邻近既有线桥梁施工风险与控制

贾慧慧

中铁六局集团太原铁路建设有限公司 山西太原 030013

摘要：随着邻近既有线施工要求的不断提高，结合实际案例研究其相关内容逐步凸显出重要意义。本文对新兰路道路改造工程中邻近铁路既有线桥梁施工的风险识别、风险措施和应急对策等方面进行详细阐述，将现场管理和施工技术有效地结合起来以提高风险应对能力，增强邻近既有线施工的安全性。

关键词：既有线;桥梁施工;风险

一、绪论

临近既有线施工风险大、任务重、时间紧，其中涉及各类防护措施和施工方法。因此，确保施工安全和既有线列车行车安全是重中之重。针对项目存在的特殊施工环境情况，项目部编制了邻近营业线施工方案和架梁专项施工方案等，旨在落实安全防护措施，确保施工安全性和缩短工程建设周期。同时，积极推进安全技术分析和风险应对措施办法，并对邻近既有线桥梁施工风险进行归纳和总结，为邻近既有线施工积累了宝贵经验。

二、工程概况

新兰路铁路道口改造工程位于K5+100至K6+100路段，路线设计全长1000米，道路红线宽度55米，采用上跨形式与兰村线及新华铁路专用线立交，该桥在兰村线K4+975处与兰村线铁路交叉，道路中心线与铁路中心线夹角约为55°。兰村线与新华铁路专用线均为单线非电气化铁路，两铁路并行，线间距为4m～5.1m。工程处地势平坦，铁路路基与地面基本等高，兰村线及新华铁路专用线为半径R=490m的曲线，线路纵坡9.6‰。

桥梁为左右分幅设计，铁路上方采取预制梁架梁施工，邻近铁路桥墩为左幅桥9#墩、10#墩，中心桩号K5+626.5；右幅桥9#墩、10#墩，中心桩号K5+639.5。每幅桥布置6片预制箱梁，梁高1.8m，桥面宽18m，总宽36m。单片边梁重131.6吨，单片中梁重124.5吨。桥面设计中间为双向六车道，两侧设置防撞护栏，外侧设计为3.5m非机动车+2m人行道，最外侧设置钢栏杆+防抛网。铁路两侧的桥墩盖梁边缘至铁路线中心最小距离为5.4m，承台边缘距铁路线中心最小距离为4.5m，架梁完成后梁底与轨顶高差为7.8m，桥梁最外侧设2.2m高防抛网。

三、风险识别

邻近铁路既有线的周边环境、地质情况复杂，在项目开展施工过程中受影响因素较多，包含了自然、技术、管理、环境等多方面风险，因此，准确辨识邻近既有线桥梁施工的具体危险源，制定相应控制措施，对加强危险源管理、防止或减少事故发生起着至关重要的作用。

图3-1 邻近既有线平面施工图

3.1 既有线设备及地下线缆破坏

根据现场调查，线路路肩地埋通信电缆、光缆、遮断信号机等，其中位于线路施工范围内的设备和线缆的具体情况如下：

兰村线西侧4m处有地埋380v供电线为道口房内供电，属于供电段设备，无标桩且埋深不明；兰村线西侧3.5m处有1根电缆和2根光缆，为道口房监控摄像头、无线电话和无线调车站台使用，新华铁路专用线东侧3.5m处有光缆一条，为东侧道口监控摄像头使用，均属于通信段设备，有标桩但埋深不明；新华铁路专用线东侧10m处有1根电缆，埋深0.5m，为遮断信号机使用，属于电务段设备；兰村线道口一处遮断信号机与道口房内遮断控制盘连接，属于电务段设备。

在桥梁施工过程中，既有线范围内探明的线缆和设备是很重要的一个危险源，一旦被破坏可能会影响到列车运行，甚至发生安全事故。除此之外，由于兰村线和新华铁路专用线属老旧铁路线，运营年限已久，大量资料无处可查，这就为管线调查、迁改带来了一定困难，可能导致部分仍在使用的地埋线缆或者设备最终未被探明，从而给桩基和承台开挖施工带来很大的安全隐患。

3.2 既有线路基失稳沉陷

考虑到新兰路铁路道口附近环境复杂，项目部在开展邻近营业线桥梁施工时需要考虑线路路基沉降甚至失稳沉陷的情况。具体原因包括以下方面，一是Pm9、Pm10号承台下的钻孔桩桩径1.8m，桩长60m，其中离线路最近的桩基外皮距离铁路中心线只有5.53m，最远也仅为16.31m。另外考虑到既有线附近施工范围内土体自地面向下6m左右土质为粉煤灰且钻孔桩带浆作业，因此桩基施工过程中对线路路基会有扰动；二是在开挖承台基坑前和基坑回填后的拉森钢板桩打拔作业时，拔桩机振动幅度大、频率高，会产生线路路基的扰动因素；三是对既有线附近扰动荷载进行分析，包括旋挖钻、挖掘机、拔桩机等大型机械动荷载和泥浆、土方等静荷载都是影响线路路基稳定性的不稳定因素。

既有线路基沉降或者失稳沉陷将对铁路行车造成巨大隐患，尤其是路基突发沉陷，后果不堪设想。

3.3 铁路行车安全隐患

行车安全主要包含两个方面，一是对列车运营影响的安全隐患，另一个是列车运行对施工人员生命安全影响的隐患。综合考虑，主要原因主体来自于施工机械、施工坠落物以及施工人员等。

施工机械在邻近既有线施工时，如遇场地不平整、指挥不到位或极端天气等情况时，可能会出现机械、吊装物料侵限问题。另外，施工人员在既有线附近施工时还可能发生原材料掉落线路内或者横穿铁路造成的铁路行车安全隐患。这些问题都会造成安全事故，严重的还会导致人员伤亡。

四、风险控制措施

邻近既有线桥梁施工，不仅要确保现场施工的质量、进度和安全，更要保证施工期间铁路既有线的安全运营。施工和运营相互影响相互制约，风险源突出，邻近既有线桥梁施工面临着巨大的安全压力。因此，在项目开展过程中，目标策划、决策和实现要结合新兰路道口实际情况，以人的因素、机械因素、材料（含设备）因素、方法因素和环境因素（简称人、机、料、法、环）方面为切入点，以管理和技术为两大分析点，制定具有针对性的施工安全措施是桥梁施工顺利推进的关键点。

4.1 管理措施

在实际项目管理中，人的因素、机械的因素、材料（含设备）的因素、环境的因素占到风险控制的主导地位，充分考虑、分析并提前规划人、机、料、环安全措施至关重要。

1）提升相关人员职业素养

施工负责人、施工人员等既有线作业相关人员要经常组织培训，强化内部管理，提高整体业务能力，加强施工安全生产意识，合理安排现场施工。如遇突发紧急情况，相关人员有能力采取一定措施防止事态扩大化并立即向相关部门和领导反馈。同时，项目部启动风险应急预案，迅速作出反应，处理突发问题。对于施工现场管理问题，要做到划区管理，如遇邻近既有线安全事故则要理清思路、责任到人。

2）建立完善的邻近既有线施工管理体系

为保证邻近既有线桥梁施工合理有序开展，项目部要重视周边环境调查、重大危险源识别、应急预案演练、特殊环境的施工和风险分级管理等，还要按照铁路局既有线施工规定编制相关方案并严格遵照执行。同时，项目部要与铁路运营单位主动联系，签订安全协议并根据施工情况合理安排工作人员，尤其是铁路道口防护人员和大型机械指挥人员，要合理选择和正确使用施工机械设备，做到“一机一人一防”、“车过机停”卡控制度，专人防护，专人紧盯，严禁侵入安全限界以内。除此之外，施工人员、驻站联络员、防护人员和现场负责人要加强技能培训，严格交接班制度，在实际施工过程中遇到交底不明或施工现场与图纸不符等各种特殊情况必须及时向有关领导和部门汇报、沟通并做好相关记录工作。

3）严格落实现场安全监控管理制度

切实落实防控措施，确保邻近既有线桥梁施工顺利推进是项目部目标所定、责任所在，项目部不仅要安排专人盯控既有线附近施工作业，还要安排并动员全体现场施工人员定时巡查，备好抢救物资，做到履职尽责，对邻近既有线施工中存在的问题，包括但不限于施工机械、车辆运行侵入既有铁路限界等现象主动进行制止和纠偏，对可能发生破坏既有线路设备造成既有线路基沉降塌陷等风险积极谋划超前防范。同时，针对临近既有线使用的各类材料、工程设备要加强质量控制，保证质量可控，安全达标。

4.2 技术措施

施工现场工作在安全有序推进过程中，方法和环境因素相辅相成，结合现在实际情况，优化施工方案，对消除质量通病，保证建设工程质量和安全起到了关键性的作用。

1）施工前期准备工作

既有线硬隔离防护措施到位。兰村线西侧与新华铁路专用线东侧在道口附近可利用一部分既有防护网和防撞钢轨，道口范围以外设置绿色防护网网片与既有防护网连接成整体，防撞墩采用钢管与既有防撞钢轨连接。防护网与防撞设施的长度在沿铁路线施工范围长度的基础上，两侧再各延伸5m。新建防护网标准为立柱采用Φ48mm钢管，间距为3m，埋深0.5m，外露1.5m，隔离网采用绿色铁丝网隔离，每隔6m悬挂“禁止翻越”的警示标志。防撞设施标准为钢筋混凝土防撞墩，高度不小于0.5m，间距2m，墩与墩采用Φ48mm钢管连接成整体，防撞墩距离隔离护网0.3m以上。

既有线附近施工场地具备条件。对施工场地进行平整，平整成坡度向外2%的坡面，确保大型机械作业时有向线路外侧倾斜趋势。同时，对机械站位处进行地基承载力检测，地基承载力小于130Kpa的区域进行碾压或换填碎石，确保地基承载力大于130Kpa，以保证旋挖钻、钢板桩打拔机及混凝土泵车等施工稳定性，防止机械倾覆影响行车。另外，在远离铁路一侧设置3处地锚，地锚尺寸为0.8*0.8*2m，属钢筋混凝土结构，此地锚可用于旋挖钻机、脚手架、墩柱模板的防倾覆措施。防倾覆缆风绳采用φ20mm以上级别钢丝绳。

既有线两侧排水设施疏通完善。为确保既有线路基具备正常排水功能，施工期间不得破坏既有排水沟，避免渣土或其他物品掉落而堵塞既有排水系统，以保证路基两侧排水通畅。同时，项目部要提前做好挡水围堰，挡水围堰高度不小于20cm，可防止既有道路和施工现场的汇水直接排入铁路排水系统，减小铁路排水管的排水压力，避免积水浸泡既有线路基。

既有线地埋管线确认无误。项目部需对邻近铁路施工影响范围内的所有管线进行调查，对管线的位置、类别、规格、根数、埋深、走向、接头形式、既有保护措施和检查井等进行调查确认，同时对地下管线设备使用区段、产权单位等进行调查摸底，然后与产权单位进行联系，确认相关管线是否准确、漏项并详细询问管线存在的具体问题。在此基础下，施工范围内还需挖深度2.5m的十字探沟。在挖出电缆、光缆后，其上不得放置任何物品，不搭接任何临时供电、通信等线路，及时联系相关设备单位确认其产权，确定防护或迁改措施。

2）邻近既有线钻孔桩施工

邻近既有线钻孔桩桩径1.8m，桩长60m。考虑到钻孔桩距离铁路较近，为保证施工及铁路运营安全，24根钻孔桩的钻孔施工均采用280型旋挖钻钻机，钻机高度为18m，护筒至少采用4m长钢护筒确保泥浆孔口稳定，保证泥浆不渗漏。对于距离铁路线最近的部分桩基，考虑地下6m左右为粉煤灰地质，因此采用6m长钢护筒确保桩基施工稳步推进和既有线路基稳定。另外，现场泥浆池采用成品钢箱，放置于远离铁路一侧的既有市政道路上。

钻孔桩钢筋笼长度为61m，主筋为40根HRB400φ28钢筋，单个钢筋笼重量为13.76t，钢筋笼在钢筋场加集中加工制作，用板车运输至现场后，采用25t吊机分节进行吊装下放，分节高度为12m。吊机站位于原有道路沥青路面上，钢筋笼吊装前在底端拴好引导绳，吊装离地时配2名劳力做人力牵引，以免起吊后因受力不均造成摇摆而侵入铁路限界。

图4-1 施工机械吊装站位图

3）邻近既有线承台施工

考虑邻近既有线和土体特殊性，承台基坑需采用9m长SP-Ⅳ拉森钢板桩进行支护，插入比1:1，钢板桩支护距承台0.5m。由于承台边缘距铁路护栏较近（最小距离0.6m），基坑施工时需拆除铁路两侧护栏各10m，待钢板桩施工完成后立即恢复。钢板桩支护范围为靠近铁路侧的两条边，呈L型布置，另外两边采用放坡开挖，放坡坡度为1:0.5。承台基坑开挖完成后，四周设置警示牌和集水沟，远离铁路的两拐角设置集水井，集水井尺寸为0.5*0.5m，同时设置水泵、水带及时抽排积水。

采用打拔机打拔桩时，必须挂防脱钩，同时注意先用打桩机夹住钢板桩头部进行振动1min～2min，使钢板桩周围的土体松动，产生“液化”减少土体对桩的摩擦力，然后慢慢的进行打桩或者振拔。打桩和拔桩时注意桩机的负荷情况，发现打桩或上拔困难时，应停止打拔桩，先振动1min～2min后再进行操作，避免强行打拔造成机械损坏和扰动既有线路基土体。

4）邻近既有线墩柱、盖梁施工

墩身和盖梁模板采用大块整体式钢模板。铁路两侧的桥墩盖梁边缘至铁路线中心最小距离为5.53m。盖梁施工采用墩身施工时的安全防护支架，支架及工作平台高度上调至盖梁顶面1.2m～1.5m，支架搭设及防护措施同墩柱施工防护措施。模板栓系拉绳，吊装时施工人员拉住绳索控制模板摆动，防止模板摆动过大侵入铁路限界。

墩身钢筋安装绑扎前沿墩身四面搭设双排式脚手架及工作平台，工作平台高出墩顶1.2～1.5m。为保证脚手架稳定性，脚手架搭设剪刀撑，剪刀撑与水平杆夹角为45°～60°，脚手架靠铁路侧用安全网全封闭围护，并在适当位置搭设人行梯道，宽度不小于0.5m，坡度不大于1:0.75。为了保证既有线运营安全，对搭设的脚手架设四道φ8的揽风绳，一端固定于脚手架3/4位置上，另一端固定于地锚上，下部用花篮螺栓绞紧。

图4-2 跨铁路孔跨桥梁横断面图

5）邻近既有线架梁施工

架设35m箱梁上跨兰村线和新华铁路专用线，相邻两幅为现浇连续箱梁，受场地限制，采用200t架桥机及500t、600t、700t汽车吊架设梁体。根据施工安排，先架设右幅箱梁，待右幅桥梁通车后将车辆导行至右幅，再进行左幅施工，故架梁分两阶段进行，每阶段需要四个封锁点。合理安排架梁施工的提报计划、点前准备、架梁、开通检查和点毕开通等工作，确保架梁前后无列车通过、无行人受伤、无物品遗留铁路线路内，为铁路既有线安全运营提供基本保障。

图4-3 跨铁路孔跨纵断面图

6）工程监测周密部署

邻近既有线桥梁施工过程中，打桩、基坑开挖施工等均可能造成邻近铁路线产生不均匀沉降和位移等变形，因此应在变形影响范围以外设基准点，在现场一定范围内的同一横断面上设置沉降观测点，并进行水平位移观测及垂直位移观测，针对其变形情况及时采取相应的安全防护措施，具体监控范围为：距承台或桩基中心不足10米的轨道、轨枕和路基面。

依据建筑地基基础设计等级和要求，并根据《工程测量标准》（GB50026-2020）及《铁路工程沉降变形监测与评估技术规程》（Q/CR9230-2016）变形监测有关要求及设计图纸要求，确定本工程沉降变形观测点的精度要求和观测方法如下表所示：

等级	高程中误差（mm）	相邻点高差中误差（mm）	观测方法	往返较差、附合或环线闭合差（mm）
二等	±0.5	±0.3	按国家一等精密水准测量	≤0.3

结合本测区实际情况，为便于变形测量作业以及基准点间的相互校核，根据《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2016）的具体要求在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的位置布置4个水准基点。基准点要定期进行复测检核，复测周期根据点位的稳定情况确定，在施工过程中宜1～2月复测一次，点位稳定后每季度复测一次。兰村线和新华铁路专用线的钢轨面、同断面的枕木以及同断面左右两侧路肩处设置的观测桩，每10m设置一道观测断面，共设置6道。

测量人员需按照测量频率进行监控量测，在实际的数据监测过程中，通过布设的监测点保持动态监测并及时将数据上报，超过预警值需进行分析研判并采取有效措施，待技术人员进行分析或指定措施后方可进行下一步施工，从而确保监测数值低于安全质量的阈值，有效防止事态扩大化，严格控制风险，降低邻近既有线施工作业事故发生的可能性，为列车运营和施工作业提供强有力的安全保障。

五、风险应急对策

邻近既有线桥梁施工是新兰路道路改造工程项目安全控制的重点，在发生安全风险事故时要做好救援和风险控制工作，尽量减少事故的危害，防止事态扩大化，保障列车运营和施工作业安全有序。

5.1 施工机械倾覆

发生机械倾覆，侵入铁路限界影响行车安全时，施工点的领工员或防护员要在第一时间向驻站联络员、现场负责人汇报情况，驻站联络员应迅速向车站值班员报告，车站值班员通过调度对列车调运进行控制和线路封锁并通知相关单位赶往事故地点应急处理。与此同时，现场负责人组织人员、应急吊车将侵线机械吊离限界外，在铁路局工务段抢修检查人员对线路进行安全性检查且确认线路安全后，方可通知驻站联络员向车站值班员汇报，及时开通整个线路。

5.2 施工损坏既有线附近设备或线缆

施工中出现损坏既有线附近设备或线缆事故后，施工点的现场负责人或防护员应立即通过驻站联络员向车站调度报告进行排查，确保车站在第一时间判定是否需要封锁线路并通知相关单位赶往事故地点进行抢修。同时现场应向项目部汇报，项目部及时调配物资配合产权单位抢修，保证在最短时间内开通线路。

5.3 路基塌陷或线路超标

邻近既有线桥梁施工过程中，若打桩或基坑开挖出现既有线边坡失稳、塌陷等危害行车安全或线路巡查发现轨面超限、线路超标时，现场防护员应马上通知车站驻站联络员，驻站联络员向车站调度报告，通报事故线路里程及相关情况并将调度命令通知现场。现场负责人要立即布置防护，禁止列车接近危险地段且使用红色信号旗打停列车，同时上报项目部组织人员、机械进行抢修，在最短时间内用片石、装土编织袋等防护物资将坍塌处土体回填稳定后，配合站段抢修线路，检查线路状态和限界，起平拨正养护线路，尽快抢修完成，最大限度地减少对列车运营的干扰。

六、结语

综上所述，通过对邻近既有线桥梁施工风险和对策研究，认识到邻近既有线桥梁施工过程中的诸多风险因素，同时也认识到施工过程的顺利推进不仅仅是各方面技术的集成，也是多种管理经验的有效集成。总之，邻近既有线桥梁施工工程必须要将施工技术和现场管理有效结合起来并制定有效的风险应对对策，提前预判并采取有效措施，避免安全事故发生，从而使工程能够顺利有效地开展。

参考文献：

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