岩溶地区临近既有线基础施工中线路的沉降控制

　　摘要：主要介绍岩溶地区临近既有营业线施工的安全风险，钻孔桩施工及基坑开挖施工对既有线的影响，营业线路基沉降控制措施。
　　关键词：岩溶地区钻孔桩施工；沉降监测；沉降控制。
　　1 概述
　　新建南广铁路鼎湖特大桥位于肇庆市鼎湖区，此处为石灰岩地区，岩溶发育，大桥于山田村跨越既有营业线三茂铁路，斜交角度为23°，此处桥跨布置为三跨连续梁40+64+40米，连续梁主墩88#、89#墩分别位于铁路路基两侧，基础设计采用钻孔桩基础，每个墩为9根φ1.5米钻孔桩，桩长为34米至40米，覆盖层多为素填土、淤泥、粗砂及粗角砾土等易坍塌地层。基岩为石灰岩，岩溶发育，溶洞多为开放式联通型溶洞，地质条件复杂。最近桩距铁轨中心距离为6.6米。（见图1）桩基施工采用冲击钻，震动大，可能对铁路路基产生影响。承台侵入铁路路基，承台角点距铁轨中心最小距离为5.74米。承台开挖最大深度为3.2米，设计采用钢板桩围堰施工，插打及拔除钢板桩可能会对铁路路基会产生影响。临近既有线施工安全风险大，在列车不限速的情况下确保基础施工对既有线的运营不产生影响。
　　图1鼎湖桥跨三茂铁路平面布置图
　　2铁路路基的沉降监测
　　2.1监测点的布设
　　基础施工前布设好监测点，为准确反映基础施工对铁路路基的影响，设置两种类型监测点，第一种位于铁路两侧水泥路肩上，用于作铁路沉降监测；第二种位于铁路铁轨两侧道渣下路基中，用于作铁路路基沉降及偏移监测。在跨广茂铁路两侧的两个承台中心位置对应的路肩及路基设置观测点，（见图2）。路肩上沉降观测点采用铳钉在水泥上做点，并用红油漆标记；沉降及偏移观测桩采用Φ28长1.2米的钢杆打入路基下约1米，桩周上部0.2米用混凝土固定；
　　图2：监测点的布置示意图
　　2.2监测频次的要求
　　监测桩及监测点埋设后，必须测试初始读数，在施工前，必须对所有的桩位进行复测，作为正式起始读数。
　　溶洞注浆施工期间，一天测一次，当发现铁路路基附近有冒浆、地面起拱和开裂时，监测频次提高至4小时一次。桩基施工期间，距铁路中心线小于12米的桩基施工时，频次为一天一次，大于12米的，频次为两天一次。基坑开挖期间，一天一次。插打和拔除钢板桩期间，当发现变形速度较快，持续变化时，观测频次提高至4小时一次。
　　2.3监测方法
　　水平监测桩标高采用水准仪观测，水平测量应达到二等水准测量标准，测量精度到达±1mm，读数取至0.1mm。
　　位移监测采用全站仪利用稳固的基线边，采集坐标的形式进行位移监控。
　　2.4沉降、水平位移监测的控制标准
　　根据相关规范及相关要求，在确保在不限速条件下列车的行车安全，临近线路一侧单日位移达2mm/d，且不收敛时或累计位移达到10mm。
　　2.5监测的目的及意义
　　监测的主要目的有：1、在基础施工期间，根据被监测的监测数据，控制和协调基础施工工艺和速度，确保线路安全。2、将现场测量结果用于信息化反馈给各相关单位，使施工到达优质安全、经济合理、快捷的目标。3、将现场监测的结果与理论预测值相比较，用分析法导出更接近实际的理论公式，用以指导工程施工和决策。
　　3施工中沉降控制措施
　　3.1溶洞压力注浆施工
　　桩基施工前先对溶洞进行压力注浆处理，减少桩基施工过程遇溶洞产生漏浆塌孔现象的风险。先填筑施工平台，压实处理。每个小孔钻至最底层溶洞下20公分处。采用埋设PVC管，在灰岩地层下布设PVC花管（即PVC管上钻眼）。注浆水泥采用P.O425水泥，水灰比0.6～1.0，每个孔注浆以注浆压力达到0.1Mpa～0.3Mpa为标准。以确保溶洞充填密实，减少桩基础施工出现漏浆塌孔的风险。
　　1、钻孔过程中，控制下钢套管的长度，必须深入最底层粉质粘土层下1米以下，避免因钻至溶洞处漏浆而引起上覆盖渗水土层塌陷，可能影响铁路路基。
　　2、钻孔完毕之后立即下PVC管，严格检查套管的连接处，应密封连接，不得漏水，漏沙，避免堵塞PVC管，导致压浆不通，甚至爆管。
　　3、PVC管在溶洞上部分不得布设花管，避免水泥浆充填覆盖层，扰动地层，增大地层内应力，可能引起铁路基起拱或开裂现象。
　　4、埋设完PVC管后，应立即封管，采用水泥充填PVC管与钻孔之间的空隙，避免塌孔挤压PVC管造成无法注浆。
　　5、注浆顺序是先远离铁路线孔位后近铁路线孔位。多个孔同时注浆，如有串浆现象，应停止数小时之后再注。
　　6、注浆过程中安排专人现场巡视，关注周围地表变化情况如（冒浆、开裂、起拱）。密切注视压浆管上压力表的压力值，严格控制在0.1Mpa～0.3Mpa，达到0.3Mpa应立即停止，间隔数小时之后再注，如压力很快上升至0.3Mpa则表示此孔注浆完毕。
　　3.2桩基施工
　　因临近营业线，列车不限速，必须确保桩基施工不影响铁路路基。开孔时采用埋置深度不小于2.5m钢护筒，冲进至设计深度时，按设计要求下放钢护筒，护筒底脚进入稳定地层。桩基施工考虑布置一台钻机，成桩顺序以先远离铁路后靠近铁路桩基为原则。
　　1、开孔时采用小冲程，冲程控制在0.5米至1.0米，减小地基的震动，减少对铁路路基的扰动。
　　2、靠近铁路的桩基88#墩的9#孔和89#墩的1#孔桩基施工，宜先填筑施工平台与路基平齐，摆设好钻机。开孔时，宜采用挖掘机配合人工开孔，埋设钢护筒，避免采用冲击钻开孔，影响铁路路基。
　　3、下放钢护筒和钢筋笼时，如钢护筒和钢筋笼的长度超过吊机至铁路线的距离，需提前报封锁计划。下放时并有专人指挥。
　　4、冲进过程中如遇到漏浆现象，应及时补水、补泥浆保持孔内水头，然后再回填片石、粘土堵漏。
　　3.3钢板桩围堰施工
　　承台基坑施工采用钢板桩围堰施工法，插打钢板桩深度为9米，安装圈梁、垂直既有线方向插打抗滑桩，安装撑杆，形成整体以抵抗铁路路基侧压力。
　　1、基坑开挖期间安排专人观察铁路路基边坡的稳定情况及地表变化情况(如下沉、开裂等)，出现事故征兆时，应停止施工及时将有关情况上报，并将人员和机械设备撤离到安全地带。
　　2、钢板桩插打之后开挖基坑，靠近铁路侧插打12米长的钢板桩，靠近便道侧钢板桩插打至地面高度，挖掘机先开挖靠近铁路处，再开挖远铁路处。
　　3、承台浇注完成拆模之后应立即回填，并分层夯实，分层厚度控制在30cm左右，靠近铁路侧用浆砌片石回填。
　　4、拔除钢板桩时，采用灌砂法，采用细砂填充钢板桩拔除过程中产生的空隙，减小对铁路路基的扰动。
　　4、取得的效果
　　在鼎湖特大桥跨既有线88#、89#墩基础施工中，采用上述监测方法和沉降控制措施，沉降及偏移均满足规范设计要求，未影响既有线列车运行。尤其是在长达2个月的桩基础施工和插打、拔除钢板桩过程中，沉降和偏移均在控制范围内。

《岩溶地区临近既有线基础施工中线路的沉降控制》

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