中铁建工集团有限公司 上海
摘要：铁路既有线接触网为2.75万伏电压的高压线，跨越及临近既有线施工的安全风险非常高，一旦发生触电事故，将造成人员伤亡、接触网损坏，对施工人员安全、行车的影响非常大，后果非常严重；为了解决跨越及邻近既有线施工安全这一难题，在线间及站台上设立钢构架立柱，在接触网上方搭设防护平台，利用钢构架支撑上部的装修作业架，在接触网与施工区域间设置硬隔离防护架，并对防护棚、防护架设置绝缘套管、接地、防水、防砸等防护措施，杜绝了跨越及邻近既有线施工的安全隐患，同时也确保了工期节点的顺利实现。
关键词：2.75万伏高压线；既有线施工；安全防护；防护棚；防护架
1.前言
随着铁路及城市建设的跨越式发展，铁路站房改造逐渐增多，经常遇到跨越或邻近营业线接触网施工，铁路线接触网为2.75万伏电压的高压线，安全距离较大（2m），因防护不到位、施工人员安全意识淡薄造成人员伤亡、行车事故时有发生，难以保证人身安全和财产安全。保障跨越、邻近既有线施工安全成为本项目一大难题。
厦门站改扩建工程设计有跨越接触网的高架候车层和屋面，其屋面檐口装修施工部位为跨越既有线施工。为了给站房檐口装修施工提供作业平台，同时防止在对站房檐口装修施工过程中部分工具、材料掉入既有线范围，而影响列车行车安全。根据既有线施工要求，预先对既有线路需要进行檐口装修的范围进行棚架全封闭隔离防护。防护采用全封闭式门式棚洞，对既有线上部全部进行封闭隔离，在防护棚上搭设满堂架作为装修作业平台，防护棚设置防水、防静电、防砸功能，并可拆卸周转。本工程二、三阶段交接处在三阶段施工时接触网已挂设并带电，第三阶段主体结构施工为邻近既有线施工。为确保铁路既有线运营安全以及厦门站第三阶段施工安全有序的进行，现需在一站台处搭设安全防护架。防护架搭设高度为8.6米，搭设长度为75米。
2.适用范围
防护棚架适用于跨越铁路营业线接触及邻近营业线施工的工程，起到隔离、保护接触网的作用，在防护棚上可搭设操作架体进行结构及装修施工。
3.防护棚设计及安拆施工
3.1 防护棚设计
防护棚设计能承受一定的荷载，按上部脚手架及操作荷载进行棚架结构设计，（装修脚手架间距、步距设计为1.8m，架体高度按9.45m考虑，最大立杆底部受力244.55KG。考虑剪刀撑等，按260KG计算。）。
3.1.1 防护范围及高度确定
根据施工需要以及现场条件，棚架柱立在站台内距离站台边沿2米位置和接触网柱同一轴线，纵向间距为5.4米x4米跨，横向柱间距分别是6.75、8、6.75、6.75米。
棚架高度考虑既有线建筑安全限距，棚架顶棚底部距离轨面为7.25米。
3.1.2防护棚结构设计
防护棚架封闭由基础、支墩立柱、横梁、纵梁、棚顶构造、棚架两侧封闭构造、斜拉撑及附属设施组成，各部位设计如下：
（1）防护棚基础：防护棚架基础采用长宽1.8m*1.8m、深0.6m的地面基础。基础设置在站台梁和轨道梁混凝土表面上，基础顶面预埋连接螺栓，基础间距按平面布置。
（2）防护棚支墩立柱：防护棚架支墩立柱采用φ377×10mm钢管，钢管与基础连接。钢管支墩底部设φ600×20mm钢板法兰盘，与基础采用螺栓连接，在支墩顶部增设577×577×20mm钢板，为与棚架横梁连接。顺线路方向钢管支墩间采用L80×5角钢剪刀撑和φ114×4mm钢管系杆将各钢管支墩两两相连，轨道梁上和站台梁上支墩立柱高分别为7.985m和5.78m，钢管立柱外涂一层绝缘漆。为消除基础误差和反复利用，柱顶设计成可调节形式，如下图示，根据实际测量高度可以加垫钢板调整高度，调整范围为0-100mm，即允许钢柱长度和基础高度综合负公差而不允许正公差。
（3）防护棚横梁：在垂直线路方向同轴线钢管支墩上各设一根H450×200×8×10作为横梁，H型钢横梁与支墩间采用4根φ20的螺栓进行连接。
（4）防护棚纵梁：在垂直线路方向横梁上，搭接I25b工字钢作为纵梁，纵梁间距1.8m，对应上方脚手架立杆位置。
（5）防护棚棚顶构造
安全防护棚棚顶在纵梁上满焊6mm的钢板，再在钢板上采用20cm×20cm方木作为分配梁，方木密布，棚面板设计为：一层竹胶板上+防水卷材+一层竹胶板，再在其上铺设6mm钢板。方木与钢板间用焊接角钢固定卡住，竹胶板与方木之间采用钉子固定。
3.1.3安全保证措施
（1）绝缘包裹：承力索设置绝缘套管防护，防护范围为防护棚架范围向两侧各延伸7m（绝缘包裹委托设备管理单位施工，施工方法、材料如有调整以设备管理单位的为准。）
（2）综合接地：利用地脚螺栓连接基础钢筋，再导入混凝土配筋，地脚螺栓再与钢架立柱等棚架钢结构连接，形成一整体接地系统，确保接地电阻＜3Ω（安好后要进行电阻测试），消除27500v电力牵引高压对支架感应电。
（3）绝缘板：在纵梁底部加设一层绝缘板，绝缘板采用环氧树脂高压绝缘板，技术指标为δ=2～3mm厚，每毫米防电击穿能力达1.64×104V。绝缘板采用梢钉固定在纵梁底部。
（4）挡水板、防水卷材：棚架顶面在垂直既有铁路方向，两侧均横向设置高5cm的挡水板，使水柱不从电力线上方往下滴，消除感应电和因水柱状滴水使棚架带电；门式安全防护棚架竹胶板与钢板网间设置一层防水卷材消除感应电和因水柱状滴水使棚架带电。
3.2防护棚安装施工
3.2.1施工步骤
根据既有线施工要求，在主体工程施工前，务必先进行隔离及封闭防护施工，然后根据主体工程施工工艺分步进行，施工步骤如下：
临时隔断施工→防护棚基础施工→防护棚安装→脚手架搭设→站房檐口装修施工→防护棚拆除→既有线影响的恢复施工
3.2.2 防护棚施工
3.2.2.1临时隔离防护
在防护棚架施工的范围内搭设临时防护栅栏严禁非工作人员进入施工现场，支墩施工完毕后拆除临时防护栅栏，并转为全方位全封闭防护措施搭设在既有铁路两侧，距离既有线中心距离3.2米。施工纳入24小时监管施工，列车通过前10分钟，施工人员下道避车、所有机械停止作业，并安排专人检查清理人员、机具设备、材料是否侵限。
3.2.2.2棚架基础施工
（1）测量人员对防护棚基础准确定位，然后对现有混凝土表面进行凿毛处理，并选择一点露出钢筋，然后进行模板固定及钢筋绑扎、预埋件固定，确保预埋件联通现有混凝土内钢筋。然后进行混凝土浇筑（混凝土标号为C40）。
（2）基础安排24小时监管施工，列车通过前，施工人员下道避车、所有机械停止作业，并安排专人检查清理人员、机具设备、材料是否侵限。
3.2.2.3棚架安装
（1）钢管柱安装：将钢管运至施工现场。申请要点，接触网断电，安装钢管立柱，柱顶测量加垫；
申请要点后，对施工地点所在的厦门改建车站施工影响范围进行封锁，对此处接触网所在供电臂进行断电。在封锁时间内，将钢管采用汽车吊吊起，就位后迅速将钢管柱底部钢板与预埋螺栓进行连接；汽车吊采用25吨吊车，在封锁区间及接触网断电前预先停放到位，吊车背向铁路侧摆放，棚架立柱从对应铁路侧起吊安装。
（2）横梁安装：横梁采用一根H450×200×8×10的H型钢，H型钢预先在工厂根据图纸加工好运至现场，利用25t吊车安装平稳后，与钢管柱上口螺栓进行连接。
横梁安装要点施工，接触网断电，在封锁时间内，将横梁就位后迅速与钢管立柱焊接连接。
（3）纵梁安装：采用I25b工字钢，运至现场平稳安放后，利用吊车安装，纵梁安装需要要点施工、接触网断电，在封锁时间内，将纵梁吊起，就位后迅速调整至设计位置。纵梁安装从一侧吊装，吊车采用25吨汽车吊。
（4）分配梁安装：在纵梁上满焊6mm钢板，再在其上满布20cm×20cm方木，交错布置，板接头均布置在纵梁上，不设置探头板。方木分配梁采用吊车运至棚顶，吊车采用25吨汽车吊。
分配梁要点施工，接触网断电，在封锁时间内，将分配梁与纵梁采用U型连接牢固。
（5）棚顶结构安装：
棚顶结构为：一层竹胶板+防水板卷材+一层竹胶板+一层钢板。
分配梁安装完毕后，上铺设一层竹胶板+防水卷材+一层竹胶板+一层钢板网，第一层竹胶板采用钉子与方木分配梁固定，第二层平铺在防水板上，第二层竹胶板上铺6mm钢板，钢板之间对接采用焊接连接，防水卷材外缘伸出横梁边缘15cm，使其下垂，确保雨水不向棚底回流。
竹胶板、防水卷材、钢板采用吊车运至棚顶，吊车采用25吨汽车吊，。为确保施工及行车安全，棚顶结构安装要点施工，封锁线路，接触网断电。
3.3防护棚拆除施工
上部站房檐口施工完并拆除脚手架后，开始拆除防护棚架，防护棚架拆除利用申请要点施工。封锁线路，接触网断电。按照从上至下的顺序逐步拆除，即先拆面板，然后拆分配梁、横梁最后拆立柱。
停电封锁计划的具体施工时间以南昌铁路局运输处批复为准。
3.4.1 面板的拆除
面板的拆除从梁底部向两侧进行，因为梁底部吊车无法伸入起吊，所以将钢板面板分割成小块，人工运至两端吊车能起吊位置，然后采用25吨汽车吊吊离，运输车运走，对钢板底下竹胶板及防水层同样采用此种办法。
3.4.2分配梁、纵梁、横梁和钢柱的拆除
分配梁、纵梁、横梁钢柱同时进行，先从远离棚顶临时堆放点开始拆除，并运至临时堆放点，吊运至既有铁路影响范围外，在拆除分配梁同时随即拆除已经拆除的分配梁下方的纵梁并运至临时堆放点并用吊车将其吊离既有线。吊车采用25吨汽车吊。
3.4.3 柱脚基础拆除
利用要点时间用电锤对柱脚基础进行拆除，混凝土渣和钢筋应及时清理干净并运走。
4.防护架设计及安拆施工
4.1防护架设计
防护架基本形式为：离站台边缘670mm搭设25b工字钢立柱（外边），工字钢通过预埋板与高架候车次梁梁侧、站台墙焊接连接固定，防护架靠接触网一侧满挂钢丝网、另一侧满挂密目网通过钢丝绳与工字钢固定连接，从而达到对铁路既有线的安全防护。
4.2防护架安装
因邻近道接触网已挂设，本次防护架施工属于工程线施工，接触网已通电，需在天窗作业点内施工完成。
4.2.1焊接预埋件
顺序为：弹线定位→钻孔→洗孔→注胶→植筋→固化养护
1）弹线定位：根据设计图的配筋位置及数量，错开原结构钢筋位置，标注出植筋位置。
2）钻孔：用冲击钻钻孔，钻头直径应比钢筋直径大5mm左右，钻头始终与柱面保持垂直。
3）洗孔：用毛刷，套上加长棒，伸至孔底，来回反复抽动，把灰尘、碎渣带出，再用压缩空气，吹出孔内浮尘。吹完后再用脱脂棉沾酒精或丙酮擦洗孔内壁。
4）注胶取一组强力植筋胶，装进套筒内，安置到专用手动注射器上，慢慢扣动板机，排出铂包口处较稀的胶液废弃不用，然后将螺旋混合嘴伸入孔底，如长度不够可用塑料管加长，然后扣动板机，板机孔动一次注射器后退一下，这样能排出孔内空气。为了使钢筋植入后孔内胶液饱满，又不能使胶液外流，孔内注胶达到80%即可。孔内注满胶后应立即植筋。
5）植筋：植筋前要把钢筋植入部分用钢丝刷反复刷，清除锈污，再用酒精或丙酮清洗。钻孔内注完胶后，把经除锈处理过的钢筋立即放入孔口，然后慢慢单向旋入，不可中途逆向反转，直至钢筋伸入孔底。
6）固化养护：钢筋植入后，在梁底模板上定位，在强力植筋胶完全固化前不能振动钢筋。
4.2.2工字钢安装
工字钢从5轴线至8轴线每间隔4.5安装一道，具体间距见既有线防护架立面图，工字钢平行于轨道方向放置，其上下两端与预埋板满焊连接，从而形成两端固定以防止防护架倾覆。工字钢安装完成后相邻工字钢通过扁铁相连，并最终与两侧防护棚进行接地连接，接地电阻≯4Ω。防护架底面为混凝土硬化地面，做好排水措施；
4.2.3钢丝绳、钢丝网、密目网、绝缘胶垫安装
（1）为防止第三阶段施工过程中杂物、构件等大小物体掉入营业线内，威胁运营安全，考虑采用在防护架南侧满挂钢丝网，北侧满挂密目安全网密目网、钢丝网通过16#铁丝与工字钢固定的钢丝绳相连接，钢丝网、密目网搭接部位不得小于100mm，钢丝网的网孔尺寸为18×18mm，钢丝直径15mm，保证高支模架体材料、及人员不侵线。顺轨道方向轴线每工字钢之间设上剪刀撑，剪刀撑采用L80X5角铁。
（2）钢丝绳每隔1600mm设置一道，最下端距离地面50mm，最上端两根钢丝绳相距750mm，在钢丝绳与工字钢相交的地方用钢筋弯固定，以防钢丝绳上下、前后滑动，钢丝绳两端与既有线防护棚立柱通过专用钢丝绳锁扣锁死，并定期检查是否松动，如有松动及时更换。
（3）由于框架梁与工字钢水平距离之间有一定间隙，并且上方无遮挡，上方施工过程中杂物易从此掉入威胁运营安全，从而考虑在每跨框架梁之间加设预埋钢板，用钢丝绳连接，并铺设钢丝网（与工字钢立柱钢丝绳固定点连接），上铺密目网（与工字钢立柱密目网固定点连接）来防止杂物掉入。
（4）绝缘胶垫安装于6/H部位处的防护钢丝网上，因接触网反支撑固定点距离防护架钢丝网距离约为1100mm，考虑距离较近，故以接触网反支撑固定点为中线，在防护架钢丝网对应部位安装500*500绝缘胶垫，距梁底约350mm（垂直距离依据现场接触网反支撑固定点而定）。
4.2防护架拆除施工
（1）拆除措施：防护架拆除需在天窗作业点内施工，随拆随清理，严禁拆除过程中接触、碰撞接触网。
（2）拆除顺序为：密目网→钢丝网→钢丝绳→角钢剪刀撑→立柱→清理
5．结语
通过一系列的考察、设计、论证、方案讨论、评审、技术准备及施工实践，保证了厦门站改扩建工程跨越及邻近接触网的高架候车层及其屋面檐口装修施工安全如期完成，既赢得了公司、监理及建设单位的一致好评，又掌握了既有线防护棚架设计要点及吊装安拆的关键技术、重要工序的施工方法、现场施工组织及要点施工计划，积累了既有线钢结构防护棚架安拆吊装技术的施工经验，为今后类似工程的施工提供可借鉴经验。
参考文献：
[1]《中华人民共和国安全生产法》.北京：中国法制出版社.2014
[2]铁道部《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运〔2012〕280号
[3]南昌铁路局营业线施工及安全管理细则.南昌.南昌铁路局办公室.2012
[4]《铁路工程施工安全技术规程》（TB10401.1-2003）
[5] 厦门站改扩建工程设计图纸.北京.悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司.2012
作者简介：
王守峰（1984年11月），男，本科，工程师，中铁建工集团上海分公司厦门站改扩建工程生产副经理。
论文作者:王守峰
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/18
标签：防护论文; 棚架论文; 工字钢论文; 立柱论文; 钢板论文; 横梁论文; 吊车论文; 《基层建设》2016年1期论文;