京滬高速鐵路濟南西站工程科技創(chuàng)新成果應用綜述

張海濤

(中鐵十二局集團有限公司，太原 030024)

京滬高速鐵路濟南西站工程科技創(chuàng)新成果應用綜述

張海濤

(中鐵十二局集團有限公司，太原 030024)

針對京滬高速鐵路濟南西站的施工情況，在施工過程中推動工程進展的科技創(chuàng)新成果，包括提高功效、省工省力的CFG樁帽土模施工方法、方便鋼筋等原材料存放的移動式鋼筋存料棚以及適用于黏性地質狀況的CFG樁脫泥器等進行了詳細闡述。介紹濟南西站項目部在注重科研創(chuàng)新工作中的走出去、請進來的2種方法。充分肯定了科技創(chuàng)新源自于施工生產對施工技術需求的原動力，科技創(chuàng)新為工程施工提供技術支持，對創(chuàng)造經濟效益、社會效益有巨大的推動作用。

鐵路客站;科技創(chuàng)新;成果;綜述

京滬高速鐵路濟南西站及相關工程由京滬高速鐵路股份有限公司委托濟南鐵路局代建，中鐵十二局負責施工。濟南西站是京滬高速鐵路5個始發(fā)終到站之一，也將成為濟南市的主要客運站之一，作為濟南市新形象的門戶，對其旅游、商務、會展、現(xiàn)代物流、房地產等產業(yè)，都其將起到重大的帶動效應。

1 工程概況

濟南西站地處西部臘山新區(qū)，位于槐蔭區(qū)張莊飛機場西側、京福高速公路以東、北環(huán)線以南、濟兗公路以北范圍，新區(qū)規(guī)劃用地35 km2，起訖里程DIK417+453.54～DIK421+053.31，長約3.6 km，中心里程為DIK419+415，項目總工期35個月。

車站呈橫列式布置，共設1座側式基本站臺，7座島式站臺，2條正線，15條到發(fā)線;路基全部為填方，填土高度5～9.7 m，預壓土高度3.5 m;站內設6座框構橋，1座框構涵;站中心設有107 m寬地下通廊及高架候車廳。該工程按照高速鐵路標準設計，具有質量標準高、沉降控制嚴、施工任務重、建設工期緊、拆遷難度大等特點，正線及咽喉區(qū)的施工是西客站的關鍵控制工程。

施工總體方案是地基處理采用CFG樁、PHC管樁進行加固。CFG樁采用長螺旋鉆機，地泵泵送混凝土施工，樁檢合格后進行樁帽施工;PHC管樁采用靜壓管樁機施工，樁檢合格后進行樁板施工，地基經檢測合格后進行路基填筑。路基填筑按“三階段、四區(qū)段、八流程”的工藝進行?；驳讓邮┕ね瓿珊笳€及咽喉區(qū)填筑預壓土，進行沉降觀測。通過沉降觀測記錄推算沉降量。路基經過9～12個月的沉降，基本穩(wěn)定并且滿足工后沉降要求后，進行路基基床表層級配碎石施工，施工采用攤鋪機攤鋪、重型振動壓路機碾壓成型。最后進行鋪軌。

根據京滬高速鐵路的總工期要求和建設指揮部的指導性施工組織計劃安排，2010年3月前正線及咽喉區(qū)必須達到鋪設無砟軌道的標準，為鋪架創(chuàng)造條件，并要求路基預壓期不少于12個月，也就是在2009年3月前必須完成正線及咽喉區(qū)路基基床表層以下主體和橋涵主體的施工，建設工期非常緊迫，正線及咽喉區(qū)的施工是西客站的關鍵控制工程。

2 科技創(chuàng)新主要成果

針對長螺旋鉆機施工CFG樁過程中頻繁出現(xiàn)的黏土裹鉆嚴重、出土困難等問題研制了脫泥器并申請專利;為改進CFG樁截樁頭工藝，保證質量和提高工效，研發(fā)了具有專利技術的旋切截樁機，并配套形成了CFG樁復合地基土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工方法，該方法被評為山西省省級工法，獲得了2008年度京滬高速鐵路技術創(chuàng)新成果三等獎;設計了類似站臺雨棚的懸挑式后拉錨鋼筋加工棚，便于超長鋼筋的加工和使用，自主設計建成了帶雙側導軌的移動式鋼筋存料棚，便于存放鋼筋成品，科學實用，使用方便。

3 濟南西站在科技創(chuàng)新工作中的主要做法

3.1 注重科學管理，科技引路

施工質量標準要求高、建設工期緊迫是擺在施工單位面前的客觀因素。自項目上場之初，項目部領導班子就充分認識到這一工程特點，在抓好前期施工調查和施工生產要素配置的同時，組織項目技術人員對施工圖紙進行審核，依據工程實際情況編制針對性的施工方案。

濟南西站地基處理工程數量巨大，是造成建設工期壓力大的主要來源之一。在研究濟南西站地基處理施工方案時，通過對圖紙的研究和對設計要求的充分理解，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的2種CFG樁樁帽施工方法工序繁瑣、費時耗力，需要在短時間內組織大量的勞力進行施工才可保障工期要求。結合其他項目施工經驗，項目部制定了采用土模法施工的方案，而這一施工方法中，采用風鎬破樁頭投入設備多、工效也不夠理想。項目部隨即成立了由項目經理任組長的科技攻關小組，在項目科技攻關人員與勞務隊2個多月的努力研究實踐下，通過反復比選，數次試驗，一種可自動旋轉、深度切割、高效靈便、結構穩(wěn)定的旋轉切割機問世。該截樁機截一個樁頭僅需5 min，節(jié)約電力80%以上，成本降低近50%。目前，該設備已獲得國家知識產權局專利授權。采用土模法施工流程簡捷，工效高，速度快。通過先機械填筑后人工開挖的土模法，有效避免了CFG樁成樁后樁間土的挖除與回填，簡化了施工工序，提升了施工速度;采用自行研制的旋切截樁機截除樁頭，降低作業(yè)人員勞動強度，大幅提高了工效。同時其工藝簡單，施工便利，質量可靠，便于推廣。場地的硬化填筑、樁帽土模開挖和截樁機旋切截樁施工工藝易于掌握，質量易控，避免了因保護土層清運和去樁頭作業(yè)對樁頂設計平面以下樁間土的過度擾動和對樁身的磕碰造成斷樁的問題及樁間土回填不易夯實的問題，保證了施工質量。自主研制的截樁機具有結構簡單、配件易購、投入小，可購買配件、材料進行自加工，有效降低設備成本投入等優(yōu)點，經濟效益顯著。旋切截樁機的使用確保了樁帽施工的工程質量，提高了工效，加快了施工進度，受到了鐵道部各級領導的高度評價，不但為單位創(chuàng)造了顯著的經濟效益，更贏得了良好的社會效益，該項技術被列為全局推廣技術。在公司工程技術部的支持下，項目部編制了《CFG樁復合地基土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工工法》，該項工法被評為中鐵十二局集團公司三級工法、山西省建設廳第12屆省級工法、鐵道部2009年度部級工法。“CFG樁復合地基土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工技術”同時也被評為京滬高速鐵路技術創(chuàng)新成果三等獎。

濟南西站站內黏土、粉質黏土分布廣泛，在CFG樁施工過程中，出現(xiàn)了難以鉆進、黏土裹鉆嚴重，無進尺等一系列問題，我項目部先后進行了選用大功率鉆機、設備滿負荷鉆進、改變鉆桿螺距、設置人工清泥平臺、加工脫泥器、更換特種鉆頭等多種施工試驗。雖然各種方法均難以滿足工期壓力帶來的進度要求，對工程整體進展無太突出表現(xiàn)，但CFG樁脫泥器的研制卻也彰顯項目部以“科學技術為第一生產力”的管理思想。該脫泥器為科技小組針對長螺旋鉆桿上裹泥難以脫落，人工清除費時耗力而特別設計的，脫泥器利用長螺旋鉆桿自身旋轉而達到自動刮除裹泥的功能，該設備已獲得國家知識產權局專利授權。

濟南西站框構橋有一個突出的特點，就是除了1座框構小橋外均為大、長框構?？驑媶胃摻钤O計長度可達30余m，遠遠大于標準鋼筋原材長度，這給鋼筋的加工及成品運輸帶來很大的不便。在鋼筋加工廠的建設之初，我項目部一工段技術人員率先針對這一問題，對鋼筋加工廠進行了整體設計。鋼筋原材料區(qū)、加工區(qū)和成品存放區(qū)呈直線相接布置，使得取材、加工、存放各工序環(huán)環(huán)相扣，鋼筋的生產加工猶如流水線作業(yè)。通過對穿越場地電力線路的預埋、對外漏電力線路的貼柱套管，極大地保障了生產中的用電安全。通過對鋼筋原材料區(qū)采用全封閉移動式存料棚設計，解決鋼筋吊裝入庫、日常防銹等問題。加工棚采用半敞式設計解決了超長鋼筋抬出操作平臺不便的問題。超長鋼筋加工棚、移動原材料儲存?zhèn)}、無線廠區(qū)等理念，是項目部注重現(xiàn)場實際需要，重視科技作用的成果。根據這一成果編制的《移動式鋼筋存料棚設計與施工》獲得了中鐵十二局集團公司三級工法，獲山西省建設廳第12屆省級工法，獲鐵道部2009年度部級工法。

3.2 重視與外單位合作進行科研課題研究

針對高速鐵路路基沉降控制嚴格的特點，結合這一工程特點，項目部與北京交通大學合作，研究多線站場路基大面積堆載條件下的沉降規(guī)律;與鐵道第五勘察設計院共同試驗，研究不同填料EV2檢測控制指標特性對比情況，為施工提供科學指導。

3.3 重視專家咨詢及人才培養(yǎng)

項目部科研力量相對薄弱，技術人員對科技創(chuàng)新工作認識相對不足，針對這一情況，在項目部日?？蒲泄ぷ髦校e極邀請公司專家及集團公司專家到項目部指導工作。在旋切截樁機與脫泥器的專利申請，《CFG樁復合地基土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工工法》與《移動式鋼筋存料棚設計與施工》的編制撰寫中，項目部得到了公司工程技術部與集團公司科技部的大力支持，為專利申請與工法編制的順利實施提供了便利條件。

在專家到項目部指導工作時，項目部不惜時機地進行人員培訓，如:召開座談會，請專家與我部技術人員進行座談溝通，回答技術人員不明白的問題，提高他們對科技創(chuàng)新工作的認識。除此之外，項目部還派出人員去國家級工法編制學習班參加培訓等，為今后的科技創(chuàng)新工作打下基礎。

4 結語

從濟南西站的工程實踐中，我們充分認識到，科技創(chuàng)新源自于施工生產對施工技術需求的原動力，只有深入解析工程特性，積極發(fā)動廣大工作者為工程施工開動腦筋貢獻智慧，工程才能又快又好的順利施展?？萍紕?chuàng)新為工程施工提供技術支持，為單位創(chuàng)造可觀的經濟效益、良好的社會效益及和諧的環(huán)保效益，應給予高度重視。

［1］鄺健政，等．巖土注漿理論與工程實踐［M］．北京:科學出版社，2001．

［2］中華人民共和國鐵道部．鐵建設［2007］47號 新建時速300～350 km客運專線鐵路設計暫行規(guī)定［S］．北京:中國鐵道出版社，2007．

［3］文 魁，吳冬梅．經濟與管理研究［M］．中文科技期刊數據庫:經濟與管理研究，2006(1)．

Summary of the Application of Scientific and Technical Innovations of Ji'nan West Station on Beijing－Shanghai High-speed Railway

Zhang Haitao

(China Railway 12th Engineering Bureau Group Co．，Ltd．，Taiyuan 030024)

The paper describes in detail the scientific and technical innovations in the construction process for Ji'nan west station on Beijing－Shanghai high-speed railway including:CFG pile cap soil mould construction method which can enhance working efficiency and save labor;convenient movable reinforcement steel storage shed;mud cleaning device for CFG piles suitable to sticky geological conditions etc．The working style of soliciting for help outside and inviting for help at home was persisted．Technical innovations provide motive power for the construction and play a huge role in creating economic and social benefits．

Railway passenger station;Scientific and technical innovations;Achievements;Summary

U291

A

1004-2954(2011)12-0051-02

2011-10-20

張海濤(1983—)，男，工程師，2006年畢業(yè)于石家莊鐵道學院，工學學士，E-mail:jnxkzjsk@126．com。