地鐵軌道橫穿主體結(jié)構(gòu)時(shí)軌行區(qū)部位的關(guān)鍵施工技術(shù)

胡 奕

上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050

1 工程概況

軌道交通17號(hào)線徐涇北城站交通樞紐及配套設(shè)施項(xiàng)目位于上海青浦徐涇北區(qū)，工程南面、西面緊靠上達(dá)河，東面緊鄰已建成的徐涇北城站，北面朝向崧澤大道高速公路。本項(xiàng)目由1#樓5層交通管理用房、2#樓2層配套管理用房及沿軌交17號(hào)線徐涇北城站站體周邊的1層公交用房和天橋連廊組成?？傆玫孛娣e為16 951.80 m2，總建筑面積12 655.49 m2，工程場(chǎng)地狹小，可施展空間受限，尤其受軌道影響大，故使用汽車(chē)吊進(jìn)行施工吊裝任務(wù)。

已建成的軌道交通17號(hào)線正線高架區(qū)間由東向西從本項(xiàng)目2#樓2層結(jié)構(gòu)側(cè)邊與1#樓3層部位內(nèi)部穿過(guò)（圖1）。建筑物整體結(jié)構(gòu)形式為混凝土框架結(jié)構(gòu)。其中比較特殊的1#樓框架結(jié)構(gòu)形式為圓形混凝土柱及矩形混凝土梁，考慮到下部地鐵軌道的施工，1#樓在軌行區(qū)上方4層和5層有懸挑在外的鋼結(jié)構(gòu)框架，且此部分涂裝、保溫、防水、幕墻施工都涉及到軌道上方交叉作業(yè)。

圖1 軌道與本工程建筑結(jié)構(gòu)三維示意

2 軌行區(qū)施工的關(guān)鍵點(diǎn)

由于軌道穿結(jié)構(gòu)形式的特殊性，整體技術(shù)方案路線都需要緊密?chē)@軌交17號(hào)線軌道來(lái)進(jìn)行談?wù)摵椭朴啞Ｒ驗(yàn)檐壗?7號(hào)線軌道梁已經(jīng)完成，鋪軌及試車(chē)工作相繼開(kāi)始進(jìn)行，工期環(huán)環(huán)相扣，故沒(méi)有多余時(shí)間來(lái)進(jìn)行過(guò)多的措施制訂。這就要求在保證軌行區(qū)凈高、安全的前提下，必須制訂出一套快速有效的施工輔助措施，并且要滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，可操作性高。尤其在軌道鋪軌階段，一切涉及軌行區(qū)的施工輔助設(shè)施都不能給鋪軌車(chē)造成障礙。鋪軌車(chē)行進(jìn)至施工段時(shí)，所有施工設(shè)施必須為其讓路、撤走。待鋪軌車(chē)走后又必須立即恢復(fù)全部施工措施，且要保證安全、可靠、快速、有效，施工難度非常之高[1-4]。

同時(shí)，在保證軌道施工順暢及安全的前提下，要考慮軌行區(qū)上方排架模板施工、結(jié)構(gòu)混凝土澆筑、軌行區(qū)上方吊裝、軌道區(qū)域的成品保護(hù)、人員安全、質(zhì)量控制及與下方軌道的交叉施工等一系列因素。另外，軌行區(qū)上方施工的限制非常大，且對(duì)軌道的安全保護(hù)要求極高，所以要求方案設(shè)計(jì)必須經(jīng)濟(jì)合理、全面兼顧，既要保證自身順暢施工及軌行區(qū)安全，又不能投入過(guò)高，或者不符合軌行區(qū)的實(shí)際情況。前期制訂的架設(shè)貝雷架的施工方案，就因?yàn)檐壗?7號(hào)線地鐵列車(chē)高度增高，操作空間受到限制而不得不取消。

在軌道鋪軌完成，列車(chē)運(yùn)行試車(chē)之后施工難度尤其加大。因?yàn)檫\(yùn)行的是正式車(chē)輛，成品保護(hù)和施工技術(shù)措施難度進(jìn)一步增加；軌行區(qū)施工的靈活性、安全性要求進(jìn)一步增高；施工時(shí)間不能自主控制（根據(jù)試車(chē)時(shí)間安排）且更為緊迫；后續(xù)工程的專(zhuān)業(yè)單位施工涉及面更廣，軌行區(qū)施工的協(xié)調(diào)工作矛盾尤其凸顯。所以通過(guò)一整套關(guān)鍵技術(shù)措施來(lái)解決軌道穿結(jié)構(gòu)這種特殊形式的施工，是保障施工順利進(jìn)行的必要條件和前提。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和軌交17號(hào)線地鐵現(xiàn)狀，針對(duì)被軌道穿入結(jié)構(gòu)的1#樓的特殊形式，緊扣軌道交通施工的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，遵循快速、經(jīng)濟(jì)、安全可靠、本項(xiàng)目施工及軌道交通施工兼顧的設(shè)計(jì)思路，決定1#樓地鐵高架段上方4層非軌行區(qū)采用常規(guī)排架支模，軌行區(qū)上方結(jié)構(gòu)施工采用特別定制的H型鋼抱箍模架。在3層結(jié)構(gòu)處設(shè)置H型鋼作為4層結(jié)構(gòu)主梁施工的基層并兼作地鐵的保護(hù)措施，H型鋼底部距離地鐵軌道4 350 mm，基本滿足軌道施工的要求。上部安裝操作平臺(tái)，可快速、安全地實(shí)現(xiàn)主梁支模及澆筑工作。

對(duì)于地鐵軌道從2#樓側(cè)邊經(jīng)過(guò)，不涉及軌行區(qū)上方施工，故只需考慮對(duì)其靠近軌道一側(cè)的安全防護(hù)，采用常規(guī)鋼管隔離防護(hù)即可。

整體上部混凝土結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)措施針對(duì)性強(qiáng)，適用性高，平臺(tái)下方留出凈空高度滿足軌道施工所需的凈空要求，并減少了材料的運(yùn)輸成本、加工成本及現(xiàn)場(chǎng)施工成本。吊裝及拆除施工工藝簡(jiǎn)便，縮短了施工周期，施工完畢后還可循環(huán)利用，大幅節(jié)省成本支出和避免材料浪費(fèi)，工藝綠色環(huán)保，經(jīng)濟(jì)合理（圖2）。

圖2 軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工輔助措施（俯視）

3.2 軌行區(qū)側(cè)部結(jié)構(gòu)施工

由于3層以上受軌道影響，故在結(jié)構(gòu)形式上，4層和5層跨軌道區(qū)域有懸挑大跨度鋼結(jié)構(gòu)。同時(shí)，考慮軌行區(qū)吊裝的安全要求高，4層地鐵范圍內(nèi)混凝土主梁施工完成后開(kāi)始進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工。再考慮到工期時(shí)間緊迫，與軌行區(qū)有關(guān)的施工應(yīng)盡可能的快速、簡(jiǎn)便，故使4層部分區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)和5層結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)桁架梁形式進(jìn)行施工，一次吊裝同時(shí)安裝。

針對(duì)軌道穿結(jié)構(gòu)這類(lèi)形式的施工，在保證安全的前提下，能夠把施工簡(jiǎn)便化是技術(shù)路線制訂時(shí)的核心思路。本項(xiàng)目如為保證凈高而把全部軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)框架改為鋼結(jié)構(gòu)，所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)成本將大幅上漲，經(jīng)濟(jì)效益不佳，故仍采用鋼筋混凝土柱梁，軌行區(qū)上部部分改成鋼結(jié)構(gòu)形式，最大限度保證工程造價(jià)不發(fā)生較大變化。而軌行區(qū)位置的鋼結(jié)構(gòu)的整體吊裝，將會(huì)優(yōu)于按部就班的依層數(shù)順序吊裝，需要按實(shí)際情況制訂具體方案（圖3）。

圖3 4層、5層鋼結(jié)構(gòu)整體安裝

3.3 軌行區(qū)內(nèi)施工

根據(jù)工程軌道穿結(jié)構(gòu)交叉施工的特點(diǎn)，軌行區(qū)有鋪軌及電纜敷設(shè)施工人員及鋪軌車(chē)通行，后期軌道通電之后更是對(duì)軌道兩側(cè)進(jìn)行封閉，人員無(wú)法進(jìn)入。結(jié)構(gòu)完成之后的涂裝、粉刷等工作，及軌行區(qū)上方的防水、保溫、幕墻安裝等專(zhuān)業(yè)工程施工必須要開(kāi)展，不可避免地與軌道產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。然而在進(jìn)入軌行區(qū)部分施工作業(yè)時(shí)，不得對(duì)軌道正線施工造成任何影響，前期要對(duì)鋪軌作業(yè)及時(shí)讓行、及時(shí)恢復(fù)，后期進(jìn)入軌行區(qū)，最好能保證不碰觸軌道、電纜等設(shè)施。因此，需要一種靈活可靠、隨吊隨用，作業(yè)面可覆蓋整個(gè)軌行區(qū)的移動(dòng)操作平臺(tái)。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種移動(dòng)操作平臺(tái)作為軌行區(qū)登高作業(yè)施工輔助設(shè)施，操作平臺(tái)四周設(shè)置剪刀撐，確保架體整體穩(wěn)定性。架體內(nèi)側(cè)設(shè)置有垂直爬梯，在平臺(tái)周邊高0.55 、1.10 m處各增設(shè)1道防護(hù)欄桿，保護(hù)平臺(tái)上方施工操作人員，并在平臺(tái)四周安裝高180 mm的擋腳板作為保護(hù)措施，防止施工過(guò)程中材料構(gòu)配件掉落對(duì)地鐵軌道造成損傷，對(duì)底部地鐵軌道起到防護(hù)作用。平臺(tái)在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)平臺(tái)底部安裝的行駛輪與導(dǎo)向輪，有效控制移動(dòng)操作平臺(tái)行動(dòng)，并能利用已有軌道，始終沿軌道高架路線運(yùn)行。同時(shí)在平臺(tái)底座設(shè)置有制動(dòng)裝置，在平臺(tái)上人施工前打開(kāi)制動(dòng)裝置，保證平臺(tái)施工作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性。移動(dòng)操作平臺(tái)施工作業(yè)面能夠完全覆蓋整個(gè)軌行區(qū)周邊，包括軌行區(qū)兩邊墻體涂刷、上部4層鋼結(jié)構(gòu)底防火涂料施工、軌道上部防水、保溫、幕墻安裝等各專(zhuān)業(yè)施工作業(yè)。移動(dòng)操作平臺(tái)保證在整個(gè)施工過(guò)程中能夠隨時(shí)吊裝使用，隨時(shí)吊離軌行區(qū)，符合對(duì)軌道施工運(yùn)維的要求。

同時(shí)，采用移動(dòng)操作平臺(tái)只需消耗少量人力、物力即可完成對(duì)軌行區(qū)周邊涂裝施工，經(jīng)濟(jì)效益明顯。搭設(shè)移動(dòng)操作平臺(tái)所用的材料構(gòu)配件均為現(xiàn)場(chǎng)常用材料，均可回收再利用，綠色環(huán)保。采用移動(dòng)操作平臺(tái)作為軌行區(qū)周邊施工作業(yè)輔助登高設(shè)施，對(duì)軌行區(qū)周邊施工等特定工程具有極強(qiáng)的針對(duì)性（圖4）。

圖4 移動(dòng)操作平臺(tái)至軌行區(qū)施工

3.4 施工輔助措施的快速撤除及施工后回收

本著節(jié)省成本及綠色施工的原則，施工操作平臺(tái)、輔助安全設(shè)施、移動(dòng)操作平臺(tái)在結(jié)構(gòu)主梁養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求及相關(guān)應(yīng)用完成后即可以拆除回收，使不影響后續(xù)工作，并且使回收構(gòu)件重復(fù)再利用。

其中鋼管扣件操作平臺(tái)吊離時(shí)應(yīng)先拆除頂部對(duì)拉鋼管，松開(kāi)底部連接扣件，從中間一拆為二，從結(jié)構(gòu)主梁兩側(cè)依次吊至地面。對(duì)型鋼、鋼管扣件、九夾板等材料做好回收，堆放在指定區(qū)域，并由專(zhuān)人進(jìn)行回收。其他輔助工具亦可收回，重復(fù)利用。

4 軌行區(qū)保護(hù)措施

地鐵施工運(yùn)維對(duì)周邊環(huán)境要求極為苛刻，又是上海市出現(xiàn)的首例軌道穿結(jié)構(gòu)交叉施工工程，在施工過(guò)程中，如何保障地鐵施工運(yùn)維安全及自身施工條件，是地鐵周邊施工管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。根據(jù)軌道穿結(jié)構(gòu)交叉施工的工程特難點(diǎn)，結(jié)合地鐵施工運(yùn)維要求，必須要對(duì)地鐵軌道進(jìn)行有效保護(hù)。

在上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)，操作平臺(tái)附帶安全防護(hù)設(shè)施，平臺(tái)步行區(qū)兩側(cè)設(shè)置安全繩，側(cè)面與底面均布置有密目網(wǎng)，防止施工過(guò)程中構(gòu)件掉落對(duì)地鐵軌道造成損傷，對(duì)下部地鐵軌道施工起到很好的防護(hù)作用。待施工完成后，拆除全部輔助措施，完成軌行區(qū)上方主梁及樓板施工。

在結(jié)構(gòu)施工后專(zhuān)業(yè)單位施工時(shí)，由于涉及軌行區(qū)作業(yè)，為了確保軌行區(qū)安全，在1#樓軌行區(qū)兩側(cè)設(shè)置防護(hù)隔離，在地鐵軌道上方滿鋪木方、七夾板及防火毯進(jìn)行保護(hù)，防止軌行區(qū)上方施工時(shí)，材料構(gòu)配件掉落軌行區(qū)對(duì)軌道造成損壞。

在結(jié)構(gòu)樓層上方也設(shè)置安全隔離防護(hù)，以防止屋面施工可能帶來(lái)的拋物隱患。軌行區(qū)隧洞出入口四周都安裝防撞條、警示牌、列車(chē)限速標(biāo)示，同時(shí)安裝監(jiān)控設(shè)備，信號(hào)鏈接傳輸至相關(guān)部門(mén)，在施工時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)管，保證軌行區(qū)安全（圖5）。

圖5 軌行區(qū)安全防護(hù)措施

本項(xiàng)目所采用的防護(hù)隔離措施處于我方施工作業(yè)面，在施工過(guò)程中對(duì)地鐵軌道影響較小。同時(shí)所采用的防護(hù)隔離措施為全封閉模式，有效防止人員進(jìn)入軌道及施工過(guò)程中材料、構(gòu)配件掉入軌道對(duì)軌行區(qū)施工運(yùn)維造成影響，對(duì)地鐵施工和運(yùn)維列車(chē)及地鐵軌道成品的防護(hù)都有極強(qiáng)的針對(duì)性和適用性。實(shí)踐證明，該防護(hù)措施設(shè)計(jì)合理，在主體結(jié)構(gòu)交叉施工階段得到了有效的應(yīng)用，并取得了圓滿的成功，整個(gè)工程做到了零安全事故。

5 結(jié)語(yǔ)

由于軌道橫穿主體結(jié)構(gòu)，軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中不得影響下部軌道，且須保證軌道施工運(yùn)維凈空要求，故軌行區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工需要特別輔助措施。本項(xiàng)目在確保不影響軌道施工運(yùn)維的前提下，設(shè)計(jì)使用了一套針對(duì)軌道穿結(jié)構(gòu)形式的關(guān)鍵技術(shù)措施，且所采用材料均為可回收再利用材料，型鋼均為外部租借，鋼管扣件操作平臺(tái)則采用現(xiàn)場(chǎng)常用鋼管扣件搭設(shè)，極大地降低了施工作業(yè)成本，確保工程經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)今后軌道穿結(jié)構(gòu)施工中軌行區(qū)上方施工具有一定的借鑒意義。