铁路框架桥跨越高速公路安全施工技术

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  【摘 要】本文结合工程实例,详细介绍了跨高速公路铁路桥的施工工艺,对高速公路施工组织、铁路营业线运营安全、公路交通管制、应急预案等铁跨公框架桥安全施工技术进行了全面总结,对类似工程有借鉴作用。
  【关键词】跨高速公路;铁路营业线;交通管制;安全防护
  
  1.工程概况
  宜万铁路宜昌东站既有铁路鸦宜线在DK2+215.85里程处以2—12.0m框架桥跨汉宜高速公路,桥下净空5.7m;该桥位于车站道岔咽喉区附近,既有桥原长利用,两端接长共计34.12横延米,接长后桥上设计有宜万正线、机走线、鸦宜线、客车联络线等共6股道。
  本桥与另一座火光村中桥在封闭汉宜高速公路同一时间内采取交通管制,统一组织施工;交通管制段总长1530m。
  本段汉宜高速公路车流量大,路侧地下埋设有军缆、地方通信光缆等设施,既有框架中桥两侧设有人行道,人行道外侧悬挂有铁路用的通信光缆、信号光缆等设施,施工干扰大,施工安全要求高,既要保障铁路运营安全又要保障高速公路平安通行;两者交叉是整个工程施工组织管理的重点和难点。
  2.施工组织方案
  2.1 施工前准备工作
  2.1.1施工调查。在正式开工前,对本桥进行现场调查,审核相关图纸的工程数量、平面位置、标高是否符合现场情况。
  2.1.2测量放样。⑴在进驻工地前首先对本桥建立独立的坐标系,布设控制点、贯通水准点。⑵进行现场核对,实测本桥相应里程的路基断面,确保桥长满足路基宽度要求。
  2.1.3原材料控制。本桥现场设简易试验室,规范材料进场程序和监控措施,加强对进货的检验和试验,严把材料质量关。
  2.2主要项目施工方案
  2.2.1施工顺序。施工便道→清理现场→加强既有铁路道床防护→既有线全桥长全封闭施工防护网隔离防护→过渡改道至右幅行驶及左幅公路封锁→拆除左幅公路对应的既有铁路桥人行道及护栏→破除左幅路面→靠右侧边坡支护→左幅框架底板钢筋混凝土→左幅框架边墙、中墙及顶板钢筋混凝→左幅路面恢复(左幅附属工程同时进行)→接长后左幅路面对应的中桥面两侧安装人行道→过渡改道至左幅及右幅框架公路封锁→破除右幅路面→右幅框架底板钢筋混凝土→右幅框架边墙及顶板钢筋混凝→右幅路面恢复(右幅附属工程同时进行)→接长后右幅路面对应的中桥面两侧安装人行道→防水层施工→台背回填→解除封锁→全桥竣工。
  2.2.2既有线框架中桥两侧步板拆除。董家村中桥为宜万线跨汉宜高速公路框架桥,为在既有线两侧增加股道需将原铁路中桥两侧加宽,在加宽施工前须将既有框架桥两侧的人行道板、护栏及附属结构在不影响列车运行及高速公路安全通车的条件下予以拆除,拆除内容包括:隔离网高3m;长38.44m;护栏高1.5m,长38.44m;与既有框架桥同时浇筑的钢筋砼人行道板(厚30cm;宽2.5m,长38.44m);既有翼墙圬工;公路护坡等影响既有框架桥加宽的结构物。
  2.2.3拆除及支挡防护方案。在高速公路交通管制实施之前,先将既有道床加固,以防道碴滑落危及高速公路行车安全;高速公路交通管制实施后,即开始拆除董家村中桥两侧的人行道板钢筋砼及附属结构物,封锁高速公路左幅则拆除左幅的两侧,封锁高速公路右幅则拆除右幅的两侧,拆除程序见后表。
  ㈠加固道床。在高速公路封锁后拆除前,首先对既有道床进行加固,以防道碴滑落,加固措施如下:(1)将松动的既有挡碴块重新加固;(2)为防止挡碴块以上的道碴因振动或其他原因而滚落,采用竹胶板顺线路方向满铺压盖。
  ㈡拆除隔离网、两侧栏杆、钢筋混凝土人行道板。采用人工将隔离网拆除(封锁高速公路左幅则拆除左幅的两侧,右幅同),拆除后放于铁路限界以外,拆除隔离网期间,在施工地点前后各800处设置防护人员,随时通报列车通过情况。
  ㈢修平两侧的凿除面。将既有框架桥两侧的凿除面大致修平后,用砂浆抹平以保护钢筋及沉降缝处理。
  ㈣拆除既有翼墙及公路护坡。在高速公路封锁以后,同时拆除既有框架桥的翼墙及施工范围内的公路护坡,由于拆除既有翼墙和公路的护坡后,路面以上坡面暴露高度达6米以上,再加上基底在路面以下2.5米,坡面暴露高度达8.5米以上;在列车不中断运行的情况下极易引起营业线边坡的滑塌,为加固营业线边坡,采取以下路堤加固方案:突击将既有框架的翼墙和施工段的护坡拆除,紧跟着采用旧钢轨在既有路堤坡脚处打入一排钢轨加固桩(桩间距0.5米),新框架桥位处的山体坡面破除后视情况亦打入一排钢轨加固桩(桩间距1.0米)以保护山体坡面在施工框架桥期间的稳定。
  2.2.4基坑开挖施工。基坑开挖前由电缆、光缆管理部门将路肩两侧电、光缆改移至框架外侧1.5米以外,进行基坑开挖施工,由于该段位于挖方段,基坑开挖深度仅1.3米,基坑地质为粉砂岩,为保障高速公路行车安全故采用机械开挖,靠高速公路运营侧设置高于1.5米的封闭防护网,按照交通管制方案设置防护设施。
  2.2.5框架桥身砼浇筑。①框架身按照沉降缝分两节施工,先绑扎右幅底板1.2米厚、边墙及中墙50cm高的钢筋,再进行边板及中板的倒角处模板安装,边墙及中墙的模板采用拉筋及加强杆配合对口撑固定,以防止中墙模板的加固支撑对邻幅高速公路造成侵限。②钢筋和模板等隐蔽工程完工经自检合格后报请监理工程师检查,合格后即进行混凝土浇注;每节框架的混凝土分两次浇注:第一次浇注底板及边墙50cm高混凝土;待底板混凝土强度达到2.5MPa后即进行上部中墙、边墙及顶板钢筋绑扎和模板安装施工,钢筋和模板等隐蔽工程完工经自检合格后报请监理工程师检查,合格后即进行混凝土浇注,浇注边墙、中墙砼时,必须采用同时、对称、分层的方法进行。③混凝土浇注按“水平分层、横向分段”分节一次性连续浇注并振捣密实后成型,确保内实外美。
  2.2.6框架砼浇筑时注意事項。①中墙绑扎钢筋、立模及加固时,应对相邻侧高速公路行车防护到位,既不能侵占邻道行车范围又要保障作业面有足够的空间。在中墙两端设置安全岛,并沿中墙通长设置防护锥提醒行车注意安全;②顶板钢筋混凝土施工时,需严格注意砼输送泵对营业线的可能影响,以及对邻道高速公路行车的影响;③砼浇筑时的质量;④顶板满堂支架的安装及检算。
  (1)本桥的模板支撑采用碗扣式支架,搭设前应选配好立杆、横杆、扣件、托撑的规格及数量;(2)组拼前对支架基础及顶面高程进行复核,确保基础牢固,顶面标高符合设计要求;(3)在基础顶面对立杆进行定位,所有纵横向连接、扣件必须确认其牢固且符合支架设计要求(见后顶板满堂支架检算表),安排专人复查并验收签认;(4)立杆支架底部设可调底座,以便进行高程的微调;(5)预压验收:支架按设计要求搭设,预留15mm的预拱度,用砂袋进行1.2倍的顶板钢筋混凝土重量进行预压12h,量测弹性变形,消除塑性变形,同时检验模板及支架的刚度、强度、稳定性;测点布置按纵、横向每隔2~3m设置一个断面,测量频率为加载前、加载后、卸载后,共分三次分别对顶板钢模的高程及位移进行观测,根据测量记录,确定各点的弹性和非弹性变形,作为调整顶板钢模标高的依据;同时对支架进行评定,确认合格方准投入使用,不合格重新搭设。
  2.2.7路基附属工程。①回填桥背前,需经同条件试件检测强度满足规范要求后,方可进行回填作业;②桥背回填时,须通长、全宽、分层回填及打夯至密实,经检测合格后方可进行下一层回填。
  2.2.8框架桥施工时既有铁路的安全防护措施。①与铁路设备管理部门签订安全协议,对既有铁路桥实施防护及拆除施工;②拆除前在桥两端醒目位置设置“小心火车”牌,提醒过桥人员通过前注意了望和防护人员的提示;③拆除按照高速公路封锁分幅进行,所有用于施工的机械设备、工具等,禁止堆放于既有桥面上,长大机械作业时须有专人负责防护,以防侵入铁路限界;施工至中桥的中、边墙及顶板砼时,设专人现场防护,作业人员、设备、工具等不得侵入铁路限界;④接长框架与既有框架的接缝按正常施工缝处理;⑤接长框架施工完工后,应恢复此接长施工段的防护,确保列车运行安全。
  2.3交通管制
  2.3.1具体实施。在三次交通管制(第一次封锁左幅,第二次封锁右幅,第三次解除封锁)实施期间,由项目经理现场指挥,在高速公路管理部门的指导和配合下分两个小组进行。第一小组10人,负责标志牌的摆放、隔离板的拆除;第二小组10人,负责反光锥筒的摆放,两路口的交通疏导;配备3辆指挥车(拉警示标志牌、拉反光锥筒及现场指挥车各一辆)。交通管制实施进入施工后,在施工区前端20m设置1.2×1.5×12m的砂袋墙;在施工区设置足够的夜间施工警示灯;在现场设置安全值班员,24小时职守,疏导车辆,汇报交通情况;现场安全防护员负责维护反光锥筒、警示标志牌等。
  2.3.2安全保证措施。①按照高速公路管理部门的要求和安全管理的规定,设置全封闭施工防护网,减少施工对高速公路行车线的干扰,消除施工对高速公路运营安全造成的隐患;②严格按照规范要求设置施工地点、慢行等标志牌和设施;③严格遵守高速公路封锁施工的各项规定,不越过封锁范围施工,不损坏高速公路设施;施工机械及脚手架等均应该有防止向运营高速公路一侧倾倒的措施;④加强对现场施工人员的安全培训和考核,牢固树立邻线施工安全第一的思想,确保行车安全和人身安全;⑤所有进入施工现场的人员,必须按规定佩戴安全帽和其它防护用品,遵章守纪,听从指挥。对临时便道做好养护维修,对司机进行经常性的安全教育,避免在运输过程中出现车辆交通事故;⑥施工用电应合理布置,配电箱内必须装设漏电保护器,机械用电应设专门配电箱和保护接地装置,设有专人负责,标识清楚。夜间施工时应有足够的照明,同时使照明不得影响行车安全;⑦严格按照规范要求设置施工地点、慢行等标志牌和设施,夜间在封闭区域起点、终点处安设警示灯,封道施工时严禁施工标志、安全设施、机械设备、施工材料等占用行车道,压缩行车道宽度,严禁在施工作业段开放交通之前减少安全标志或安全设施;交通标志及设施的制作及安装必须严格按照《GB5786-1999》执行,夜间使用的交通标志及设施必须是使用反光材料制成的;⑧严格遵守高速公路封锁施工的各项规定,不越过封锁范围施工,不损坏高速公路设施;⑨施工现场设置安全防护员3名,24小时职守,两端固定交通安全疏导员各1名,中间设流动安全防护员1名,负责维护反光锥筒、警示标志牌等,所有参与工程施工的人员均须着统一的安全标志服、带标志帽;工地专职安全员应着安全服、带红袖章、手执红绿旗指挥现场安全施工,所有进入施工现场的人员,必须遵章守纪,听从指挥;对临时便道做好养护维修,对司机进行经常性的安全教育,避免在运输过程中出现车辆交通事故。
  3.应急预案
  针对本段高速公路中桥施工的特点,制定交通事故应急预案,将交通事故的损失降到最小。
  3.1应急领导小组及职责
  成立交通事故应急领导小组,项目经理李中峰任组长,赵建春、周金才任副组长,组员包括:胡东范、周洪海、汪学华、刘建明、刘存生、蒋胜兵、王治海(详见后附应急联系单)。
  3.2交通事故的处理
  在封锁施工区段出现的交通事故,施工单位将及时上报路政、交警、救护等,立即封锁或疏导交通,避免进一步发生连锁事故,并积极展开现场救援及处理:
  (1)现场交通事故发生后,第一时间通知应急组长,由应急组长发出应急指令,立即封锁或疏导交通,告知各方,准备救援。
  (2)如交通事故引发火灾或爆炸,立即拨打火警119及急救120,告知事故发生的具体地点及现场损失情况,全体在场的工作人员必须立即投入救火行動,利用现场施工用水及砂,及时将火扑灭,将受伤人员紧急处理后及时送往医院救治;如遇有毒物品运输交通事故,立即疏散附近居民,等待消防救援;当事故较大影响旁路通过时,应该立即封锁交通,当不影响旁路通过时,可以在现场交警或安全员的引导下通过。
  (3)如遇车辆误撞或追尾事故,则立即组织现场人员加入抢救,对伤员外伤进行简单的包扎止血等紧急处理,并将受伤人员及时送往医院救治;当事故较大影响旁路通过时,应该立即封锁交通,当不影响旁路通过时,可以在现场交警或安全员的引导下通过。
  (4)若在单行道上出现故障车,则及时通知交警予以拖走或利用施工车辆托行至管制段外紧急停车道。
  4.结束语
  铁路营业线施工是高风险项目,施工过程安全控制是重中之重。施工的营业线框架中桥接长工程又涵盖了高速公路换幅施工难点,如何组织特殊地段的营业线工程施工,特别是涉及高速公路,其间的协调将是影响整个施工的中关键,常常会影响控制工期,本工程的顺利完工,也给今后类似工程施工积累了一定的经验。
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