客运专线CFG桩施工效率的提高

　　1 引言
　　2005 年以来，我国铁路客运专线建设迅速铺开，武广、京津、合宁、郑西、合武、哈大等多条客运专线先后开工，其中引进了大量国外高速铁路施工新标准、新技术。无碴轨道技术，就是从德国首次引进的新技术之一。采用 CFG 桩复合地基，是适应无碴轨道新技术应用的关键环节。
　　作为中国高速铁路建设的里程碑式工程，武广客运专线全长 995km，截止其建成日，是世界上最长的高速铁路，要求 2005 年开工，2010 年通车，工期非常紧迫。该工程在国内首次应用 CFG 桩作为高速铁路复合地基处理措施，CFG 桩施工效率成为决定高速铁路施工进度的最关键环节之一。
　　长螺旋钻机 CFG 桩施工在建筑领域已被广泛采用，但如何高效、高质、安全地应用于铁路施工中却是一个新课题。本文是作者在武广客运专线施工实践中，从设备、工艺、施工技术管理等方面总结出的提高 CFG 桩长螺旋钻机施工效率的一些经验和认识。
　　2 高速铁路 CFG 桩施工要求和环境特点
　　长螺旋钻孔灌注桩施工已经普遍应用于小高层、中高层楼房桩基础建设中，与之相比，铁路客运专线 CFG 桩施工具有如下独特的施工要求和环境特点：
　　① 钻孔深度普遍不深，多数是 10m~15m之间，按照目前设计标准，一般不会超过18m;
　　② 梅花形布桩，桩间距 1.4~1.6m;
　　③ 桩径一般为 500mm。
　　④ 桩身强度等级为 C15，混凝土配方普遍采用碎石而非卵石，90% 以上的碎石粒径为5mm~35mm;
　　⑤ 跨区间无缝线路设计，铁路沿线桩基共同承载;
　　⑥ 作业线路长;
　　⑦ 野外作业，电力输送困难;
　　⑧ 作业面复杂多变，山坡、农田、池塘多，且多数地段须大量开挖。
　　3 选用高效、可靠的施工设备，提高施工效率
　　根据上述特点和要求，为了提高施工效率，铁路客运专线对步履式长螺旋钻机及其辅助设备性能要求如下：
　　3.1 桩架：钻架高度要求不要太高，满足18~20m 钻孔深度，相应地，钻架距离地面总高 22~24m 即可。钻架尽可能矮，有利于在距离长、作业面复杂多变的线路上高效、平稳地移动作业，尤其利于提高爬坡能力，以便自行翻山越岭，在距离不太远的作业面之间减少设备转场费用和时间。
　　3.2 行走机构：履靴最大行程最好不小于1.8m，以保证从一个桩位移向相邻桩位时一步到位，节约辅助工作时间。在武广铁路客运专线施工的钻机，在相邻桩位之间移位，其升降、回转、行走这一系列辅助动作，几乎都是要完成多次循环，耗费了大量辅助时间。
　　3.3 支腿机构：为节省施工成本，在钻孔不太深时一般可不配挖机同步移土，这时支腿底板收起或主机升起要求足够高，以越过钻孔形成的土堆，否则，不但影响移位速度，而且支腿底板和履靴可能将土扫动，埋没已灌注的桩顶部，严重影响桩头质量。实践表明，支腿升降行程不小于 1.2m，有利于设备在没有挖机配合情况下顺利移位。
　　4 加强技术施工组织管理、持续改进工艺
　　4.1CFG 桩施工前的准备：有效落实搞好三通一平，保证施工设备顺利进场。
　　① 通路：高速铁路施工作业线路长、野外作业地形复杂，必须整坡、修路，保障长螺旋钻机运输和混凝土罐车道路畅通;
　　② 通电：包括配置配电站、架设高压电线、配备柴油发电机;
　　③ 通水：开辟水源，架设水管、安装水泵;
　　④ 平整场地：包括开山、填池、移土、回填、压实等作业场地的平整;
　　⑤ 长螺旋钻机、混凝土输送泵进场。
　　4.2 施工过程，承包方落实以人为本，以工人为核心的管理理念
　　CFG 桩施工属隐蔽工程。质量监控难度较大，出现质量问题后无法返工修复，补打过程非常费时;设备操纵、前台指挥要求有较多的实践经验;工人工作环境很艰苦。显然，施工质量、效率和安全的保证主要把握在工人的操作过程控制中，因此，落实以工人为核心的管理理念尤其必要。
　　4.3 持续改进工艺，减少堵管
　　堵管处理非常费时费力。在武广高速铁路CFG 桩施工初期，堵管现象几乎全线发生，曾经严重困扰着建设者们。堵管是影响施工效率、质量和成本的不可忽视的因素。
　　4.4 各种标志清晰
　　钻塔上的进尺刻度、工地上的桩位标识必须清晰，以提高施工效率、保证施工质量。清晰的进尺刻度可确保操纵人员快速、准确施钻达要求深度;每个布桩桩位采用钢钎系铁丝并钉入土中作为标志，被土埋没后也很容易找到。武广铁路客运专线施工实践证明，钢钎系铁丝法布桩效率大大优于个别施工队采用的插竹筷子的方法。
　　5 结语
　　作为建筑领域广泛应用的长螺旋钻机CFG 桩施工技术，在铁路建设中也已经展示了其非常广阔的应用前景。武广铁路客运专线在国内首次成功进行高速铁路 CFG 桩施工实践表明，根据铁路施工要求和环境特点，选用合适的钻机及配套辅助设备、采用更有效的施工技术管理、持续改进施工工艺，对于提高铁路施工效率具有十分重大的作用和意义。铁路施工，期待出现适合高速铁路独特性长线路施工的体积轻巧、效率更高的铁路专用长螺旋钻机。