接触网基坑开挖技术教程

1、接触网基坑开挖技术教程土壤的基本知识和铁路线路常识、土壤的基本知识土壤是很复杂的，不同的土质具有不同的建筑性质。学习土壤的基本知识，对于进行接 触网工程的下部施工是很有必要的。土壤和岩石的分类工程上按土壤的外观分成六类：松土：用铁锹稍用力就能将锹头全部插入的土壤。包括松散的水分不大的各色粘土、 砂粘土和各色粗细砂土、砂夹石等。普通土：用力蹬铁锹才能将锹头全部插入的土壤。包括水分较大的各色粘土和密实 的砂粘土、干燥黄土、碎石夹土等。硬土：必须用镐先刨过后才能用铁锹挖的土壤。包括各色硬粘土、大石块夹土、密 实的硬黄土和风化的砂石等。软石：需用十字镐才能刨动，但刨掉的不多，部分需用爆破法开挖。包括各

2、种顽石、 风化粗砂岩、硬质风化页岩(比坚石还硬的一种石头)和较软的石灰岩等。次坚石：必须用爆破法开挖。包括页岩、砂岩、石灰岩及石英岩等。坚石：人工打眼困难，须用风枪打眼，用爆破法开挖。包括密实的石灰岩、大理石、 粗粒花岗岩等。由于接触网施工是在已修好的路基上进行的，而且路基是经过夯实的，因此，接触网施 工中经常遇到的是硬土、软石、次坚石和坚石。土壤的承压力接触悬挂的荷载通过支持装置传给支柱和基础，支柱和基础又把这一荷载连同占们本身 的荷载传给大地。支柱和基础对土壤的作用力和倾覆力矩被；上壤的反作用力和抗倾覆力矩 所平衡，支柱和基础处于稳定状态。支柱和基础的稳定决定于基础类型，而：1：壤的唾爪

3、力是决定基础的主要依据。土壤的承压力就是单位面积上土壤承受的压力，单位为Pa。一 般工程上，使土壤正常工作面不发生破坏的承压力，称之为土壤的允许承压力。土壤的允许 承压力不仅与土壤的种类有关，也与土壤的物理状态有关。比如密实的砂土比松散的砂土承 压力大；而粘土在潮湿的情况下，由坚硬状态变为流动状态，承压力大大下降。通常情况下， 普通土、硬土的允许承压力在0.10.3MPa之间，而软石类在0.3MPa以上。土壤的允许承 压力是根据实验测定的。工程中，除采用允许承压力表示土壤的工作性质外，还常采用土壤的安息角来表示。土 壤的安息角就是：在散粒土壤自然堆积时，堆积土壤斜坡不再增大时，这个斜坡与水平面

4、的 夹角叫做土壤的安息角。、铁路线路常识铁路线路是列车运行的基础。在接触网工程建设中一个最基本的要求就是要确保铁路线 路的稳固，因此，进行接触网土石方工程施工必须了解铁路线路的构造。铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。图3 2所示是铁路 线路横断面示意图。1 .路基路基按断面填挖形式分为路堤、路堑、半堤半堑和不挖不填路基等。路堤；由地面填筑而成的路基。横断面是由路基本体、护道、取土坑或排水沟所组成，如图33所示。路堑：由地面向下开挖而成的路基。其横断面是由路堑、侧沟、截水沟等组成，如 图34所示。半堤半堑：由半个路堤和半个路堑组成的路基，如图35所示。图3-6不挖不填路基

5、示意图(4)不挖不填：路基面高度与原地面高度差不多， 只将原地面稍加乎整，两侧开挖排水沟即修筑成不 挖不填路基，如图36所示。路基顶面两边缘之间的距离为路基顶面宽度。为了满足铺设轨道材料以及线路维修、运营的需要，路基顶面必须有足够的宽度。路基顶面宽度是根据铁路等级、轨道类型和土质情况确定的。路基两侧必须筑成具有一定坡度的边坡，以保持路基稳固。路基边坡的坡度(坡度用竖、 横尺寸的比例表示)，应根据土质、水文及路基高度等情况来确定。路基面无道碴覆盖部分称为路肩。路肩的作用是：防止道碴散落到边坡上，保持道床完 整；用于设置线路标志和行车信号；便于养护工作中堆放材料、工具及人员行走；“电化” 改造设置

6、接触网支柱等。路肩宽度根据铁路等级和行车条件有所不同，如I、II级铁路的路 堤其路肩宽度不小于0. 6m，路堑的路肩宽度不小于0. 4m。路基的排水设施水是路基的大敌。路基的排水设施有地面上的排水设施和地面下的排水设施两种。地面上的排水设施在路堤地段为排水沟或挖通的取土坑；在路堑地段为侧沟、截水沟。地面 下的排水设施有排水沟、渗沟等。在接触网施工中，尤其是基坑开挖时，要注意保护排水设 施，确保其畅通。道床道床就是路基上面铺设的石碴。道床的主要功用是：稳固轨枕以稳定轨道；缓和轨枕传 来的力并把力均匀地传递到路基顶面上：排除线路积水。因此，道碴材料应当坚硬、稳定、 富有弹性，并有利于排水。道床铺设

7、主要包括道床厚度、顶面宽度及边坡坡度三个尺寸的要求。道床厚度是指轨枕 底至路基面的高度，轨道类型不同，道床厚度不同，道床厚度一般为200300mm。道床顶 面应有足够的宽度，一般线路上木枕地段为3. 0m，混凝土轨枕地段为3. 1m，对于曲线 半径小于600m的曲线区段，曲线外侧应加宽0. 15m。为防止道床边塌落，一般线路的道 床两侧设有坡度为1： 1. 75的边坡。在接触网基坑开挖施工时，应注意不要将弃土混入道碴中，同时尽量保持道床的完整。接触网基坑开挖基本要求接触网基坑分为钢筋混凝土支柱坑、基础坑和拉线坑。人工开挖基坑时，应注意以下事项：在开挖过程中，发现地下埋设物，不能自行处理时，应立

8、即停止工作，并与有关单 位联系处理。同一组软(硬)横跨的两坑宜同时开挖。在开挖过程中，如果必须移动坑位时，可按设计跨距允许偏差+1m、一2m进行调整， 调整后的跨距不得大于设计允许最大跨距。调整软(硬)横跨支柱基坑时，同一组软(硬)横跨支柱基坑应相应位移，单开道岔的标准 定位支柱位置应符合设计要求。基坑大小以能保证支柱安装或基础浇制为原则，需安装横卧板、底板的支柱，基坑 断面尺寸应适当加大，基坑深度应符合支柱(基础)埋深的要求。基坑开挖过程中，必须保证线路路基的稳定，保证行车安全。不准将弃土污染道碴。 位于水沟中或水沟沿上的基坑，应及时立杆或浇注基础，回填、疏通水沟。被破坏的水沟不 能恢复原样

9、时，应改移侧沟保证水沟畅通。坑边不得放置重物或工具，以免落下伤人，坑下工作人员必须戴好安全帽。为防止道碴塌落，在坑口四周用木板挡住道碴，火车通过时坑下工作人员应提前上 坑，坑口堆土量不可过多，应随时移土，以免对坑壁压力过大塌落伤人。应随时检查坑形有无倾斜走形，并及时加以纠正。在土质松软、碎石和填方的基坑或有流砂产生的基坑，开挖时应设置防护板，防护 板与坑壁间不应有空隙，挖坑深度超过1m时，应随基坑的挖深将防护板打下直至基坑底部， 且防护板用木撑撑紧。对于侧限较小的支柱基坑，坑边距线路很近，为保证开挖期间行车和施工的安全， 可采用吊轨防护，即在坑侧的枕木头上放置两根小面朝上的钢轨(长度一般不小于

10、4m)，再 在两轨间倒放一根钢轨，最后用夹板和螺栓固定在枕木头上。为了保证行车安全，接触网基坑挖好后，暴露时间应尽量缩短，一般不超过一昼夜， 特别是雨天更要加强对基坑的巡视检查。为了统一使用防护板，一般钢筋混凝土柱常采用套板，即统一了坑形，也便于防护板的回收，如图4 一 l 一 5所示。套板一般为30mm厚、20mm 宽，制成1. 5X1. 2m的木框， 每200nun下一层，注意木框结合 处要互相抵紧、方框的长、宽边 固定方式要交替使用。在流砂地带开挖基坑时，采 用混凝土预制井圈做防护。开挖 时，要注意四周均匀取土，使圈均匀下沉，沉下一层再加一层，如图4一 l 一 6所示。坚石地带的基坑必须

11、用爆破法开挖，由受过专门训练的炮工操作，且必须做好防护工作。 爆破后应检查铁路有无损坏或妨碍行车的物体，要保证铁路及通信线路畅通，若出现瞎炮必 须由炮工处理。基坑开挖工艺(一)开挖准备确认坑口测量标记，复核辅助桩侧面限界清理坑口周围环境，排除障碍物；设置预防道碴落入坑口的防碴挡板；复核坑口尺寸；确定排土地点，采取防止道碴污染及排水沟堵塞的措施；根据施工技术部门提供的调查资料，初步确认地下埋设物的路径及埋深，准备防护 措施和材料；初步确认土质软硬程度，采取合理的基坑防护措施，准备足够的防护材料；施工工具准备及劳动组织。(二)基坑开挖方法及基坑防护措施根据我国电气化铁路接触网工程特点，结合我国的实

12、际情况，接触网基坑开挖作业仍以 人工开挖为主。人工开挖具有施工方便、不需占用线路、施工工具简单、成本低等优点。对 于不同土质基坑采用不同的具体开挖方法。硬土质类基坑开挖硬土质类基坑使用十字镐、铁锹开挖。这类土 质自身结合力强，除雨季不会塌方，基坑开挖不需 采取基坑防护措施。挖坑时，按照坑位测量标记，沿坑口先用镐将 地面刨开，再用铁锹将松土铲去。开挖过程中，锹 镐配合交替使用，每用镐刨松一层，就用铁锹清理 一次，弃土远离坑口 0. 6m以外，但不易过远。当坑深小于1. 5m时，可由坑内人员直接排土；坑深超过1. 5m时(此时坑内直接排土困难)， 由坑上人员用吊篮提土或采用挑杆排土法，如图3-12

13、所示。开挖过程中，随时检查基坑限界，修整坑壁，坑底尺寸应与坑口尺寸保持一致。当坑口弃土堆积过多时，坑上人员应进行清理，注意不要让弃土1昆入道碴，并做好排 水疏通工作。基坑挖好后，坑下人员将坑底整平夯实。碎石类基坑开挖碎石类基坑开挖一般采用局部支撑防护板的办法，来加强坑壁的稳定性。基坑开挖方法与硬土质类基坑基本相同，在保证行车安全的前提下，坑口宜适当加大。防护板一般用30mm厚、200mm宽的木板制成，常用松木或硬杂木，被腐蚀及破裂多 节的木材不得使用。防护板安装步骤及方法如下：根据基坑大小等情况预制防护板；修理坑壁，使之易于安装防护板；每挖下200mm就安装一层，形成一层方框套板要互相错开，交

14、替使用，如图3-13、图3-14所示。图3-13防护板组合图防护板安装时应注意四框结合处要挤紧，并在防护板与坑壁的间隙处填满土挤紧，以加 强防护板的稳固性。每下几层防护板之后，就要复核一下基坑限界，防护板的安装位置应能满足立杆要求。在开挖过程中，应随时检查支撑结构的状态，如支撑是否变形、开裂及受力情况等。对 于过度受力或变形的应预先加固，加固的方法是打紧受力较小部分的楔子、增加立木及横撑流沙、高水位类基坑的开挖流沙、高水位类基坑采用局部支撑防护板的施工方法已不适宜，它不仅浪费大量木材， 而且施工进度也缓慢，又不安全。此类基坑目前一般采用混凝土防护圈作基坑防护进行基坑 开挖。混凝土防护圈规格：内

15、径1480mm、壁厚60mm、高度400mm。采用混凝土防护圈作基坑防护，进行流沙、高水位类基坑开挖的施工方法类似沉井法。 首先将防护圈安放在基坑位置，防护圈中心应与支柱中心重合。在防护圈里边均匀取土，使 其随挖随沉。防护圈借自重不能下沉时，可在其上面均匀地增加负荷，使其均匀下沉。沉下 一层，就再加一层直到坑深符合规定要求为止。在下沉过程中，发现倾斜、位移要及时 纠正，校正的方法是采用取土法或增加负荷法。校正倾斜：在下沉较慢侧多挖土或在顶面增加负荷，也可用增加负荷与挖土同时进行的 方法。校正位移：可先偏挖土使防护圈倾斜，然后均匀取土，使防护圈沿倾斜方向沉至正确位 置时，再校正防护圈倾斜。石质基

16、坑开挖石质基坑采用爆破法开挖。采用爆破法开挖基坑前，应首先与车站联系，取得准许爆破 作业手续。石质基坑开挖的主要作业程序是：打眼一爆破一开挖。（1）打眼。打眼的方法有人工打眼和机械打眼两种。施工中应以机械打眼为主，在无法 使用机械打眼时才采用人工打眼。人工打眼常用双人打眼法（即1人扶钎，1人打锤），使用3060kg大锤，一字形钢钎头 （刃口可根据岩石软硬做成不同的形状，有平行、内凹月牙形和外凸三角形）。四、质量要求及安全规则（一）质量要求基坑位置基坑横线路方向中心线应对准纵向测量标记并垂直线路（软横跨支注坑垂直于正线）中 心线。如必须移动时，可按设计跨距+lm 一一 2m进行调整，调整后的跨距

17、不得大于设汁允 许最大跨距；软横跨支柱坑应相对位移；道岔柱坑应符合设计要求。基坑尺寸各类支柱基坑应能满足立杆、整杆要求。采用就地灌注的基础坑，长、宽尺寸应各加大 1030mm。基坑深度混凝土支柱坑坑深为线路中心线标高面至坑底妁距离。当支柱位于站台上时，坑深为支 柱的设计埋深，由站台面至坑底测定。当支柱设置底板时，坑深应为设计坑深加底板厚度。钢柱基础坑深根据基础标高和距轨面高差要求确定：H=h+A h+d式中：H一坑深，线路中心线标高面至坑底的垂直距离； h基础高度；h基础面至轨面距离；d 一垫层厚度。位于站台上的基础坑深等于基础高度。坑深的施工允许误差为 100mm。(二)基坑开挖安全规则一般要求确定坑位时，应根据地下设施调查情况，采取躲开或其它安全措施。基坑开挖过程 中如发现地下电缆、管道、文物等设施时，应立即停止工作，及时报告施工负责人及有关单 位，妥善处理。遇有大雨、暴雨、连阴雨时，不得开挖基坑。防护板的厚度及支撑截面，应保证基坑稳固。挖坑时应经常检查防护板有无变形、 损坏或折断现象。更换支撑时，应先装后拆。拆除防护板时，应按回填顺序由下而上逐层拆 除。有倒坍危险的基坑，经施工负责人同意方可不拆。基坑开挖挖坑作业，每个基坑不得少于2