摘要：全国高速铁路进入跨越式发展新时期，新建铁路与既有线铁路间不可避免的要发生交叉式跨越。本文以新建京石铁路客运专线石太直通线跨307国道大桥跨越既有石太铁路线为例详细探讨位于既有石太铁路路基边坡上桥梁主墩基础的施工防护设计、防护桩施工，承台基坑开挖防护及应急预案，讲述如何在保证既有铁路线路基稳定的情况下，保证既有铁路线安全通车运营的前提下，如何安全顺利开展新建铁路项目桥梁跨越既有线的施工。
关键字： 既有线路基稳定 防护桩施工防护措施应急预案
1．工程概况
新建京石铁路客运专线石太直通线跨307国道大桥中心里程为DK23＋635.74，全长459.13m，孔跨布置为： 3×32简支箱梁+(48+80+80+48)预应力混凝土连续钢构＋3×32简支箱梁。设计以连续钢构上跨既有石太铁路，与既有线交角为83°02′，连续梁部分的5号主墩高74米，且毗邻既有线，承台外缘距离铁路下行线外轨为12.8m，承台基坑开挖深度在路基侧为10m，承台开挖及桩基施工严重影响到既有线路基的稳定。京石铁路客运专线和既有石太线的位置关系见图1《跨307国道大桥桥跨布置图》，5号主墩承台和既有线路基的位置关系见图2《承台与既有线关系断面图》。
图1跨307国道大桥桥跨布置图
图2承台与既有线关系断面图
2．防护桩的设计及施工方案
2.1防护桩的布置
承台施工时，距离既有线较近，
开挖深度达10米，影响既有线的路基
稳定和行车安全，必须采取防护措施。基础施工前对路基做23根钢筋混凝土防护桩及顶部系梁防护。
防护桩采用Φ1.25m挖孔桩，
间距1.65m，桩底标高在承台底以下不小于5.0m。
桩顶标高与承台路基
边坡开挖线平齐或略高。
沿承台路基侧边缘开挖布置23根
（5#主墩防护桩布置图见图3）。
防护排桩锚固与外漏比例为1：1，
防护桩距承台边缘为27cm。
图3 5#主墩防护桩布置图
2.2防护桩的施工
2.2.1 施工前的准备工作
防护桩位于既有线路基边坡上，开工前必须报告所属工务段、电务段征得其书面同意，并签定施工安全协议，备足施工和抢险材料后，方能动工；施工期间，施工单位应派人日夜监控和巡查，密切注视线路变化情况，发现并向有关单位汇报，消除有碍行车安全的病害。
2.2.2 人工挖孔
采用GPS或全站仪根据设计桩位进行放样，确保桩位准确。桩孔间隔开挖，按桩位编号跳挖，避免施工时相互影响，保证孔壁土体的稳定。桩孔开挖采用分节开挖法，人工用风镐从上而下逐层挖掘，简易电动提升架提升。
施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况，并要勤检查，注意土层的变化。发现流沙层，应缩短开挖进尺，按30-50cm深度开挖，并及时护壁，砼应加速凝剂，加快凝固速度。桩端入岩，手风钻难于作业时，可采用无声破碎方法进行。挖孔桩运到地面的土石应暂时堆放在距孔口边缘1米以上，堆放高度不应超过1米。
取土（石）渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具要经常性的检查。挖孔人员必须配带安全帽，安全绳，提升平台必须搭设牢固。挖孔作业暂停时，孔口必须罩盖，防止人、物掉入孔内。工地必须有充足的照明设施，以保障正常的作业。挖孔至设计深度以后，清除孔底松土、沉渣、杂物，截面尺寸符合设计要求，孔的中线误差不得大于孔深的0.5％。
2.2.3 护壁的施工
防护桩开挖采用钢筋混凝土护壁，厚15-20cm，分节开挖，每挖一节支护一节，分节高度据现场情况而定，一般在50-100cm间。护壁砼模板的支护在灌注后24小时拆除，开挖要求在上一节护壁砼终凝以后进行。护壁主筋采用Φ10圆钢，@20cm，箍筋采用Φ8,@20cm。护壁的配筋情况见图4。浇灌护壁砼时，用敲击模板及用竹和木棒插实方法。护壁砼的内模拆除，根据气温等情况而定，一般可在24小时以后进行，使砼有一定强度，以能挡土。当第一节护壁砼拆模后，即把轴线位置标定在护壁上，并用水准仪把相对水平标高画记在第一圈护壁顶上，作为控制桩孔位置和垂直度及确定桩的深度和桩顶标高的依据。
图4护壁混凝土厚度及钢筋布置图
视地质情况，第一节孔圈护壁为0.5m，并应高出现场地面20cm-30cm，为防止土、石、杂物落入孔内伤人，井口需围护高度30 cm。第一次在终孔时，必须清理好护壁污泥和桩底的残渣杂物浮土，清除积水。经监理工程师检查认可，在办理好签认手续后，下放钢筋笼。第二次在钢筋笼下放后，混凝土浇注前进行，近一步清除碴土，确保孔底沉碴为符合要求时及时浇灌砼。
2.3钢筋笼的制作及安装
在制作钢筋笼时，主筋不设弯钩，主筋的接头要相互错开。钢筋笼均在孔内绑扎，为保证钢筋笼不变形，每隔2米十字加劲钢筋。
钢筋下料必须严格按照设计图纸进行下料，主筋钢筋的接头必须按照50%错开，错开的距离大于35D且不小于50 cm。钢筋笼绑扎成型后周边设置钢筋耳朵保护层，每周设置4个，间距不大于1.2 m。
钢筋笼安装过程中要按照设计图纸及铁路规范进行施工，保证钢筋笼的质量，在安装钢筋笼的过程中，严格防止钢筋及机具侵入铁路界限。
2.4 防护桩混凝土的浇筑
砼浇注采用导管法施工，水下混凝土灌注工艺。桩体砼要从桩底到桩顶标高一次完成。并超灌砼10cm，以确保桩头砼密实。在灌注桩身砼时，相邻10M范围内的挖孔作业应停止，并不得在孔底留人。灌注桩身砼时，应按规定留置同条件养护试块。混凝土的运输直接用搅拌车运送至现场用地泵输送即可。
桩孔间隔开挖，待桩身砼达到设计强度的85%后再开挖邻桩，避免抗滑桩已浇筑的混凝土受到影响和破坏。
3．承台开挖时的路基变形观测
3.1设置路基及抗滑桩观测点
在既有铁路线路基上设置沉降观测点，观测点每隔2米设置一个，观测点设置范围要沿承台边横桥向方向每边大于10m。在每根防护桩顶部设置位移观测点，时刻监控防护桩的位移情况。
3.2 承台的开挖
承台的开挖量大且深，承台开挖采用台阶式开挖法，承台开挖时先人工四周开挖探测沟，确认没有电缆和管线后再采用机械开挖，开挖控制的承台方位内。开挖工程要派专人监管，若发现电缆，不明埋设物等地下设施或其它情况，果断采取相应防护措施。承台台阶式开挖要从靠近铁路侧向远离铁路侧开挖，开挖至地下1.0m，观测路基及防护桩稳定情况，确认无问题后，继续开挖，要保证每隔1h和每开挖深1m时进行一次路基稳定观测，直至开挖到设计标高。
4．既有线施工的安全保证措施
1. 施工前，按技术交底和现场交桩资料，划定施工红线后，约请建设方和工务、电务、通信电段等有关单位，共同到现场对施工范围内可能影响通讯信号等既有设备正常使用的情况进行调查。由工务、电务通信部门提供既有设备的情况和资料，特别是地下电缆、管道等隐蔽工程的情况，共同商定确保上述设备正常使用而必须采取的保护措施或迁移方案，然后由施工单位或委托专业单位进行设计和编制预算，经报批后，组织施工。
2.在运营线旁开挖路肩，施工前应与有关工务段、电务段联系，并根据工务段、电务段提供的路基和电务设备情况，制定切实可行的安全措施，确保行车安全。工地和车站运营室之间用对讲机和手机，派专人在车站加强联系，将列车运行情况和有关方面的事情及时通知施工现场。
3.在运营线旁进行桩基施工、开挖基坑等影响路基稳定的施工，应报告所属工务段、征得其书面同意，并签定施工安全协议，备足施工和抢险材料后，方能动工；施工期间，施工单位应派人日夜巡查，密切注视线路变化情况，及时发现并向有关单位汇报，消除有碍行车安全的病害。
4.防护桩及基坑开挖成型后，应尽快进行施工，尽量缩短基坑暴露时间。
5， 当施工地点出现异常不能正常行车时，应在距施工地点两端800m处设置响墩，警示列车停止运行。
6.若不知来车方向，应在故障地点两端设防护，并注意倾听和了望列车，发现来车，应急速奔向列车，用信号旗(灯)或徒手显示停车信号，使列车在故障地点前停止。
5．结论
临近既有线施工受铁路运营的制约，施工方案、工艺工法和施工机具选择均以保证营业线安全为前提。经路基、防护桩的测量监控验证，后续施工的桩基及承台浇筑对铁路均未造成影响，防护桩的设计施工运用取得良好的效果，该毗邻既有线高边坡路基开挖防护方法为今后的类似施工积累宝贵的经验。
参考文献
[1] 《营业线施工及安全管理实施细则》（京师铁［2008］435号）
[2]《防止在既有线施工挖断电缆的若干规定》（京铁建［2005］209号）
[3]《铁路信号施工规范》、
[4]《铁路工务安全规则》
[5]《铁路技术管理规程》
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。