武咸城際鐵路跨武廣高速鐵路連續(xù)梁施工安全綜合防護(hù)技術(shù)

袁定安

(中鐵十一局集團(tuán)有限公司,武漢 430074)

1 工程概況

武咸城際鐵路起于湖北省武漢市,止于湖北省咸寧市,在DK59+576處采用48 m+80 m+48 m連續(xù)梁跨越武廣高速鐵路,與武廣高速鐵路夾角為155°，見圖1、圖2。主墩21號(hào)、22號(hào)墩墩身離武廣高鐵限界最小距離8.35 m,梁底離武廣高鐵軌面最小距離10.9 m。連續(xù)梁跨越處武廣高鐵里程為K1300+348,正線2股道,線間距5 m。施工期間該處最高行車速度350 km/h,每天有80對(duì)列車通行。此連續(xù)梁跨越350 km/h繁忙高速鐵路,安全風(fēng)險(xiǎn)極高。

圖1 跨武廣高鐵轉(zhuǎn)體連續(xù)梁與武廣高鐵線路平面位置示意(單位：cm)

圖2 跨武廣高鐵轉(zhuǎn)體連續(xù)梁與武廣高鐵線路空間位置示意(單位：cm)

2 連續(xù)梁施工方法及安全隱患分析

2.1 施工方法

根據(jù)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)及距線路軌面很近的特點(diǎn),對(duì)樁基、承臺(tái)、墩身、梁體各分部工程必需采用符合安全、質(zhì)量要求的合適施工方法。

(1)樁基

連續(xù)梁主墩樁基為φ1.8 m,樁長49 m,采用旋挖鉆樁基施工,灌注采用水下混凝土灌注成樁。

(2)承臺(tái)

22、23號(hào)主墩基礎(chǔ)為鋼筋混凝土八邊形承臺(tái),高7 m,分為上、下兩層承臺(tái),上承臺(tái)厚2.5 m,下承臺(tái)厚4.5 m。模板采用組合式鋼模板,現(xiàn)場(chǎng)拼裝,鋼筋在場(chǎng)外加工、制作完成后現(xiàn)場(chǎng)安裝、綁扎。承臺(tái)混凝土根據(jù)結(jié)構(gòu)需要,分4次澆筑,見圖3。

圖3 承臺(tái)混凝土分次澆筑示意

(3)墩身

連續(xù)梁2個(gè)主墩高度分別為3.5、4.5 m,高度較低,采用大塊定型鋼模一次澆筑成型,混凝土用汽車泵泵送入模,插入式振搗棒搗固密實(shí)。

(4)連續(xù)梁

連續(xù)梁采用平衡轉(zhuǎn)體施工法,即在2個(gè)主墩上下承臺(tái)間各安裝1套φ3 m的鋼球鉸,先在武廣高鐵鐵路線外側(cè)平行于武廣高鐵線路位置懸臂澆筑梁體,達(dá)到強(qiáng)度后水平轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸以上墩身與梁體,使2個(gè)主墩的T構(gòu)梁體就位,在調(diào)整好梁體位置、高程后,鎖定球鉸,澆筑承臺(tái)的第4部分混凝土,固定上承臺(tái),最后利用掛籃澆筑合龍段,使全橋貫通。

(5)橋面系

T構(gòu)轉(zhuǎn)體前安裝好除合龍段外的護(hù)欄及遮板,合龍段完成并拆除吊模后,防護(hù)棚架拆除前,在“天窗”點(diǎn)內(nèi)安裝該處護(hù)欄及遮板。安裝采用汽車吊運(yùn)輸。

2.2 安全隱患分析及對(duì)策

2.2.1 安全隱患

(1)承臺(tái)、墩身施工均為臨近武廣高速鐵路,施工時(shí)若有物件掉落,易造成營業(yè)線行車事故；

(2)梁體懸臂施工時(shí)靠近武廣高速鐵路一側(cè)若有物件掉落,易造成營業(yè)線行車事故；

(3)轉(zhuǎn)體后合龍段施工為跨線施工,存在較大安全隱患；

(4)合龍后橋面護(hù)欄、遮板安全存在較大安全隱患；

(5)臨近及上跨營業(yè)線大型機(jī)械作業(yè)安全隱患。

2.2.2 對(duì)策

(1)承臺(tái)墩身施工時(shí)設(shè)置豎向隔離網(wǎng)；

(2)掛籃施工時(shí)對(duì)掛籃作全封閉防護(hù),并在已施工梁段靠武廣高鐵一側(cè)設(shè)置防拋網(wǎng)；

(3)在連續(xù)梁投影范圍兩側(cè)向外延伸5 m范圍搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚架,防護(hù)棚架具有承受梁體施工中可能掉落物件沖擊荷載的能力,將此部分武廣高鐵線路作覆蓋防護(hù),隔離高空落物對(duì)高鐵行車的安全影響；

(4)轉(zhuǎn)體、合龍、棚架拆除等有重大風(fēng)險(xiǎn)因素的工序選擇“天窗”點(diǎn)內(nèi)施工；

(5)護(hù)欄、遮板安裝等均在“天窗”點(diǎn)內(nèi)就進(jìn)行,橋上橋下均設(shè)有安全防護(hù)人員；

(6)確保大型機(jī)械在安全距離外作業(yè),多方現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)；在樁機(jī)上加裝纜風(fēng)繩,防止向高鐵線路方向傾覆。

3 防護(hù)設(shè)計(jì)

通過技術(shù)防護(hù)、人員防護(hù)、合理調(diào)整施工時(shí)間3個(gè)方面確保高鐵運(yùn)營安全及施工安全。

3.1 技術(shù)防護(hù)

3.1.1 棚架覆蓋防護(hù)

防護(hù)棚架采用型鋼結(jié)構(gòu)門式框架,上面鋪I16型鋼,間距為1 m,然后在工字鋼上鋪設(shè)雙層密目鋼絲網(wǎng)封閉,沿武廣高鐵方向防護(hù)長度70 m,防護(hù)寬度為21.2 m。防護(hù)棚架水平桁架部分的底部距離接觸網(wǎng)桿頂0.2 m,距離軌面8.3 m,在防護(hù)棚架與導(dǎo)線之間掛防電板,承力索套絕緣套,見圖4。防護(hù)棚架按可承受350 km/h列車通過風(fēng)荷載及上方145 kg(1塊遮板質(zhì)量)落物沖擊荷載設(shè)計(jì),保證線路上方安全。

3.1.2 掛籃封閉防護(hù)

掛籃正面通過在靠營業(yè)線一側(cè)上橫梁懸挑工字鋼骨架并掛設(shè)雙層密目鋼絲網(wǎng)進(jìn)行防護(hù),防護(hù)網(wǎng)距梁端支架1.5 m,滿足施工作業(yè)需求；底板作業(yè)平臺(tái)安裝防護(hù)欄桿并掛雙層密目鋼絲網(wǎng)；上橫梁上設(shè)置防護(hù)欄桿并掛雙層密目鋼絲網(wǎng)。掛籃側(cè)模在骨架外側(cè)掛設(shè)雙層密目防護(hù)網(wǎng)。防護(hù)安裝見圖5。

圖4 棚架防護(hù)斷面示意

側(cè)模頂部翼緣板位置設(shè)置防護(hù)立柱,立柱采用I10型鋼,間距2 m,高度2.5 m,焊接于翼緣板邊緣,立柱之間掛設(shè)密目鋼絲防護(hù)網(wǎng)、設(shè)置警示標(biāo)志,見圖6。

掛籃兩邊同時(shí)安裝防護(hù)設(shè)施,防止偏載。

圖5 掛籃防護(hù)示意(單位：cm)

圖6 梁翼緣板外側(cè)防護(hù)示意(單位：cm)

3.1.3 鋼網(wǎng)排架豎向隔離防護(hù)

樁基、墩身施工時(shí),在作業(yè)面與高鐵線路之間安裝豎向隔離鋼架。采用鋼管腳手架為骨架,滿掛雙層密目鋼絲網(wǎng),防止物件侵入高鐵限界。鋼管腳手架與防護(hù)棚架立柱及滑道焊接,確保穩(wěn)定,見圖7。

圖7 鋼網(wǎng)排架豎向隔離防護(hù)示意(單位：cm)

3.1.4 機(jī)械防護(hù)

對(duì)于侵入鐵路限界的施工作業(yè),一律納入鐵路局施工計(jì)劃內(nèi),要點(diǎn)作業(yè)。

吊車(泵車)作業(yè)時(shí),設(shè)備主機(jī)均停放于施工梁體外側(cè),保證機(jī)械離高鐵線路15 m以上。吊車及泵車作業(yè)臂需接近高鐵線路限界的,作業(yè)前先測(cè)量作業(yè)點(diǎn)至接觸網(wǎng)線距離,確保吊車(泵車)臂最前端離接觸網(wǎng)桿的最小距離不得小于規(guī)定的安全距離,見圖8、圖9。

樁基施工采用旋挖鉆成孔,旋挖鉆機(jī)按遠(yuǎn)離高鐵線路站位,機(jī)械底部放置20 mm厚鋼板加固地基,在鉆桿頂端向運(yùn)離高鐵線路方向拉1根纜風(fēng)繩,防止機(jī)械向營業(yè)線線路內(nèi)傾覆。

3.1.5 梁面防拋網(wǎng)防護(hù)

已施工梁段安裝2.5 m高防拋網(wǎng),防止物件拋入線路內(nèi)。防拋網(wǎng)由間距1.5 m的腳手鋼管焊接于豎墻鋼筋上做立柱,水平焊接鋼筋做防護(hù)欄桿,滿掛雙層密目鋼絲網(wǎng)防止物件伸出梁邊線以外,見圖10。

圖8 泵車作業(yè)站位示意

圖9 吊車作業(yè)站位示意(單位：cm)

圖10 已完成梁段防拋網(wǎng)布置示意(單位：mm)

3.1.6 中跨合龍段作業(yè)防護(hù)

中跨合龍段施工采用吊模施工,在吊模底部及側(cè)面掛雙層鋼絲網(wǎng)防護(hù),見圖11。

圖11 吊模防護(hù)示意(單位：cm)

(1)模底模與側(cè)模形成封閉作業(yè)空間。

(3)梁體上部設(shè)置防護(hù)欄桿,并掛密目鋼絲網(wǎng)。

3.2 人員防護(hù)

3.2.1 駐站監(jiān)控防護(hù)

(1)上崗要點(diǎn)設(shè)防

施工前40 min通知鐵路局相關(guān)設(shè)備管理單位,駐站聯(lián)絡(luò)員按批準(zhǔn)的防護(hù)方案在車站《行車設(shè)備施工登記薄》內(nèi)登記,通過車站值班員向列車調(diào)度申請(qǐng)施工。駐站聯(lián)絡(luò)員接到調(diào)度命令后,用傳真機(jī)、聯(lián)絡(luò)電話、手機(jī)3種方式同時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人,確定施工起止時(shí)刻,由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人確認(rèn)后發(fā)令執(zhí)行。

(2)下崗撤防開通

由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人發(fā)令執(zhí)行。經(jīng)檢查達(dá)到放行列車的條件,現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人用電話通知駐站聯(lián)絡(luò)員辦理開通手續(xù),辦理開通登記后,通過車站值班員通知列車調(diào)度員開通區(qū)間。

3.2.2 作業(yè)點(diǎn)盯控防護(hù)

與鐵路局設(shè)備管理單位簽訂安全協(xié)議,共同派安全員24 h值班防護(hù),禁止無點(diǎn)施工、禁止違章施工、禁止無關(guān)人員闖入,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理、上報(bào)。

3.2.3 出入現(xiàn)場(chǎng)登記

施工入口安裝鐵門,派專人職守,進(jìn)出工點(diǎn)必須登記,小型物件進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須登記,防止無關(guān)人員入內(nèi),避免小型物件意外掉入營業(yè)線內(nèi)。

3.3 “天窗”點(diǎn)內(nèi)施工保安全

在“天窗”點(diǎn)到來前0.5 h,施工人員做好施工準(zhǔn)備,檢查、登記攜帶物品?！疤齑啊秉c(diǎn)到來后上橋施工,22號(hào)、23號(hào)墩各設(shè)1名安全員跟班作業(yè),監(jiān)督施工現(xiàn)場(chǎng)安全情況、“天窗”點(diǎn)結(jié)束前0.5 h,施工人員開始撤離,現(xiàn)場(chǎng)物件堆碼整齊,細(xì)小物件及時(shí)帶下橋。

4 本工程各種安全防護(hù)的特點(diǎn)

由于單一安全防護(hù)措施具有局限性,本工程同時(shí)采用多種安全防護(hù)措施,形成綜合防護(hù)體系,各種安全防護(hù)措施起到互補(bǔ)作用,保證工程整體安全,各種措施特點(diǎn)見表1。

表1 各種安全防護(hù)措施作用與特點(diǎn)比較

5 體會(huì)

本連續(xù)梁施工通過采用綜合安全防護(hù)措施,順利完成了施工任務(wù),確保了武廣高鐵的安全運(yùn)營,通過本連續(xù)梁施工,有以下幾點(diǎn)體會(huì)。

(1)跨高鐵現(xiàn)澆施工,開工前必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制訂合適的施工方案,針對(duì)具體的施工方法確定合理的防護(hù)方案,施工方案與防護(hù)方案須經(jīng)鐵路局批準(zhǔn)后實(shí)施。

(2)施工中要不斷對(duì)施工人員進(jìn)行安全教育,不能因?yàn)橛辛朔雷o(hù)而放松安全教育。

(3)防護(hù)設(shè)施抗沖擊能力有限,當(dāng)可能有大件或較重物件掉落時(shí),應(yīng)在“天窗”點(diǎn)內(nèi)作業(yè),防止意外。

(4)施工中應(yīng)定期對(duì)防護(hù)設(shè)施進(jìn)行檢查,防止出現(xiàn)失效現(xiàn)象。

隨著我國高鐵建設(shè)的迅速發(fā)展,將有越來越多的橋梁跨越高鐵、高等級(jí)交通線路,如何做好對(duì)營業(yè)線的防護(hù),確保運(yùn)營與施工安全,還需要積累更多經(jīng)驗(yàn),持續(xù)改進(jìn)。

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