煤矿铁路装车站旧站改造过程施工的重点难点分析

摘要：矿建配套工程尤其是输煤铁路沿线改造工程在不影响正常运行的情况下进行施工有很多重点和难点。

关键词：铁路沿线、灌注桩

中图分类号：F540.3 文献标识码：A

一、工程概况及设计要求

工程由12根灌注桩和6个双桩承台组成，其中桩1六根：桩径1000mm，有效桩长28m，实际施工桩长25.8m。桩2六根：桩径1000mm，有效桩长25m，实际施工桩长22.8m。桩身混凝土强度等级均为C30。

二、本项工程的重点和难点

1、快速定量装车站基础与现有铁路线及其周边环境的位置关系：

根据设计单位的正式图纸设计，我项目部经过现场测量，绘制了快速定量装车站桩位、承台与铁路线、原装车站位置关系平面图和钻机作业范围与铁路线位置关系平面图。（见附图）如图所示，

1至4号桩位于两条铁路线中心，承台边距北侧铁路路轨距离为1.25米、距南侧铁路路轨距离为1.55米，考虑打桩钻机本身所需占用的空间和影响范围。施工区域边到北侧铁路路轨距离为0.25米、到南侧铁路路轨距离为0.55米。5至8号桩，承台边距其南侧铁路路轨距离为2.9米，施工区域边到南侧铁路路轨距离为1.9米。9至12号桩承台边距其北侧铁路路轨最短距离3.2米、最长5.6米，施工区域边距其北侧铁路路轨距离最短处2.2米，最远处4.6米。由以上数据可以看出，1至8号桩位及其承台距铁路线过近，是施工中的重点和危险点。

2、基础施工中铁路运行产生的影响

根据现场情况和设计图纸要求，基础施工必然会对铁路运输产生影响，由于设计的基础桩体与承台位于三条铁路线之间且距离铁路线很近，施工中钢筋笼吊放定位、混凝土灌注均需使用吊车吊运于桩体上方进行施工。届时如果有列车通过将会影响吊车司机的正常视线和施工设备的正常运转。所以我项目部经过认真规划和铁路运输部门的协商，决定使用一台50吨吊车配合吊装钢筋笼，混凝土浇筑全部使用48米臂长的商品混凝土泵车完成。

3、快速定量装车站基础施工前，根据放线定位结果。施工范围内的地下电线、电缆、通信信号线众多，因建设单位属于老矿区，地下管线资料不齐全、工期又十分紧张、项目部综合考虑各方面具体情况之后，本着安全第一的原则，人工对将开挖基础范围内一米深的地下管线进行勘探，分别在南北和东西方向各人工开挖一条窄沟，如遇管线马上通知建设单位到现场协商解决并制定相应的处理措施。保证正式施工过程不受影响，不对铁路设施造成意外损害、保证安全施工。

三、施工过程和步骤

1 施工技术准备

根据图纸内容进行审图，由建设单位组织施工方及设计单位对图纸中可能出现的问题进行会审，并及时解决问题。

2、现场施工准备

2.1．根据桩位平面布置图测量基准点，由专职测量人员进行放线工作，放线结束后会同建设单位及设计人员共同验线，认为无误并签字认可。

2.2.根据建设单位提供的现场电源、水源连接调试好相关施工设备。

2.3.为施工机械进场及混凝土灌注准备临时道路。

2.4.根据甲方指定泥浆坑地点开挖≥10m3的地面临时储浆池。

2.5.按照施工平面图标明的位置平整钢筋制作场地。

2.6．钻机根据施工计划确定的施工桩位顺序就位。

3、单桩施工时间

钻机正常钻进，单桩钻孔时间为2小时，清孔、换浆、钢筋笼吊装3小时，混凝土灌注2小时。成桩总时间为24小时。地质资料显示，本地区地下负9米和负13米处还存在硬质岩层，总厚度在2米左右。本基础工程桩设计桩长28米，需通过此深度的硬质岩层。施工中如遇2米左右的硬岩层钻孔速度将相应减缓2至3小时。

4、施工步骤

根据场地工程地质条件和桩基设计情况，以及场地地下水情况，本工程拟采用冲击钻机泥浆护壁成孔、导管水下混凝土灌注施工工艺。

4.1施工放线

根据桩位平面布置图测量基准点，首先由专职测量人员进行放线工作，放线结束后会同建设单位及设计人员共同验线，认为无误并签字认可后方可进行下一步的施工工作。

4. 2 埋设护筒

根据桩位预埋护筒，护筒内径比设计桩径大100mm左右，长度0.8～1.0m。护筒中心与桩位中心埋设误差不得大于50mm，护筒埋设应保持垂直；埋设护筒的孔口要大于护筒直径100mm以上，周围需用黏性土从下往上填满捣实。经测量人员用仪器复核后方可开钻。

4.3 钻机就位

钻机就位时，要做到机座平稳，转盘中心与桩位偏差不得大于

20mm。还必须做到“三点一线”，即天车中心，回转器中心与钻头中心线在同一铅垂线上。

4.4 对设计资料进行技术交底，对施工进行安全交底。

4.5 钻进成孔

4.5.1 钻进成孔

（1）钻机就位确保准确，钻杆要求垂直，在施工中不发生倾斜、移动，经检测无误后方可开钻。

（2）开始钻进时先轻压慢转，当钻头正常工作后，逐渐加大转速调整钻压。

（3）钻进过程中应细心观察进尺及出渣情况，根据出渣种类及多少适当控制进尺速度。

（4）钻进时如孔内出现坍孔等异常情况时，应立即将钻具提离孔底并保持泥浆液面高度；必要时向孔内输送性能符合要求的泥浆，提高净水压力，以抑制继续塌孔。

（5）及时清理孔口排渣，避免泥浆漫流，做到文明施工。

4.5.2 及时换浆和排渣

为提高钻进效率和保证孔壁稳定，必须及时换浆和排渣，确保泥浆性能指标满足钻进成孔需要。

4.5.3 清孔

钻孔达到设计深度后，此时空转不进尺，以比重较低(1.05～1.10)的新泥浆替换孔内比重较大的泥浆。

4.6 终孔验收

当钻至持力层设计深度并满足有效桩长要求后即可停钻。桩孔终孔后，由钻机机长、质检员提请复检合格后报建设单位，对其桩径、孔深、垂直度及孔底沉渣等各项指标依据规范规定及设计要求进行验收签署意见。达到标准后进行下道工序。

4.7钢筋笼的吊放

（1）钢筋笼吊放时值班工长、质检人员、安全员及机台机长必须在场，并由值班工长统一协调指挥。

（2）钢筋笼较长时用吊车整体起吊入孔，应保证平直起吊。

（3）笼子吊离地面后，利用重心偏移原理，通过起吊钢丝绳在吊车钩上的滑动并稍加人力控制，实现平直起吊转化为垂直起吊，以便入孔。

（4）各起吊点应加强，防止因笼较重而变形。起吊过程中要注意安全、密切配合。

（5）吊放钢筋笼入孔时，应对准孔位轻放慢放入孔，遇阻碍要查明原因，进行处理，不得强行下放。

（6）入孔后，通过插杆定位。

4.8 混凝土浇灌

（1）工程采用现场搅拌混凝土，混凝土强度等级均为C30，按水下混凝土灌注的规范要求，混凝土坍落度控制在180~220mm，砂率在40％～45％。

（2）灌前导浆管安装必须加密封圈，连接坚固，不漏浆。

（3）灌前必须放好球胆及盖板。

（4）初灌量保证在1.0m3以上，并保证初灌埋管深度不小于0.80m。

（5）初灌时，导管底口距孔底距离控制在0.30～0.50m之内。

（6） 灌注过程中，导管埋深2~6m，严禁导管提出混凝土面。

（7）灌注连续不断，徐徐灌入，并在混凝土初凝时间内灌完一桩。

（8）灌前控制好孔底情况，灌注过程中控制好埋管深度，灌注将要结束时，控制好最后一次混凝土灌量，超灌浮浆层厚度≥1.0m。

（9）按《混凝土结构工程施工与验收规范》有关规定及时制作试块，每施工工作日制作一组试块，标准养护28天，送试验室进行抗压试验。

（10）水下混凝土灌注须填写《钻孔灌注桩施工记录表》。

5、施工总结

5.1 根据图纸设计和现场实际情况，项目部采用泥浆护壁湿作业灌注桩的施工工艺进行基础桩施工，对水、电要求较高。铁路线将12根桩分隔成了南、北两部分。因施工需要，经建设单位协调仍无法在铁路装车站的路轨南北两侧分别提供380伏电压且不小于40千瓦的电源接点和不小于2寸管径并有足够压力的水源接点，以便进行施工。项目部只有在铁路线路轨下挖暗沟来埋设水、电管线跟铁路线南侧的工地现有水、电接点相连。在泥浆护壁灌注桩的施工中水起到保护孔壁稳定性和维持钻进的作用，缺水、停水或停电将导致无法钻孔和正常钻进，将有可能造成孔壁坍塌。浇筑混凝土时断水、断电甚至会导致断桩等严重的质量问题发生。在此提前以书面形式告知了建设单位提前八小时通知我方有关计划停水、停电的情况，以便我方根据现场施工进度情况及时作出相应的应急调整计划。得到了很好的效果。

5.2本次基础桩施工计划采用泥浆护壁灌注桩的施工工艺，根据桩体体积和泥浆置换比例计算，需要排出约1200立方的泥浆。因现场条件所限，新开挖泥浆沉淀坑有影响铁路路基的可能性，而且桩基位于三道铁路线之间，机车需要经常通过，所以泥浆及时外运困难。项目部在得到建设单位许可后，通过埋设暗管的方式将泥浆临时排放于装车站铁路北侧围墙外的排水沟内，待泥浆沉淀干燥后再另行处理。有效的缩短了工期，解决了泥浆排放的问题。