張 宇

(沈陽局集團(tuán)公司 山海關(guān)工務(wù)段，遼寧 錦州 121000)

1 鐵路營業(yè)線施工原則

鐵路營業(yè)線施工是指影響營業(yè)線設(shè)備穩(wěn)定、使用和行車安全的各種施工作業(yè)[1]，按組織方式、影響程度可分為施工和維修2類。鄰近營業(yè)線施工是指在營業(yè)線兩側(cè)一定范圍內(nèi)，新建鐵路工程、既有線改造工程、地方工程等影響或可能影響鐵路營業(yè)線設(shè)備穩(wěn)定、使用和行車安全的施工作業(yè)。

營業(yè)線施工的目的是為了保證行車設(shè)備狀態(tài)良好，使列車按照規(guī)定的速度安全、平穩(wěn)、不間斷的運(yùn)行。天窗修制度是保證鐵路營業(yè)線施工安全的有效措施，凡影響營業(yè)線設(shè)備穩(wěn)定、使用和行車安全的施工作業(yè)，都必須納入施工天窗。鐵路營業(yè)線施工是運(yùn)輸組織的重要組成部分，應(yīng)加強(qiáng)施工計(jì)劃和施工組織管理，積極推廣技術(shù)先進(jìn)的施工機(jī)具和施工方法，提高施工作業(yè)效率和質(zhì)量。

2 工程概況

秦沈線自開通運(yùn)營以來常年出現(xiàn)季節(jié)性凍害現(xiàn)象[2]。2017—2018年發(fā)生凍害368處，其中292處位于涵洞頂部，平均凍脹長度為10 m，平均凍脹高度為5.2 mm。

關(guān)于季節(jié)性凍土的凍害整治前人已經(jīng)做過大量的研究[3-6]，本次凍害整治采用新型的治理工藝——微型盾構(gòu)橫向換填法進(jìn)行治理，治理涵洞6座11處(上下行)，凍害治理長度共計(jì)202 m。

3 施工工藝簡介

微型盾構(gòu)掘進(jìn)換填凍害路基整治技術(shù)是采用微型盾構(gòu)設(shè)備對(duì)產(chǎn)生凍害層位的路基填料進(jìn)行置換，換填材料為不產(chǎn)生凍害的混凝土或砂漿，從而達(dá)到減少或消除路基凍害的目的。

主要施工工序如下：

1)勘察取樣

凍害整治實(shí)施前對(duì)每個(gè)工點(diǎn)進(jìn)行勘察取樣，并進(jìn)行土工試驗(yàn)。

2)設(shè)置硬隔離

在道床坡腳采用金屬浸塑網(wǎng)將營業(yè)線與施工作業(yè)區(qū)進(jìn)行隔離(安裝供監(jiān)測人員上道的通道門)，再向下延伸與原有的防護(hù)網(wǎng)相連，形成封閉的作業(yè)區(qū)間，確保點(diǎn)外施工對(duì)行車不產(chǎn)生干擾。

3)場地清理及搭設(shè)施工平臺(tái)

清除施工地段路堤邊坡和涵洞周邊的雜物、植被灌木，鑿除施工地段路肩及邊坡圬工防護(hù)和涵洞頂帽石，對(duì)影響施工的電線電纜進(jìn)行遷移、防護(hù)、固定。清除道砟外側(cè)的基床填料，修整微型盾構(gòu)所需的施工面。采用H型鋼和架子管搭設(shè)施工平臺(tái)。

4)微型盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)作業(yè)

將微型盾構(gòu)機(jī)放置在施工平臺(tái)上，將鉆頭鉆桿連接到盾構(gòu)機(jī)上，同時(shí)將套管套在鉆桿上。校正盾構(gòu)機(jī)和套管的軸線、高程和坡度，并將盾構(gòu)機(jī)固定在施工平臺(tái)上。根據(jù)現(xiàn)場勘查的置換厚度選用匹配的套管管徑。啟動(dòng)設(shè)備，即可進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)。每節(jié)鉆桿長1.0 m，插接連接。當(dāng)?shù)?節(jié)鉆桿和套管掘進(jìn)完成后，將鉆機(jī)與鉆桿拆開，安裝下一根鉆桿和套管繼續(xù)推進(jìn)。持續(xù)工作，掘進(jìn)至設(shè)計(jì)要求的深度。

5)施工監(jiān)測

施工監(jiān)測通過測量儀器在施工期間對(duì)路基、軌面高程及平面進(jìn)行監(jiān)測，主要采用全站儀監(jiān)測系統(tǒng)和自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)2種監(jiān)測手段。

全站監(jiān)測系統(tǒng)由2臺(tái)智能全站儀和相應(yīng)數(shù)量的棱鏡組成。全站儀在封閉網(wǎng)內(nèi)上下行各設(shè)置1臺(tái)，棱鏡布置在軌枕兩端，每4根軌枕(間距2.4 m)設(shè)置1個(gè)棱鏡。用φ12 mm鉆頭打孔，打孔深度30 mm。然后將長50 mm的棱鏡桿采用膠裝的方式固定在孔內(nèi)，最后將棱鏡安裝在棱鏡桿上。棱鏡高度低于軌頭20 mm，軌枕兩端交替呈梅花形布置，路肩側(cè)棱鏡朝本側(cè)施工方向，兩線間一側(cè)朝相反方向。監(jiān)測時(shí)，上行全站儀監(jiān)測上行外股軌枕端和下行兩線間軌枕端，下行全站儀監(jiān)測下行外股軌枕端和上行兩線間軌枕端。

自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)主要由自動(dòng)監(jiān)測傳感器和接收終端組成。自動(dòng)監(jiān)測傳感器沿線路方向安裝在軌枕一端，每個(gè)軌枕端打設(shè)2個(gè)膨脹螺絲，然后用U形鋼圈固定，接收終端安設(shè)在作業(yè)點(diǎn)現(xiàn)場。

6)灌漿置換

掘進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后退出鉆頭和鉆桿，套管留在孔內(nèi)，清理殘留的浮土，選用C30自密實(shí)混凝土和速凝砂漿分層灌注。澆筑過程中不斷振搗，確保混凝土和砂漿填滿鋼管。

7)排水管施工

采用潛孔鉆機(jī)在相鄰鋼管下方鉆孔，孔徑90 mm，鉆孔深度和鋼套管相同。成孔后放入高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，HDPE)排水管，排水坡度不小于0.5%。排水管上半部可鉆10 mm小孔，梅花形布置，前端管口和管壁外部包扎一層土工布。

8)工作面回填及坡面防護(hù)恢復(fù)

將路肩開挖出來的土摻入白灰(石灰和土的體積比為3∶7)進(jìn)行回填并分層壓實(shí)，每層厚度不大于300 mm，壓實(shí)率不小于90%。邊坡用漿砌片石重新砌筑，路肩采用防水砂漿澆筑封閉。

9)撤除硬隔離

拆除道床坡腳和兩端的金屬隔離網(wǎng)，并對(duì)被破壞的道砟面進(jìn)行修整恢復(fù)。

4 施工計(jì)劃和施工組織管理

本次凍害整治工程工點(diǎn)分散、施工線路長、施工工藝復(fù)雜，需要營業(yè)線封鎖施工，從而影響運(yùn)輸組織。因此，施工前必須做好施工計(jì)劃和施工組織[7]，做到施工方案超前，要素配置到位，內(nèi)外協(xié)調(diào)有序，安全質(zhì)量受控。

4.1 施工工序分級(jí)管理

按照鐵運(yùn)[2012]280號(hào)《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》對(duì)微型盾構(gòu)掘進(jìn)換填凍害路基整治技術(shù)的施工工序進(jìn)行分析，將不同的施工工序進(jìn)行分級(jí)管理。因上述工序4—6中涉及對(duì)路基本體進(jìn)行鉆孔、掘進(jìn)、灌漿等作業(yè)，影響路基穩(wěn)定及行車安全，必須申請(qǐng)營業(yè)線封鎖，在天窗點(diǎn)內(nèi)施工，施工等級(jí)為Ⅲ級(jí)(見圖1)。而工序1，3，7，8為輔助性工程(見圖2)，不影響路基穩(wěn)定及行車安全，可申請(qǐng)鄰近營業(yè)線施工。按B類施工管理，編制施工安全監(jiān)督計(jì)劃上報(bào)鐵路局申請(qǐng)施工。

圖1 營業(yè)線封鎖微型盾構(gòu)施工圖2 鄰近營業(yè)線B類施工

通過對(duì)施工工序的分級(jí)分類，按不同施工等級(jí)、類別進(jìn)行管理，縮短了施工周期，最大限度地降低施工對(duì)行車的影響，有效提高了天窗的利用率。

4.2 營業(yè)線封鎖施工組織管理

從臺(tái)安K608+500至丁香湖K676+635兩個(gè)區(qū)間共有涵洞6座，凍害點(diǎn)11處。為了便于施工管理，同時(shí)減少對(duì)運(yùn)輸組織的影響，每次只申請(qǐng)1個(gè)涵洞(含上下行)進(jìn)行營業(yè)線封鎖施工。

按照規(guī)定，施工單位必須提前向運(yùn)輸處提出月度施工計(jì)劃申請(qǐng)表。因此，需要對(duì)每處工點(diǎn)的施工難點(diǎn)、施工效率做好預(yù)判，制定合理的施工流水計(jì)劃，由慢到快，由易到難循序推進(jìn)。做到申請(qǐng)的天窗不浪費(fèi)，也不能因?yàn)樯暾?qǐng)?zhí)齑安蛔阍斐墒┕そM織混亂。

5 營業(yè)線施工安全管控

營業(yè)線施工必須把確保安全放在首位，堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針。

5.1 安全培訓(xùn)

安全培訓(xùn)是提高施工從業(yè)人員安全意識(shí)和安全技能的主要手段。施工單位在進(jìn)場前對(duì)參與施工的所有人員進(jìn)行一次施工安全培訓(xùn)，并邀請(qǐng)?jiān)O(shè)備管理單位的安全專職人員講解安全知識(shí)，最后進(jìn)行考試，合格者方準(zhǔn)進(jìn)場施工。

5.2 安全交底

施工單位應(yīng)先對(duì)交底工作做好充分的準(zhǔn)備，對(duì)每個(gè)分項(xiàng)分部工程的施工方法、作業(yè)流程、人員分工、機(jī)具設(shè)備操作、安全文明施工和存在的危險(xiǎn)因素及其控制措施向所有參與施工的人員進(jìn)行詳細(xì)交底。特別是對(duì)施工作業(yè)過程中可能危及營業(yè)線列車運(yùn)行安全的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行針對(duì)性的分析，并制定專項(xiàng)防控措施，責(zé)任到人，有效落實(shí)。

5.3 雨季施工安全工作

開挖的施工面預(yù)留一定的排水坡度，防止積水?？拷€路一側(cè)采用雙層沙袋護(hù)坡，如遇降雨則采用塑料布對(duì)施工面進(jìn)行全覆蓋，防止雨水沖刷路基基床。雨季前對(duì)現(xiàn)場配電箱、閘箱、電纜臨時(shí)支架等設(shè)備仔細(xì)檢查，確保用電安全。雨季所需材料、設(shè)備和其他用品，如水泵、抽水軟管、草袋、塑料布、苫布等由材料部門提前準(zhǔn)備，水泵等設(shè)備應(yīng)提前檢修。

5.4 施工安全防護(hù)措施

1)設(shè)置硬隔離。將施工作業(yè)人員和機(jī)具與行車隔離，除天窗點(diǎn)內(nèi)監(jiān)測人員上道外，其他人員一律不準(zhǔn)越過隔離網(wǎng)。施工過程中若鄰線來車，防護(hù)員鳴笛，所有施工人員應(yīng)立即停止作業(yè)。

2)嚴(yán)格按規(guī)章制度設(shè)置施工防護(hù)?，F(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人、安全員、現(xiàn)場防護(hù)員、駐站聯(lián)絡(luò)員等按照規(guī)定時(shí)間到達(dá)自己的工作崗位，充分做好施工準(zhǔn)備，認(rèn)真進(jìn)行班前安全教育。檢查防護(hù)用品，確保性能良好并進(jìn)行試通話，確保施工作業(yè)過程中聯(lián)絡(luò)通暢。施工天窗命令下達(dá)后，按規(guī)定設(shè)置施工封鎖防護(hù)，防護(hù)人員嚴(yán)格執(zhí)行呼叫應(yīng)答制度，安全員對(duì)防護(hù)人員進(jìn)行監(jiān)督檢查，確保防護(hù)工作有效落實(shí)。

3)嚴(yán)格執(zhí)行施工登記、銷記制度。嚴(yán)格按當(dāng)日批準(zhǔn)的施工計(jì)劃進(jìn)行登記、銷記，并按命令下達(dá)的天窗時(shí)間組織施工，未接到上道命令嚴(yán)禁上道。

4)做好上道材料和工(機(jī))具的登記。上道前，清點(diǎn)、登記各種上道工(機(jī))具和材料，并明確到每個(gè)施工人員，施工結(jié)束后復(fù)檢、銷記。由工區(qū)監(jiān)控人員和施工單位管理人員共同確認(rèn)上道工(機(jī))具和材料。

5)防止漏電傷害。電線線路負(fù)荷(尤其是插線板)、用電器功率必須與電源線負(fù)荷相匹配。保證電源線線路順暢。移動(dòng)設(shè)備時(shí)，先斷電后扯線移動(dòng)。電源線線路須配漏電保護(hù)和接地安全保護(hù)。

6)施工人員必須穿戴帶有反光條的勞動(dòng)防護(hù)用品，備好照明設(shè)備，保證現(xiàn)場照明。

7)接近高壓電線路等供電設(shè)備作業(yè)的工(機(jī))具和作業(yè)人員須與供電設(shè)備的帶電部分保持不小于2 m的距離。

8)作業(yè)地點(diǎn)用臨時(shí)封閉網(wǎng)與線路隔離，非封鎖期間人員及工具不得侵入封閉網(wǎng)內(nèi)，本線來車時(shí)停止作業(yè)。

9)單線封鎖鄰線通車時(shí)，安全員、現(xiàn)場防護(hù)人員要加強(qiáng)巡視、瞭望，確保施工工具不侵入限界；鄰線有列車通過時(shí)，兩端防護(hù)員立即通知現(xiàn)場防護(hù)人員，現(xiàn)場防護(hù)員鳴笛示警要求監(jiān)測人員立即下道避車。

10)施工完成后，施工單位加強(qiáng)線路設(shè)備養(yǎng)護(hù)，按規(guī)定逐步提速直至列車常速運(yùn)行，確保行車安全。

5.5 線路狀態(tài)監(jiān)測

1)天窗點(diǎn)內(nèi)施工時(shí)采用全站儀、水準(zhǔn)儀、道尺等設(shè)備對(duì)線路幾何狀態(tài)進(jìn)行測量，若出現(xiàn)沉降、上拱或偏移幅值超限的情況，應(yīng)立即停止施工。分析產(chǎn)生問題的原因，并采取應(yīng)急措施調(diào)整線路，確保按天窗時(shí)間安全開通。

2)線路開通后采用自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測線路狀態(tài)。自動(dòng)監(jiān)測傳感器沿線路方向安裝在軌枕一端，接收終端安設(shè)在作業(yè)現(xiàn)場和工務(wù)段監(jiān)控室內(nèi)。實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置5，8，11 mm的偏移預(yù)警值，達(dá)到此值時(shí)接受終端報(bào)警。影響行車安全時(shí)，立即采取限速、封閉等措施。

6 施工質(zhì)量保證措施

施工前做好施工人員的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)交底，并保證交底效果。施工過程中，關(guān)鍵工序的操作人員應(yīng)固定，不得隨意更換。雨季施工時(shí)，對(duì)鉆好的孔進(jìn)行封堵，防止雨水進(jìn)入。鉆孔出土過程中，采用道尺對(duì)軌道高程進(jìn)行監(jiān)測。

7 結(jié)語

采用微型盾構(gòu)掘進(jìn)換填凍害路基整治技術(shù)進(jìn)行凍害整治是首次在秦沈客運(yùn)專線上應(yīng)用，也是首次在國內(nèi)實(shí)施，已取得了顯著效果。為確保凍害徹底消滅、整治任務(wù)安全順利完成，需要對(duì)施工計(jì)劃、施工組織以及安全生產(chǎn)進(jìn)行科學(xué)管控。