桥梁施工振动的影响主要表现为桩基施工引起的地层振动对铁路隧道结构的影响。
嵌岩桩一般采用冲击钻或者旋挖钻机施工,其中旋挖钻机引起的振动较小,而冲击钻引起的振动较大。若冲击钻引起的振动满足铁路隧道安全运营的要求,则旋挖钻机引起的振动必然也满足铁路隧道安全运营的要求。故以冲击钻施工为例,分析施工振动对铁路隧道的影响。冲击钻施工引起的振动速度会随着冲击能量和距离的变化而变化。当冲击钻施工时,震源会产生一种向四周辐射的弹性波,即地震波。地震波在岩土中传播时,由震源向介质四面传播,随着传播距离的增加波前面积逐渐增大,即地震波在传播介质中进行了几何扩散,而震源形成的固定能量分布在面积不断增大的波前面上,导致地震波的振幅随着传播距离的增大而减小。此外,地震波在传播过程中,其质点间的相互摩擦会造成振动能量的损耗,且由于介质的不均匀性会造成地震波在传播过程中产生能量的不规则漫射,进而导致地震波能量的减弱。由上述可知,冲击钻施工引起的振动能量在传播过程中会随着传播距离的增大而逐渐衰减
根据《GB6722-2014爆破安全规程》,交通隧道的安全振动速度取为10 cm/s,考虑到国内尚无上跨铁路隧道基础施工的相关规程和铁路列车对其产生振动的严格要求,通过工程类比和查阅相关文献,桥梁上跨铁路隧道段设计中采用爆破安全允许振速2 cm/s。经计算,本工程桥梁桩基按冲击钻施工引起的最大振动速度为0.53 cm/s,该值低于铁路隧道结构振动速度2 cm/s的控制标准,满足设计和规范要求。另外,也可采用旋挖钻施工工艺,从而进一步控制桩基施工产生的振动,其施工引起的振动速度低于0.53 cm/s。
结合新建桥梁上跨铁路隧道的风险分析成果,为降低桥梁基础施工对铁路运营的影响,对施工区段搭设防护支架,采用全隔离围护措施。防护支架的顶板设计应密闭安全,以防施工物体坠落,并考虑物体的冲击作用。另外,还需考虑高速列车行驶中产生的空气动力、高空坠物的影响。施工模板、支架的高度、跨度,施工过程以及拆除支架,都应满足《关于既有线行车施工安全管理》的各项规章制度的规定,当列车通过时,严禁在铁路限界内作业。对高压接触网线上方限界实施全面电气安全防护,搭设专用高压绝缘隔电板或采取专门的防电设施,为铁路安全行车提供屏障。新建桥梁上部梁板架设时,吊装设备机具应尽量远离隧道轮廓线,避免上跨结构超载。为减少桥梁桩基施工对既有铁路隧道的安全影响,桥梁桩基施工时应采用振动较小的旋挖钻或回旋钻,从而降低施工对既有铁路隧道振动的影响,进而减小对铁路轨道平顺性的影响。
结论与建议
1 结论
(1)公路标准跨度桥梁施工已经比较成熟,在跨越既有铁路隧道洞门段时,采取必要的防护措施后,安全风险可控。

(2)由于新建桥梁桩基与隧道尚有一定的距离,桩基施工对隧道结构的受力影响较小,安全可控。

2 建议
根据桥梁施工特点,综合考虑新建桥梁施工对既有铁道隧道结构的影响,建议如下:

(1)广达铁路为国家I级铁路,单线,是川东地区的重要运输连接通道,新建高速公路上跨该线隧道洞门区的桥梁应严格按照相关国家和行业规范要求设置桥梁侧防撞栏与防抛落物网,制定详细的桥梁施工技术方案,加强施工期间的安全管理,确保铁路交通运营期间的安全。

(2)桩基施工宜采用振动较小的旋挖钻或回旋钻。

(3)建议编制施工专项方案,重点强调跨越既有铁路线路桥梁的施工安全要点和施工安全措施。

(4)根据以上建议,除制定详细的应急预案外,还需严格执行安全预警所需的施工过程监测,并开展风险管理。