论文部分内容阅读
摘 要 文章主要论述了向莆铁路三江镇特大桥施工过程中遇到的问题，并提出相对应的解决措施。
关键词 向莆铁路；三江镇特大桥；施工；问题；对策
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)031-0130-02
1 工程概况
向莆铁路三江镇特大桥位于江西省南昌县三江镇境内，设计为双线桥，全长2 537 m，包括连续梁2联，简支“T”梁70孔。二联连续梁主跨分别为80 m、40 m；简支梁跨度有32.0 m、24.0 m两种。本桥起点位于京九线原三江镇车站右侧，向莆田方向延伸，于K1492+260（京九线里程）处跨越京九线，到“一干渠”渠边高坡止。
三江镇特大桥与京九铁路相交，交角为26°，跨越京九线为（48+80+48）m连续梁的主跨。本联连续梁相关桥墩编号为48号、49号、50号和51号。其中50号墩位于京九线左侧路基坡脚，49号墩位于京九线右侧边坡及路肩上，其平面见图1。49号墩设计桩长41.5 m，桩径Φ1.5 m，承台大小9.5×13.0 m（厚度4.0 m），桩顶标高19.55 m（其中埋入承台0.1 m）。
三江镇特大桥桥址属冲积平原地貌，地形平坦，多为水田及水塘。地质构造上覆盖淤泥质黏土、细砂土，后10 m~20 m下伏（碳质）页岩、角砾灰岩和灰岩等。岩性软硬不均，上部页岩夹角砾灰岩等软弱风化严重，厚约20 m~28 m，地下岩溶发育，岩溶水丰富。设计提示部分桥墩基础施工会有很大困难，需进行相关研究后慎重施工。
2 三江镇特大桥49号墩施工过程中遇到的问题与对策措施
2.1 基础下既有线箱形涵的处理
49号墩地处一村民猪圈后面，圈旁边为一水塘，二者沿京九线（右向曲线）路基坡脚排列，从铁路坡脚再向前（深圳方向）为水田。因现场条件困难，交通不便，当初设计单位未对本墩位进行逐桩地质钻探。49号墩开工时，砍除铁路边坡上的树枝、灌木后发现墩位处京九线下有一座孔径为“1 m~2.0 m”箱形排洪涵（京九线K1492+205涵）。（见图1）
图1 49号墩与线路、涵洞关系示意图
针对这种特殊情况建设单位组织设计、施工、监理单位共同研究方案。因49号墩为跨京九线的连续梁主跨墩，且其他桥墩早已开工，完成了相当的工作量，因此通过调整桥跨结构将本墩移位的方案被否定。那么只有对箱涵进行技术处理。
首先，考虑涵洞功能存废问题。因为49#墩正压在涵顶上方，大家一致认为49#墩施工及完成后，必定破坏涵洞，影响其使用。其次，考虑在废除本涵的条件下，桥墩基础施工时如何保证京九线的运输安全。
经过调查，本涵为排洪涵，沿京九线右侧坡脚向大里程方向增设一条通往朱山河的排洪渠可以替代本涵的功能。调查箱涵的构造后知：基础、边墙为浆砌片石，边墙顶部0.4 m为素砼支口，盖板为钢筋砼结构。
涵洞的处理原则：一是要保证京九线不因涵洞的破坏而发生沉降或塌陷；二是要保证49#墩基桩成孔顺利。大家认为将墩下涵洞过水空间及入口填筑密实，达到与涵身相近的强度即可。填筑体既可以在基桩钻孔时成为孔壁，又可以在涵身被破坏后承受荷载。其中，最为关键是要保证密实，且强度足够，减小线路发生沉降的可能性。
最终确定方案：采用M10浆砌片石对箱涵过水空间进行砌石填充，待砌体达一定强度后对空间顶部（箱涵盖板以下0.5 m~1.0 m范围）不易砌实的部分进行注浆。事后在桩基施工中，对京九线检查时没有发现涵洞部位有异常的沉降情况发生，证明上述方案是合理的。
2.2 钻进中的塌孔、沉陷及线路溜坍处理
按照施工组织安排，49号墩于2009年2月开工。全墩范围12根桩，共布设2台冲击钻机同时开钻。本着先易后难的原则，先开孔号选在2#和12#。二桩既相对远离既有线，又相互间隔一定距离，便于安设施工设备。在钻进过程中，两个钻孔均常出现漏浆、塌孔现象，现场按一般岩溶钻孔处理方法进行应对。
2009年3月31日17时30分，当49-2#号孔钻至孔深33.5 m时，突然钻孔内泥浆面急速下降，操作手赶紧提起钻头，然后孔壁发生坍塌，塌体砸向孔底残存的泥浆里发出沉闷的声响。接着钻机周围地面也出现大面积塌陷，操作手及时逃离陷区报告险情。技术人员检查发现，塌陷区直径大约25 m，最深处大约3.5 m，2#孔位钻机向前倾斜成约25度角，钻机前部连横梁一起陷入塌松的土里，钢护筒没入很深，不见踪影。49-12#孔受牵连停工，地面也发生沉陷、倾斜，钢护筒被挤扁。更危险的是，京九线边坡及路肩约20 m发生溜坍，开裂，K1492+205涵圬工检查梯3处断裂，裂缝宽达7 cm～8 cm，京九右线轨面发生下沉。施工负责人当即按应急预案处理：与运输部门联系拦停列车，组织人员、设备进行抢险，并向上级汇报情况。抢险措施：使用预备的砂包、片石、木桩用传统的方法立桩、码砌加固路基边坡；坡脚陷坑采用粘土加砾石回填。经过施工队抢险，线路设备管理单位检测和观察，同意京九线慢速放行列车。结果影响上行线行车53分钟，构成一般事故。
事后，各级管理者高度重视，组织分析原因。得出结论：①前期工程调查，特别是地质调查不细；②岩溶地区临近既有线钻孔施工方案不尽完；③对既有线的安全重视程度还没提到应有的高度。针对上述原因制定并施行了一系列施工方案和安全措施。
2.3 设计方案优化
三江镇特大桥49号墩距离京九右线非常近，基础承台边缘距京九右线中心仅2.17 m，见图2。且既有线路堤高度有4.0 m高，轨面距本墩基础承台底面高差达8.32 m，路肩一侧开挖深度达7 m左右。设计防护措施采用1.5×1.5 m的钢筋混凝土防护桩，桩间距为3.0 m，防护桩埋置深度≥承台开挖底面以下8 m。笔者根据多年的施工经验认为，本墩基础承台开挖时京九右线不仅是危险，技术上很难保证京九线（甚至包括左线）的通行安全。事实上设计中的防护桩，经过测设放样已在京九右线的轨枕之下，根本没有防护桩施工的空间。即使排除铁路影响，在淤泥质粘土、富水粘砂土条件下，防护桩挖至地面下10多米深也是不现实的。显然，设计方案值得商榷。
为此，笔者建议本墩采取邦宽既有京九线路基，在49号墩周围填土筑平台，加高桩长，抬高桥墩承台设计标高的办法可以解决上述问题（如图2）。土平台既可以为抬高桥墩基础承台提供条件，减小自路肩向下的开挖深度；又可以保护铁路路基。即使在钻孔过程中遇溶洞发生塌孔，路基也只沉不溜，大幅减小对铁路安全的威协；还可以为钻孔作业提供良好的作业平台。邦宽路基后在开挖深度仅有4 m～5 m的情况下，49号基础承台施工可取消钢筋混凝土防护桩，改用L=24 m钢便梁的防护方案。
同时建议：①京九线路基邦宽平台需按铁路路基标准设计，特别是与老路基的衔接必须除草挖根，推台阶夯实，以防邦宽体因滑动趋势而对基桩产生横向附加应力；②土筑平台顶面标高原则上在不影响既有京九线之路基面排水条件下尽量高一些，利于变更方案提高承台标高，减小基础承台施工时的开挖深度。建议以比既有路肩标高低0.5 m为宜；③土筑平台大小受钻孔作业面控制，自桥墩基础承台外缘线加宽20 m~30 m。
即使钢筋砼防护桩方案可行，从经济技术条件分析，填筑土平台加安设钢便梁，明显比在既有线下施做钢筋砼防护桩节省成本。经过分析比较，大家接受建议意见，最后变更抬高了基础承台标高3.0 m，承台顶面标高最终设计为26.45 m（如图2）。
图2 49号墩土筑平台示意图
2.4 补充地质勘查
要保证本墩基桩施工顺利，必须详细了解其地质情况。我们在土筑平台完成后重新安排勘探设计单位对本墩进行地质补勘，按照逐桩钻探实行。再考虑到本墩地质岩溶发育，且上压连续梁的荷载，决定补勘时加深钻探至足够的深度。
其中49-11#孔、49-8#孔分别钻至孔深78.08 m和77.10 m。通过对地质补勘资料分析可知，原设计（桩长41.5 m）多根桩底以下还有较大溶腔。综合计算后修改设计，本墩基桩加长至桩长66 m。
2.5 重新钻孔时应对岩溶的方法与措施
在仔细分析49-2#桩塌陷原因的基础上，组织工人、技术人员和专家对本桥其他桩基钻孔成功经验进行总结，最终形成针对49号墩桩基的详细的施工方案及组织措施。
2.5.1 开钻前的准备工作
1）选择重力式冲击钻机作为溶洞桩基的施工机械，为保证作业安全，并且钻机不因塌孔、扩孔、漏浆等因素而倾斜，钻机纵横支撑应加长，超出预计塌孔范围。
2）开钻前有关技术人员和操作手都要熟悉桩位的地质情况及溶洞的大体位置、规模、发育状况，对施工中可能出现的问题掌握采取的措施和操作要领。
2.5.2 钻孔过程常见问题处理方法
1）砂黏土（夹砂卵石）层的钻孔处理。采用比钻孔桩设计桩径大20 cm的钢护筒（壁厚12 mm），随钻孔渐次下至砂层，起支护作用，可避免因溶洞漏浆造成砂层溜坍。即使出现孔内漏浆，水位下降，砂层也不会垮塌。具体的施工方法如下：①先埋设钢护筒（壁厚12 mm），钻孔时加大钻头直径，钻进时注意控制泥浆浓度和钻机进尺；②根据施工进尺的速度，适时提起钻头，接长钢护筒，接头处焊接牢固，并用Φ20 mm钢筋对接帮焊加固；③用一节短钢轨（P60）作传力梁，横向放置在接长后的钢护筒顶部（注意居中），提起钻头，用钻头轻砸梁中点，并不断改变承力梁方向，使护筒各方向受力均匀。冲砸时要控制好护筒中心位置，注意要及时调整，千万不能偏孔，否则，砸下去后很难调整过来。要注意在施工中及时判断砂层的深度，保证钢护筒应下至穿过砂层0.5 m以上。
2）溶隙、溶槽、小溶洞的处理：①溶洞发育轻微，洞内有填充物，无裂隙发育，施工漏浆小。采用正常成孔方法施工，在钻到砂石层时，加大泥浆比重，用膨润土护壁，当有漏浆时，在此处加填片石、黄泥包挤塞溶洞；②对于封闭的比较小的溶洞，采取注浆措施，提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物或填充物不满，则采取先填充碎石或干砂，然后注浆；若充填物呈松散或软塑状态时，直接冲孔，但需加强泥浆护壁；③溶洞内无填充物或填充物较少需向洞内填充砂子的，选择一个合适的孔位，放入并固定钢套管，将注砂管与钢套管相连接，在注浆前灌砂。根据成桩直径、围护体积的最小直径及堆积体成形规律，计算填砂量。用压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其他孔作为减压孔。待达到计算的填充体积，压力稳定时，即可停止；④对于一些溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。
3）大溶腔、串珠状溶洞的施工方法：①技术人员及钻机手充分掌握地质情况，每个孔的地质资料都发给相关人员，让其充分了解溶洞的位置，大小，填充状态等，做到钻孔时心中有数；②各孔周围准备足够的小片石和粘性土，粘土要做成泥球状（Φ20~25cm）或饼状，用薄膜包裹，防止干裂。在施工过程中配备一台装载机，其司机轮流值班，随时待命。当遇到溶洞漏浆时，迅速铲起片石和粘土填孔，同时集中水泵往孔内大量补水。同时吊车、导管、砼拌和站处于待命状态，当多次漏浆且回填粘土和片石无效时，采用灌注水下砼的方式填充溶洞；③预埋内径比桩径大20 cm的钢护筒，至砂卵石层顶面，防止钻进时进入粉细砂层塌孔；④采用直径比护筒内径大5cm的冲击钻头钻进至溶洞岩层顶面。为保证钻进中不塌孔，采用膨润土泥浆护壁，泥浆浓度不低于
1.4 g/cm3；⑤用振动锤振冲下沉钢护筒（壁厚12 mm）至岩面；⑥内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理。在内护筒顶部及底部100 cm范围内回填小碎石素水泥砼，内护筒中部回填砂。目的是为增加溶洞底部（同时有可能是下层溶洞的顶部）附近填充物的密度和强度。并且增加内、外护筒间的胶合力。如遇多层溶洞，则下多层内钢筒，处理措施同上；⑦当钻至离溶洞顶部附近时，采用“小冲程，快频率”的方式进行，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻。一旦发现泥浆下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石充分挤入溶洞内壁。待粘土和片石充分挤入溶洞内形成稳定护壁，并漏浆现象全部消失后转入正常钻进。当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的。此时用钢丝绳活扣绑住内护管，用吊机（钻机自吊）把内护筒放入外护筒内到孔底。到孔底后，内护筒不会靠自重沉到溶洞底部，需要借助振动锤振动冲击到位。
上述方法在三江镇特大桥49号墩的应用比较成功。重新开钻后过程繁杂，多数孔号经“钻孔—回填—重钻—再回填”反复进行，施工进度缓慢，但按流程及预案实施，井然有序，未再出现大的塌陷。根据地质资料确定49-2#、49-11#孔下了2层护筒，49-8#孔下了3层护筒，并相应加大了钢护筒的内径和壁厚。其中49-8#孔最大的采用了内径Φ2.1 m，壁厚δ=20 mm的钢护筒。
2.6 铁路安全的保证措施
铁路安全是本墩施工的重中之重。49-9#桩边缘距铁路中心仅
3.66 m，在如此近距离的既有线旁使用重型设备施工，危险程度是可想而知的。我们按照基桩施工流程，分别对钻孔、吊安护筒和钢筋笼、灌注水下砼采取了卡控措施。
1）钻孔过程：钻孔过程较长，时间一长，安全很容易疏忽。我们在钻机前横承梁下加强支垫（用状态良好的枕木），钻机后台加砂袋压重，或设置地锚，还在钻机顶端向铁路外侧拉2根缆风绳，确保钻机不前倾，以防超限。另外，沿铁路边设置一道钢结构防护架，并派防护员跟班防护，保证钻机、钻杆、钢丝绳等不侵入限界，做到人机双保险。
2）吊装过程：吊装护筒、钢筋笼及灌注水下砼情形相近，具有吊物重，晃动大的特点。采取办理封锁计划，要慢行点的办法处理。即在列车慢行点内作业，设好防护，当列车通过时暂停作业。在吊安钢筋笼和护筒时，人力用缆绳控制，轻提慢移。
3）对附近京九线派熟练线路工轮流值班巡检，每2小时检查一次，关键时期加密检查频次，必要时派员值守，过车必检。同时，监理单位跟班复检，线路几何状态一有变化，立即组织整治。
通过各参建方员工的共同努力，最后49号墩基础12根桩顺利完成。经检测三江镇特大桥49号墩基桩均为Ⅰ类桩，实现了安全、质量和桥梁工期目标，为按时铺轨架梁扫除了障碍。在后续施工中京九铁路未再发生险情。
3 结束语
三江镇特大桥49号墩基础工程在整个施工过程中遇到了多重困难。通过大家的共同努力，摸索和总结出了一些极其宝贵的施工经验。主要有：对地下构筑物的处理，临近既有线桥梁基础工程方案的优化，防护措施的安全性和经济技术分析，岩溶地区桥梁基础孔桩施工中各类溶腔的处理方法等。
参考文献
[1]TB10203-2002铁路桥涵施工规范[S].
[2]铁路工程施工技术手册[M].中国铁道出版社.2000
[3]向远华,沈捍明.岩溶处理中钻孔施工技术初探[J].长沙铁道学院学报,2000,18(1).
关键词 向莆铁路；三江镇特大桥；施工；问题；对策
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)031-0130-02
1 工程概况
向莆铁路三江镇特大桥位于江西省南昌县三江镇境内，设计为双线桥，全长2 537 m，包括连续梁2联，简支“T”梁70孔。二联连续梁主跨分别为80 m、40 m；简支梁跨度有32.0 m、24.0 m两种。本桥起点位于京九线原三江镇车站右侧，向莆田方向延伸，于K1492+260（京九线里程）处跨越京九线，到“一干渠”渠边高坡止。
三江镇特大桥与京九铁路相交，交角为26°，跨越京九线为（48+80+48）m连续梁的主跨。本联连续梁相关桥墩编号为48号、49号、50号和51号。其中50号墩位于京九线左侧路基坡脚，49号墩位于京九线右侧边坡及路肩上，其平面见图1。49号墩设计桩长41.5 m，桩径Φ1.5 m，承台大小9.5×13.0 m（厚度4.0 m），桩顶标高19.55 m（其中埋入承台0.1 m）。
三江镇特大桥桥址属冲积平原地貌，地形平坦，多为水田及水塘。地质构造上覆盖淤泥质黏土、细砂土，后10 m~20 m下伏（碳质）页岩、角砾灰岩和灰岩等。岩性软硬不均，上部页岩夹角砾灰岩等软弱风化严重，厚约20 m~28 m，地下岩溶发育，岩溶水丰富。设计提示部分桥墩基础施工会有很大困难，需进行相关研究后慎重施工。
2 三江镇特大桥49号墩施工过程中遇到的问题与对策措施
2.1 基础下既有线箱形涵的处理
49号墩地处一村民猪圈后面，圈旁边为一水塘，二者沿京九线（右向曲线）路基坡脚排列，从铁路坡脚再向前（深圳方向）为水田。因现场条件困难，交通不便，当初设计单位未对本墩位进行逐桩地质钻探。49号墩开工时，砍除铁路边坡上的树枝、灌木后发现墩位处京九线下有一座孔径为“1 m~2.0 m”箱形排洪涵（京九线K1492+205涵）。（见图1）
图1 49号墩与线路、涵洞关系示意图
针对这种特殊情况建设单位组织设计、施工、监理单位共同研究方案。因49号墩为跨京九线的连续梁主跨墩，且其他桥墩早已开工，完成了相当的工作量，因此通过调整桥跨结构将本墩移位的方案被否定。那么只有对箱涵进行技术处理。
首先，考虑涵洞功能存废问题。因为49#墩正压在涵顶上方，大家一致认为49#墩施工及完成后，必定破坏涵洞，影响其使用。其次，考虑在废除本涵的条件下，桥墩基础施工时如何保证京九线的运输安全。
经过调查，本涵为排洪涵，沿京九线右侧坡脚向大里程方向增设一条通往朱山河的排洪渠可以替代本涵的功能。调查箱涵的构造后知：基础、边墙为浆砌片石，边墙顶部0.4 m为素砼支口，盖板为钢筋砼结构。
涵洞的处理原则：一是要保证京九线不因涵洞的破坏而发生沉降或塌陷；二是要保证49#墩基桩成孔顺利。大家认为将墩下涵洞过水空间及入口填筑密实，达到与涵身相近的强度即可。填筑体既可以在基桩钻孔时成为孔壁，又可以在涵身被破坏后承受荷载。其中，最为关键是要保证密实，且强度足够，减小线路发生沉降的可能性。
最终确定方案：采用M10浆砌片石对箱涵过水空间进行砌石填充，待砌体达一定强度后对空间顶部（箱涵盖板以下0.5 m~1.0 m范围）不易砌实的部分进行注浆。事后在桩基施工中，对京九线检查时没有发现涵洞部位有异常的沉降情况发生，证明上述方案是合理的。
2.2 钻进中的塌孔、沉陷及线路溜坍处理
按照施工组织安排，49号墩于2009年2月开工。全墩范围12根桩，共布设2台冲击钻机同时开钻。本着先易后难的原则，先开孔号选在2#和12#。二桩既相对远离既有线，又相互间隔一定距离，便于安设施工设备。在钻进过程中，两个钻孔均常出现漏浆、塌孔现象，现场按一般岩溶钻孔处理方法进行应对。
2009年3月31日17时30分，当49-2#号孔钻至孔深33.5 m时，突然钻孔内泥浆面急速下降，操作手赶紧提起钻头，然后孔壁发生坍塌，塌体砸向孔底残存的泥浆里发出沉闷的声响。接着钻机周围地面也出现大面积塌陷，操作手及时逃离陷区报告险情。技术人员检查发现，塌陷区直径大约25 m，最深处大约3.5 m，2#孔位钻机向前倾斜成约25度角，钻机前部连横梁一起陷入塌松的土里，钢护筒没入很深，不见踪影。49-12#孔受牵连停工，地面也发生沉陷、倾斜，钢护筒被挤扁。更危险的是，京九线边坡及路肩约20 m发生溜坍，开裂，K1492+205涵圬工检查梯3处断裂，裂缝宽达7 cm～8 cm，京九右线轨面发生下沉。施工负责人当即按应急预案处理：与运输部门联系拦停列车，组织人员、设备进行抢险，并向上级汇报情况。抢险措施：使用预备的砂包、片石、木桩用传统的方法立桩、码砌加固路基边坡；坡脚陷坑采用粘土加砾石回填。经过施工队抢险，线路设备管理单位检测和观察，同意京九线慢速放行列车。结果影响上行线行车53分钟，构成一般事故。
事后，各级管理者高度重视，组织分析原因。得出结论：①前期工程调查，特别是地质调查不细；②岩溶地区临近既有线钻孔施工方案不尽完；③对既有线的安全重视程度还没提到应有的高度。针对上述原因制定并施行了一系列施工方案和安全措施。
2.3 设计方案优化
三江镇特大桥49号墩距离京九右线非常近，基础承台边缘距京九右线中心仅2.17 m，见图2。且既有线路堤高度有4.0 m高，轨面距本墩基础承台底面高差达8.32 m，路肩一侧开挖深度达7 m左右。设计防护措施采用1.5×1.5 m的钢筋混凝土防护桩，桩间距为3.0 m，防护桩埋置深度≥承台开挖底面以下8 m。笔者根据多年的施工经验认为，本墩基础承台开挖时京九右线不仅是危险，技术上很难保证京九线（甚至包括左线）的通行安全。事实上设计中的防护桩，经过测设放样已在京九右线的轨枕之下，根本没有防护桩施工的空间。即使排除铁路影响，在淤泥质粘土、富水粘砂土条件下，防护桩挖至地面下10多米深也是不现实的。显然，设计方案值得商榷。
为此，笔者建议本墩采取邦宽既有京九线路基，在49号墩周围填土筑平台，加高桩长，抬高桥墩承台设计标高的办法可以解决上述问题（如图2）。土平台既可以为抬高桥墩基础承台提供条件，减小自路肩向下的开挖深度；又可以保护铁路路基。即使在钻孔过程中遇溶洞发生塌孔，路基也只沉不溜，大幅减小对铁路安全的威协；还可以为钻孔作业提供良好的作业平台。邦宽路基后在开挖深度仅有4 m～5 m的情况下，49号基础承台施工可取消钢筋混凝土防护桩，改用L=24 m钢便梁的防护方案。
同时建议：①京九线路基邦宽平台需按铁路路基标准设计，特别是与老路基的衔接必须除草挖根，推台阶夯实，以防邦宽体因滑动趋势而对基桩产生横向附加应力；②土筑平台顶面标高原则上在不影响既有京九线之路基面排水条件下尽量高一些，利于变更方案提高承台标高，减小基础承台施工时的开挖深度。建议以比既有路肩标高低0.5 m为宜；③土筑平台大小受钻孔作业面控制，自桥墩基础承台外缘线加宽20 m~30 m。
即使钢筋砼防护桩方案可行，从经济技术条件分析，填筑土平台加安设钢便梁，明显比在既有线下施做钢筋砼防护桩节省成本。经过分析比较，大家接受建议意见，最后变更抬高了基础承台标高3.0 m，承台顶面标高最终设计为26.45 m（如图2）。
图2 49号墩土筑平台示意图
2.4 补充地质勘查
要保证本墩基桩施工顺利，必须详细了解其地质情况。我们在土筑平台完成后重新安排勘探设计单位对本墩进行地质补勘，按照逐桩钻探实行。再考虑到本墩地质岩溶发育，且上压连续梁的荷载，决定补勘时加深钻探至足够的深度。
其中49-11#孔、49-8#孔分别钻至孔深78.08 m和77.10 m。通过对地质补勘资料分析可知，原设计（桩长41.5 m）多根桩底以下还有较大溶腔。综合计算后修改设计，本墩基桩加长至桩长66 m。
2.5 重新钻孔时应对岩溶的方法与措施
在仔细分析49-2#桩塌陷原因的基础上，组织工人、技术人员和专家对本桥其他桩基钻孔成功经验进行总结，最终形成针对49号墩桩基的详细的施工方案及组织措施。
2.5.1 开钻前的准备工作
1）选择重力式冲击钻机作为溶洞桩基的施工机械，为保证作业安全，并且钻机不因塌孔、扩孔、漏浆等因素而倾斜，钻机纵横支撑应加长，超出预计塌孔范围。
2）开钻前有关技术人员和操作手都要熟悉桩位的地质情况及溶洞的大体位置、规模、发育状况，对施工中可能出现的问题掌握采取的措施和操作要领。
2.5.2 钻孔过程常见问题处理方法
1）砂黏土（夹砂卵石）层的钻孔处理。采用比钻孔桩设计桩径大20 cm的钢护筒（壁厚12 mm），随钻孔渐次下至砂层，起支护作用，可避免因溶洞漏浆造成砂层溜坍。即使出现孔内漏浆，水位下降，砂层也不会垮塌。具体的施工方法如下：①先埋设钢护筒（壁厚12 mm），钻孔时加大钻头直径，钻进时注意控制泥浆浓度和钻机进尺；②根据施工进尺的速度，适时提起钻头，接长钢护筒，接头处焊接牢固，并用Φ20 mm钢筋对接帮焊加固；③用一节短钢轨（P60）作传力梁，横向放置在接长后的钢护筒顶部（注意居中），提起钻头，用钻头轻砸梁中点，并不断改变承力梁方向，使护筒各方向受力均匀。冲砸时要控制好护筒中心位置，注意要及时调整，千万不能偏孔，否则，砸下去后很难调整过来。要注意在施工中及时判断砂层的深度，保证钢护筒应下至穿过砂层0.5 m以上。
2）溶隙、溶槽、小溶洞的处理：①溶洞发育轻微，洞内有填充物，无裂隙发育，施工漏浆小。采用正常成孔方法施工，在钻到砂石层时，加大泥浆比重，用膨润土护壁，当有漏浆时，在此处加填片石、黄泥包挤塞溶洞；②对于封闭的比较小的溶洞，采取注浆措施，提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物或填充物不满，则采取先填充碎石或干砂，然后注浆；若充填物呈松散或软塑状态时，直接冲孔，但需加强泥浆护壁；③溶洞内无填充物或填充物较少需向洞内填充砂子的，选择一个合适的孔位，放入并固定钢套管，将注砂管与钢套管相连接，在注浆前灌砂。根据成桩直径、围护体积的最小直径及堆积体成形规律，计算填砂量。用压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其他孔作为减压孔。待达到计算的填充体积，压力稳定时，即可停止；④对于一些溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。
3）大溶腔、串珠状溶洞的施工方法：①技术人员及钻机手充分掌握地质情况，每个孔的地质资料都发给相关人员，让其充分了解溶洞的位置，大小，填充状态等，做到钻孔时心中有数；②各孔周围准备足够的小片石和粘性土，粘土要做成泥球状（Φ20~25cm）或饼状，用薄膜包裹，防止干裂。在施工过程中配备一台装载机，其司机轮流值班，随时待命。当遇到溶洞漏浆时，迅速铲起片石和粘土填孔，同时集中水泵往孔内大量补水。同时吊车、导管、砼拌和站处于待命状态，当多次漏浆且回填粘土和片石无效时，采用灌注水下砼的方式填充溶洞；③预埋内径比桩径大20 cm的钢护筒，至砂卵石层顶面，防止钻进时进入粉细砂层塌孔；④采用直径比护筒内径大5cm的冲击钻头钻进至溶洞岩层顶面。为保证钻进中不塌孔，采用膨润土泥浆护壁，泥浆浓度不低于
1.4 g/cm3；⑤用振动锤振冲下沉钢护筒（壁厚12 mm）至岩面；⑥内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理。在内护筒顶部及底部100 cm范围内回填小碎石素水泥砼，内护筒中部回填砂。目的是为增加溶洞底部（同时有可能是下层溶洞的顶部）附近填充物的密度和强度。并且增加内、外护筒间的胶合力。如遇多层溶洞，则下多层内钢筒，处理措施同上；⑦当钻至离溶洞顶部附近时，采用“小冲程，快频率”的方式进行，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻。一旦发现泥浆下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石充分挤入溶洞内壁。待粘土和片石充分挤入溶洞内形成稳定护壁，并漏浆现象全部消失后转入正常钻进。当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的。此时用钢丝绳活扣绑住内护管，用吊机（钻机自吊）把内护筒放入外护筒内到孔底。到孔底后，内护筒不会靠自重沉到溶洞底部，需要借助振动锤振动冲击到位。
上述方法在三江镇特大桥49号墩的应用比较成功。重新开钻后过程繁杂，多数孔号经“钻孔—回填—重钻—再回填”反复进行，施工进度缓慢，但按流程及预案实施，井然有序，未再出现大的塌陷。根据地质资料确定49-2#、49-11#孔下了2层护筒，49-8#孔下了3层护筒，并相应加大了钢护筒的内径和壁厚。其中49-8#孔最大的采用了内径Φ2.1 m，壁厚δ=20 mm的钢护筒。
2.6 铁路安全的保证措施
铁路安全是本墩施工的重中之重。49-9#桩边缘距铁路中心仅
3.66 m，在如此近距离的既有线旁使用重型设备施工，危险程度是可想而知的。我们按照基桩施工流程，分别对钻孔、吊安护筒和钢筋笼、灌注水下砼采取了卡控措施。
1）钻孔过程：钻孔过程较长，时间一长，安全很容易疏忽。我们在钻机前横承梁下加强支垫（用状态良好的枕木），钻机后台加砂袋压重，或设置地锚，还在钻机顶端向铁路外侧拉2根缆风绳，确保钻机不前倾，以防超限。另外，沿铁路边设置一道钢结构防护架，并派防护员跟班防护，保证钻机、钻杆、钢丝绳等不侵入限界，做到人机双保险。
2）吊装过程：吊装护筒、钢筋笼及灌注水下砼情形相近，具有吊物重，晃动大的特点。采取办理封锁计划，要慢行点的办法处理。即在列车慢行点内作业，设好防护，当列车通过时暂停作业。在吊安钢筋笼和护筒时，人力用缆绳控制，轻提慢移。
3）对附近京九线派熟练线路工轮流值班巡检，每2小时检查一次，关键时期加密检查频次，必要时派员值守，过车必检。同时，监理单位跟班复检，线路几何状态一有变化，立即组织整治。
通过各参建方员工的共同努力，最后49号墩基础12根桩顺利完成。经检测三江镇特大桥49号墩基桩均为Ⅰ类桩，实现了安全、质量和桥梁工期目标，为按时铺轨架梁扫除了障碍。在后续施工中京九铁路未再发生险情。
3 结束语
三江镇特大桥49号墩基础工程在整个施工过程中遇到了多重困难。通过大家的共同努力，摸索和总结出了一些极其宝贵的施工经验。主要有：对地下构筑物的处理，临近既有线桥梁基础工程方案的优化，防护措施的安全性和经济技术分析，岩溶地区桥梁基础孔桩施工中各类溶腔的处理方法等。
参考文献
[1]TB10203-2002铁路桥涵施工规范[S].
[2]铁路工程施工技术手册[M].中国铁道出版社.2000
[3]向远华,沈捍明.岩溶处理中钻孔施工技术初探[J].长沙铁道学院学报,2000,18(1).