位移為1.9mm，最終位移為西向偏移1.3，北向偏移1.9mm，均符合國(guó)家規(guī)定的2mm 要求。

圖5 橋墩豎向位移

圖6 橋墩水平位移

3 總結(jié)

根據(jù)上述分析，可得出以下結(jié)論：

（1）此次鄰近既有高鐵的樁基施工過程中，既有高鐵橋墩位移最終值為向西偏移1.3mm、北偏移1.8mm、垂直沉降1.4mm，均符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定要求。

（2）位移主要發(fā)生在樁基施工期間，施工完成后，位移很快收斂。

（3）在鄰近既有線路或既有結(jié)構(gòu)的橋梁樁基工程中，信息化施工可做到及時(shí)反饋，及時(shí)預(yù)警，能較好地保障既有結(jié)構(gòu)的安全。