城市軌道交通軌道工程與相關專業(yè)接口的設計與管理

高曉新

(北京城建設計研究總院有限責任公司，北京 100037)

1 概述

目前接口管理在行業(yè)內(nèi)尚未有統(tǒng)一的標準與方法,業(yè)主在接口的管理上也有多種形式,以過軌管線為例,就有以下方式：

(1)單獨設置軌旁專業(yè),將所有接口納入,提交鋪軌單位,如深圳地鐵4號線二期工程鋪軌；

(2)相關專業(yè)向軌道提供過軌管線材料、過軌方式、里程表等,施工單位負責管線材料的預設,相關專業(yè)確認后澆筑道床混凝土,如蘇州、沈陽地鐵等；

(3)設計階段相關專業(yè)溝通,施工時鋪軌單位提前發(fā)出鋪軌計劃,相關專業(yè)自己負責管線的材料、預設,確認后澆筑道床混凝土,如北京地鐵等。

對于過軌管線,以上管理方式各有利弊,方式1雖然接口由專門專業(yè)統(tǒng)籌,但因軌旁并無專業(yè)施工隊伍,實際上還是由軌道施工隊伍完成過軌管線的敷設；方式3也因為部分專業(yè)無專門施工隊伍,亦由軌道施工負責；方式2理論上雖然是完善的,一旦相關專業(yè)有無法穿管、排水不暢、絕緣不夠的現(xiàn)象,會出現(xiàn)專業(yè)間相互推委。

2 軌道與相關專業(yè)接口的設計與協(xié)調(diào)

2.1 接口所涉及的專業(yè)

軌道工程在設計與施工階段與諸多相關專業(yè)存在著接口,包括：線路、限界、軌旁設備、車輛、行車、結構、橋梁、路基、建筑、通信、信號、給排水、雜散電流、供電、人防、屏蔽門等。

2.2 與相關專業(yè)接口總體要求

(1)軌道施工前,應取得按規(guī)定程序批準的線路、限界、結構等及與相關專業(yè)有接口要求部分的正式施工圖。

(2)相關專業(yè)施工橋面、庫內(nèi)檢查坑預留鋼筋等時,應按照軌道專業(yè)提供的預留鋼筋要求實施。

(3)相關專業(yè)的過軌管線、過軌預留、預埋要求應與軌道專業(yè)溝通,并征得軌道專業(yè)認可。

(4)鋪軌施工前應及時與各相關專業(yè)取得聯(lián)系,避免遺漏。

(5)施工時應請相關專業(yè)對預留、預埋位置、尺寸確認后,再澆筑道床混凝土。

(6)相關專業(yè)不得在鋼軌上焊接施工,在鋼軌上鉆孔必須經(jīng)過軌道專業(yè)同意,并按軌道專業(yè)提出的要求實施。

(7)相關專業(yè)在道床范圍預留溝槽應與軌道專業(yè)進行溝通,施工單位應嚴格按照軌道專業(yè)轉發(fā)的設計文件施工。

(8)相關專業(yè)過軌管線應采取符合要求的絕緣措施。

(9)預埋施工有困難的管線,應由有關專業(yè)現(xiàn)場及時溝通、解決。

(10)過軌管線的材料、預埋位置、管線轉彎的實施、與道床鋼筋絕緣的實施、管內(nèi)穿鐵絲、封堵管口等均應按業(yè)主的分工要求,由相關專業(yè)或由軌道施工單位負責,雙方簽字確認后再澆筑道床混凝土。

2.3 接口設計與施工注意事項

2.3.1 與線路專業(yè)的接口

線路專業(yè)設計應征求軌道專業(yè)對道岔號數(shù)、單渡線、交叉渡線、車擋的要求。道岔號數(shù)應以側向最高通過速度確定；單渡線應以限界、最小夾直線要求等確定最小線間距；交叉渡線的線間距則應從方便運營管理角度考慮；正線車擋的安裝位置一般不應設于小于或等于1 000 m半徑的曲線上。

軌道專業(yè)應及時審查線路圖的可行性、合理性。道岔號數(shù)應滿足行車和信號專業(yè)的要求,特別是列車側向過岔信號反應是否有“遲滯”,出現(xiàn)“超速”現(xiàn)象并注意核查曲線是否進入車站及進入長度。

2.3.2 與限界專業(yè)的接口

限界專業(yè)應提出線間距的最小允許值和線路標志的設置位置。

2.3.3 與車輛專業(yè)的接口

車輛類型是軌道專業(yè)的設計基礎,鋼軌、軌底坡、軌道強度、軌距及軌距加寬、道岔結構等都是依據(jù)車輛的相關資料設計的。因此,軌道專業(yè)應積極與車輛專業(yè)人員積極溝通,收集車輛類型、軸重、軸距、定距、速度、轉向架及輪對(踏面類型、尺寸、輪背距、輪緣厚、踏面允許磨耗厚度、輪緣允許磨耗、車輪硬度)等資料。

2.3.4 與行車專業(yè)的接口

行車專業(yè)應提供道岔側向最高通過速度的要求,這是道岔選型的依據(jù)。

2.3.5 與橋梁專業(yè)的接口

(1)無縫線路的縱向水平力(伸縮力、撓曲力)由軌道專業(yè)負責計算,因此橋梁專業(yè)設計人員應盡可能向軌道設計提供準確的梁跨布置、支墩剛度等資料。

(2)軌道專業(yè)應向橋梁專業(yè)提出道岔區(qū)(含鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器)所處梁跨的長度要求。

(3)高架線采用短枕式整體道床地段,一般每個道床塊的名義長度為6.25 m或6 m。在距梁端1.8 m左右一般有泄水孔,對應位置道床應留出過水通道。在高架車站兩端一般有電纜過軌,該部分道床塊的長度需減短至3.125 m左右,方便電纜利用道床縫過軌。

(4)為加強道床混凝土與梁面的聯(lián)結,梁頂面需由橋梁專業(yè)預埋豎向道床聯(lián)結筋。道床混凝土澆筑前,應先將豎向鋼筋鉤扶正,相碰或距離較近的鋼筋之間應設置塑料套管等絕緣措施,并將道床范圍外的及位于兩道床塊縫隙間的豎向鋼筋鉤剔除。若預埋鋼筋鉤的埋設有偏差,妨礙軌枕鋪設,可采取彎折等適當措施處理,保證軌枕正常就位。道床范圍內(nèi)預埋豎向鋼筋鉤缺失較多地段,應采取后植筋方式進行補充。

(5)高架橋段道床分塊設置,道床塊之間應設橫向縫,以利于橋面排水,橋面防水層及排水坡應在道床達到設計強度之后進行施工。在梁端橫梁位置,短軌枕間距按正常設置受限時,應及時與設計單位聯(lián)系,必要時在橫梁上錨固套管,取消短軌枕。

2.3.6 與結構專業(yè)的接口

(1)盾構區(qū)間,在車站兩端設置有盾構井,以方便盾構機的掉頭；部分車站的線路設計為平坡,采取車站底板傾斜的方式保證排水,導致車站段部分軌道結構高度近1 m,如果結構專業(yè)沒有回填,會出現(xiàn)鋪軌單位混凝土工程量的虧損。軌道設計應注意與結構專業(yè)溝通,結構專業(yè)如果不回填,應將該部分工程量納入軌道專業(yè)。

(2)不同隧道地段的軌道結構形式基本一致,僅道床寬度及高度需隨隧道類型的不同而設置,隧道結構不應侵入軌道結構范圍。對雙(多)線馬蹄形、矩形等隧道,應按要求將隧底混凝土填充至軌道結構所需高度。

(3)隧道變形縫處,道床變形縫應結合隧道變形縫設置,遇變形縫時應調(diào)整短軌枕間距。道岔區(qū)不應有隧道變形縫,避不開時,變形縫不應位于道岔轉轍器、轍叉及護軌范圍內(nèi)。

2.3.7 與路基(含站場庫內(nèi)、庫外線)的接口

(1)基礎沉降是軌道結構設計中應重點考慮的因素,設計前必需取得基礎的最大沉降值或由軌道專業(yè)提出沉降要求。

(2)出入線(地面部分)、試車線及庫外線一般均采用碎石道床,其路基部分應由站場專業(yè)進行處理。施工前應檢查各過渡段的軌道結構高度、路基密實度是否符合要求。

(3)整體道床與碎石道床過渡段的軌道高度不同,施工該處時應先按設計施工至要求的軌道高度,再按要求進行基底處理。

2.3.8 與排水專業(yè)的設計接口

(1)設計階段,軌道專業(yè)應核對全線泵房里程與線路最低點的位置關系,不滿足排水要求時,及時向排水、線路專業(yè)提出修改要求。

(2)軌道施工時如存在線路最低點與泵房位置不重合的情況,需按要求設置反坡排水,反坡坡度不應小于1‰,無法設置時,協(xié)調(diào)軌道、線路、排水等專業(yè)解決。

(3)采用雙側水溝的盾構地段,在超高值較大的曲線地段應設計中心水溝作為備用方案,如果結構施工誤差較小,水溝斷面可以滿足排水要求,該方案不采用。

(4)地下及地面線,尤其是盾構地段,受結構限制和施工誤差影響,部分道床水溝需延伸至隧道壁；在道床集水坑、伸縮縫處的道床與結構銜接處,均應做好防水處理,建議施工單位采用彈性防水材料——聚合物水泥防水砂漿。要求防水砂漿涂抹寬度為各銜接處兩側各寬100 mm,防水層厚1.2 mm。涂抹防水材料之前,應采用高壓水或高壓風清潔基面,保證基面無雜物、油污、灰塵及明水。

2.3.9 與人防專業(yè)的接口

軌道設計應向人防專業(yè)提出道岔區(qū)不設置人防門的要求；提出門檻寬度、門檻與鋼軌的絕緣要求；審核水溝過人防門方案的合理性。部分地鐵因門檻過寬、造成布置軌枕困難,此時需向人防專業(yè)提出在門檻預設尼龍?zhí)坠艿囊蟆?/p>

2.3.10 與防迷流專業(yè)的接口

(1)軌道設計應向防迷流專業(yè)落實排流鋼筋的最小截面積、排流端子的施工要求等。

(2)整體道床內(nèi)結構鋼筋兼作雜散電流主排流網(wǎng)。應按防迷流專業(yè)的要求進行鋼筋網(wǎng)的焊接,每個結構段道床縱向結構鋼筋應電氣連接,如鋼筋有搭接,必須進行搭接焊,焊接長度不應小于鋼筋直徑的5倍,焊縫高度不小于6 mm。每隔5 m左右將一橫向鋼筋與所有與之交叉的縱向鋼筋焊接。在整體道床結構段兩側端頭部引出測防端子,測防端子為50 mm×8 mm鍍鋅扁鋼(銅)制作,與防迷流專業(yè)落實測防端子打孔要求。

2.3.11 與信號專業(yè)的設計接口

(1)應向信號專業(yè)落實信號反應“遲滯”,出現(xiàn)“超速”現(xiàn)象的具體差值,以檢算道岔側向容許通過速度是否滿足折返要求。

(2)道岔轉轍裝置屬于信號設備,因此信號專業(yè)應對轉換按分動或聯(lián)動設計進行確認，并提供道岔尖軌、基本軌的鉆孔位置及要求。

(3)信號專業(yè)應落實信號系統(tǒng)對鋼軌絕緣的要求,并明確鋼軌絕緣節(jié)位置的允許調(diào)整范圍。若采用普通絕緣接頭,則由信號專業(yè)負責采購及安裝,若采用膠接絕緣接頭,則由軌道專業(yè)負責采購及安裝。無縫線路、道岔絕緣結應采用膠接絕緣接頭,車場線道岔可采用普通絕緣接頭,道岔鋼軌接頭軌縫按8 mm設計,施工時應注意軌端絕緣厚度。

(4)由于信號設備的訂貨往往遲滯于軌道的施工圖設計,轉轍機坑范圍的要求不能及時提出,需要后期變更,因此軌道專業(yè)進行施工圖設計交底時對此應重點說明,避免返工。

(5)若信號專業(yè)在道床范圍內(nèi)設置有應答器等設備,施工前應征求軌道專業(yè)意見,并應請信號專業(yè)確認。

(6)信號專業(yè)應提供警沖標的設置數(shù)量及設置原則,軌道專業(yè)根據(jù)限界要求提出警沖標的最小設置距離,再由信號專業(yè)根據(jù)信號機的位置等要求提出具體安裝位置。

2.3.12 與軌道附屬設備的接口

(1)軌道專業(yè)負責停車標、警沖標的施工,但具體安裝位置由信號專業(yè)提供。

(2)軌道專業(yè)應注意與站場專業(yè)確定各道口的設計分界,明確荷載要求、維修設備與軌道的接口等。

(3)如果車輛不帶有鋼軌涂油裝置,軌道專業(yè)在小半徑曲線地段有可能設置鋼軌涂油器,因此需向供電專業(yè)提供設置位置及用電負荷的要求。

2.3.13 相關專業(yè)在鋼軌上鉆孔的要求

(1)相關專業(yè)需在鋼軌鉆孔安裝設備的,應向軌道專業(yè)明確鉆孔位置和要求,由軌道專業(yè)負責配合施工。

(2)供電、信號等專業(yè)若需要采用軌連線與鋼軌進行連接,推薦采用塞釘法,在鋼軌軌腰鉆孔的直徑不應大于25 mm,孔中心間距不應小于150 mm。

2.3.14 庫內(nèi)整體道床與結構的接口

(1)庫內(nèi)一般地段整體道床下有400 mm厚的基礎處理層,若結構專業(yè)施工,必須滿足軌道專業(yè)的要求。

(2)立柱式檢查坑處結構高度為500 mm,目前有由結構專業(yè)施工或由結構施工至軌道結構高度,留出鋼筋頭,軌道施工500 mm范圍道床兩種工法。若由結構施工應注意由軌道專業(yè)提前架軌并對施工精度進行交底。若由軌道施工,則可以保證精度,但立柱側面留有銜接縫,不美觀。

2.3.15 與工藝專業(yè)的接口

庫內(nèi)維修設備定貨后,工藝專業(yè)才能提出比較詳細的接口資料,而鋪軌則早于設備定貨,鋪軌時應與工藝專業(yè)協(xié)商預留接口。與不落輪鏇、列車升高設備、移車臺等接口,可預留一定長度的鋼軌深入基坑。與洗車機的接口,應落實走行軌及走行軌扣件的施工范圍。

2.3.16 與相關專業(yè)過軌管線的接口

前言已述,該內(nèi)容是設計階段的重要接口,最簡單的方法是由相關專業(yè)自己負責材料、過軌方式、敷設,軌道專業(yè)只負責核對是否滿足道床結構要求；核對、協(xié)調(diào)相關專業(yè)過軌管線設置里程處不發(fā)生矛盾,澆筑道床混凝土。缺點是管理復雜,管線沖突時需現(xiàn)場協(xié)調(diào)解決。

軌道專業(yè)應向相關專業(yè)發(fā)出對過軌管線預埋聯(lián)系單,并附標準道床斷面圖。聯(lián)系單的主要內(nèi)容應包括：

(1)要求相關專業(yè)以表格的形式提供過軌里程(寫明線路圖版本,線路圖更新后應隨之更新)、材料、規(guī)格(含外徑、長度、有彎頭時的角度等)、預埋要求(管間粘接、焊接、插接等要求)及設計過軌方式,并提供詳細的材料數(shù)量表。

(2)說明軌枕空擋處允許埋設的過軌管線外徑及數(shù)量,要求管線應從道床上、下層鋼筋之間穿過,管線過軌時不得切斷道床縱向鋼筋。大于一定直徑的過軌管線應協(xié)調(diào)在結構中過軌。

(3)說明在采用鋼彈簧浮置板道床地段不能有過軌管線,需要有過軌管線的專業(yè)請與結構專業(yè)協(xié)調(diào)過軌設計。

(4)過軌管線應提出允許的里程誤差。

(5)需強調(diào)在軌道施工單位澆筑道床混凝土前,各相關專業(yè)應到位檢查敷設管線,雙方簽字確認無誤后,方可澆筑道床混凝土。

碎石道床地段的過軌管線應埋設在路基內(nèi),一般在直徑小于(含套管保護層)50 mm并采取套管防護時,允許在路基上表面的碎石道床地段過軌,但應與軌道專業(yè)溝通,施工單位記錄并移交業(yè)主。

3 建議

接口管理不是一家單位的責任,需要相關專業(yè)的積極配合,及時、準確地向接口實施單位提供資料。筆者根據(jù)負責的幾條城市地鐵建設的經(jīng)驗，有以下建議：

(1)鋪軌前,軌道施工單位應取得按規(guī)定程序批準的線路、限界、結構、站場、路基、工藝、排水、防迷流、通信信號等與軌道有接口要求的相關專業(yè)正式施工圖或資料,業(yè)主及總體院應予以支持及幫助。

(2)業(yè)主應派出管理者代表或由總體院代管,出現(xiàn)需要接口協(xié)調(diào)時,有權召集相關專業(yè)到位現(xiàn)場處理問題。

(3)設計交底文件同屬于施工圖設計范圍,應將與相關專業(yè)設計接口、施工注意事項納入重點,也應向總體院提出相關專業(yè)向鋪軌單位進行技術交底的要求。

(4)業(yè)主或總體院應將過軌管線的實施進行明確,建議由軌道專業(yè)統(tǒng)籌,相關專業(yè)按軌道專業(yè)的要求提供資料,經(jīng)軌道專業(yè)與相關專業(yè)協(xié)調(diào)、溝通后形成《過軌管線綜合圖》。但鋪軌單位應提前發(fā)出鋪軌計劃,由管理者代表通知相關專業(yè),各方簽字無誤后方可澆筑道床混凝土,避免遺漏或返工。

參考文獻：

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