上海虹橋站站臺(tái)不均勻沉降整治方案重難點(diǎn)分析

賈哲明 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海房產(chǎn)建筑段

上海虹橋火車站是上海虹橋綜合交樞紐的重要組成部分，也是京滬高速鐵路最南端的客運(yùn)車站。虹橋火車站作為上海地區(qū)的鐵路交通樞紐，其每天都承擔(dān)著594對(duì)列車的始發(fā)終到作業(yè)，平均2 min就有一列高鐵在站內(nèi)進(jìn)行客運(yùn)作業(yè)；每天有29.7萬南來北往的旅客通過高鐵前往各自的目的地，旅客高站臺(tái)的使用頻率非常高效。

隨著車站運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增加，虹橋站各站臺(tái)均有不同程度的沉降，在主站房198 m范圍外的南北兩端，站臺(tái)面呈弓形下沉，站臺(tái)面沉降大，站臺(tái)面與動(dòng)車車廂內(nèi)地坪面存在較大高差，最大下沉處與動(dòng)車組車廂地板面之間距離達(dá)到34 cm，對(duì)旅客乘降存在一定的安全隱患，也給車站的運(yùn)輸組織及車站整體形象帶來不好的影響。如何在客運(yùn)作業(yè)頻繁、旅客人流密集的車站里，進(jìn)行沉降整治，既要做到確保高鐵安全、保證車站的正常運(yùn)輸組織，又要保質(zhì)保量盡快完成抬升，成為本次整治重點(diǎn)研究的問題。

1 虹橋站基本情況

1.1 客站總體情況

虹橋站用地面積22.42萬m2，總建筑面積24萬m2，無柱雨棚7萬m2。虹橋鐵路客站采用了上進(jìn)下出的客流組織方式。

1.1.1 高架層（相對(duì)標(biāo)高10.100 m，吳淞高程17.450 m）

為鐵路旅客進(jìn)站層，主體長(zhǎng)度約410 m，寬度162 m，南北站前平臺(tái)和高架匝道寬度分別為12 m和36 m。162 m寬的候車室共分成三個(gè)部分：中間72 m的候車室和南北兩條42 m的進(jìn)站廣廳、人行通廊。

1.1.2 地面層（相對(duì)標(biāo)高±0.000 m，吳淞高程7.35 m）

本層共分五個(gè)部分，分別是東進(jìn)站廳（進(jìn)深30 m×長(zhǎng)162 m）、西進(jìn)站廳（進(jìn)深36 m×長(zhǎng)162 m）、西北輔助辦公樓（車站管理辦公使用）、西南輔助辦公樓（公安辦公使用）和站臺(tái)。

1.1.3 地下一層（相對(duì)標(biāo)高-11.550 m，吳淞高程-4.200 m）

為地下主通道層，主體長(zhǎng)度約410 m，寬度198 m。南北兩側(cè)為國(guó)鐵出站廳和兩條24 m寬的人行通廊，中央?yún)^(qū)域分為東西兩部分。

1.2 旅客高站臺(tái)設(shè)置

虹橋站設(shè)高速、綜合兩個(gè)車場(chǎng)，兩車場(chǎng)緊靠、并列、等高布置。車站設(shè)在直線上，車站規(guī)模為到發(fā)線30條（含正線）、基本站臺(tái)2座、中間站臺(tái)面28座設(shè)計(jì)。1#、30#為基本站臺(tái)，分別為20 m×450 m、16 m×500 m；2#～29#為中間站臺(tái)，其中2#～19#站臺(tái)為12 m×450 m，20#-29#站臺(tái)為12 m×500 m。

站臺(tái)由南向北可分為三部分：站房南端無柱雨棚范圍部分、中間主站房部分、站房北端無柱雨棚范圍部分，中間主站房部分站臺(tái)位于虹橋站房地下一層的上方，站臺(tái)下為箱體結(jié)構(gòu)；站房?jī)啥藷o柱雨棚范圍內(nèi)部分站臺(tái)下為回填土、樁基。

1.3 站臺(tái)沉降監(jiān)測(cè)

根據(jù)虹橋站運(yùn)營(yíng)階段站臺(tái)沉降的監(jiān)測(cè)資料，至2011年三季度站臺(tái)沉降在設(shè)計(jì)允許的沉降量范圍內(nèi)；2012年春運(yùn)期間線路沉降量增大，為確保行車安全，2012年春運(yùn)結(jié)束后對(duì)線路進(jìn)行起道整平，使站臺(tái)面與旅客列車車廂內(nèi)地坪面間存在較大高差，最大高差處約30 cm；從2014年開始，各站臺(tái)面均出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，站臺(tái)南、北兩段站臺(tái)面沉降大，中間主站房段站臺(tái)面沉降小，站臺(tái)面呈“弓”形狀，沉降量基本趨于穩(wěn)定。14#～15#站臺(tái)沉降測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 14#～15#站臺(tái)沉降測(cè)量數(shù)據(jù)

測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，站臺(tái)面南、北端無柱雨棚范圍部分沉降量大，中間主站房部分沉降量小，最大沉降處與動(dòng)車組車廂地面之間的高差達(dá)34 cm，同時(shí)站臺(tái)面的不均勻沉降引起站臺(tái)花崗巖地坪部分松動(dòng)、翹曲、破損。

站臺(tái)沉降測(cè)量圖片資料如圖1所示。

圖1 站臺(tái)沉降測(cè)量圖片

2 站臺(tái)沉降整治范圍

考慮到上海虹橋火車站客運(yùn)作業(yè)和旅客上下車的頻繁程度，為了積累在繁忙的干線上進(jìn)行站臺(tái)沉降整治的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料，本次站臺(tái)抬升整治以虹橋站的14#～15#站臺(tái)（不含站房198 m范圍）的南端，作為本次站臺(tái)不均勻沉降整治的首個(gè)試驗(yàn)段。

3 站臺(tái)沉降整治主要內(nèi)容

根據(jù)上海局集團(tuán)公司對(duì)虹橋站站臺(tái)不均勻沉降進(jìn)行專項(xiàng)整治的部署，以不影響虹橋站正常運(yùn)營(yíng)，不封閉站臺(tái)，確保列車?？?、經(jīng)過和旅客上下列車的具體要求，確立了14#～15#站臺(tái)南端無柱雨棚范圍部分站臺(tái)面不均勻沉降的整治方案：按照《營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》文件規(guī)定，采取夜間不停電天窗作業(yè)，以9 m長(zhǎng)度為一個(gè)施工區(qū)域，分域?qū)嵤?。砌筑加氣混凝土輕砌塊呈網(wǎng)格狀，澆筑C50商品混凝土填實(shí)站臺(tái)面不均勻沉降部分，重鋪站臺(tái)面花崗巖和站臺(tái)帽，并作部分結(jié)構(gòu)加固。站臺(tái)剖面圖見圖2。

圖2 站臺(tái)剖面圖

3.1 施工主要內(nèi)容

（1）拆除站臺(tái)帽花崗巖鋪裝面并清除砂漿墊層；

（2）支鍍鋅鋼板邊模、連接拉接鋼筋；

（3）站臺(tái)面砌筑基底抬升輕砌塊；

（4）澆筑C50混凝土；

（5）50厚干硬性水泥砂漿墊層；

（6）30厚大理石鋪裝面。

3.2 施工主要特點(diǎn)

本次不均勻沉降整治的14#～15#站臺(tái)南端段總長(zhǎng)度126 m，位于虹橋站場(chǎng)的中間位置，對(duì)施工具有以下要求：

施工作業(yè)屬于營(yíng)業(yè)線施工，必須執(zhí)行上海局集團(tuán)公司營(yíng)業(yè)線施工的有關(guān)規(guī)定，施工時(shí)間為每天的0：30～4：00，站臺(tái)不封閉，線路不封鎖；

14#～15#站臺(tái)始發(fā)車為16趟/每天，最早發(fā)車時(shí)間是早晨6：15，因此在每天凌晨施工結(jié)束后，14#～15#站臺(tái)必須具備基本滿足旅客經(jīng)站臺(tái)上下列車的條件。

4 方案的重難點(diǎn)分析

虹橋站站場(chǎng)未設(shè)置平交道，也未設(shè)置車輛從站場(chǎng)出入口行駛至各中間站臺(tái)的道路和設(shè)施，14#～15#站臺(tái)又位于虹橋站場(chǎng)的中間位置，因此，站臺(tái)現(xiàn)澆混凝土成為施工方案中的一個(gè)難點(diǎn)問題。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)踏勘，詳細(xì)研究站臺(tái)周圍的市政交通路線、市政設(shè)施，通過各種方案比選，唯一可行的混凝土運(yùn)輸、澆筑線路是混凝土泵車行至站臺(tái)上方的市政高架道路上，并從高架道路上通過混凝土泵車將混凝土泵送至站臺(tái)上。

利用高架道路輸送泵送混凝土的方案，制約于高架道路的承載力，在高架設(shè)計(jì)院對(duì)高架道路承載力驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，通過方案中混凝土泵送車載重量的幾度調(diào)整，最終得到地方路政局利用高架道路輸送泵送混凝土方案的批復(fù)。

同樣，虹橋站站場(chǎng)未設(shè)置平交道，也未設(shè)置車輛從站場(chǎng)出入口行駛至各中間站臺(tái)的道路和設(shè)施，14#～15#站臺(tái)又位于虹橋站場(chǎng)的中間位置，因此，站臺(tái)不均勻沉降整治所需的水泥、黃砂、大理石等材料需通過人工駁運(yùn)，且運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)。

整治施工作業(yè)屬于營(yíng)業(yè)線施工，施工時(shí)間為每天的0：30～4：00，即每天的施工時(shí)間為3.5h，包括施工前的準(zhǔn)備和施工后的清場(chǎng)。如果再加上遠(yuǎn)距離人工駁運(yùn)材料的時(shí)間，留給施工內(nèi)容的時(shí)間已所剩無幾。

基于施工時(shí)間、施工條件的限制，通過細(xì)化、嚴(yán)格整治方案中人工駁運(yùn)水泥、黃砂、大理石等材料的時(shí)間和工序，實(shí)現(xiàn)施工內(nèi)容時(shí)間的最大化：

提前施工準(zhǔn)備時(shí)間，水泥、黃砂、輕砌塊先車運(yùn)至東北大門處，晚22：00通過東北垂直電梯，經(jīng)B1層地下通道運(yùn)至南二玻璃房，待0：30天窗施工命令下達(dá)后，再通過垂直電梯運(yùn)送到站臺(tái)施工區(qū)域。

車運(yùn)大理石至30#站臺(tái)北端臨時(shí)堆放點(diǎn)。晚22：00通過南29#、30#垂直梯，將大理石運(yùn)送到出發(fā)層的14#～15#站臺(tái)B檢票口，待0：30天窗施工命令下達(dá)后，再運(yùn)送到站臺(tái)施工區(qū)域。

各個(gè)分項(xiàng)的施工控制時(shí)間及相互之間的搭接施工是保證按時(shí)完成施工內(nèi)容的關(guān)鍵。

天窗點(diǎn)結(jié)束時(shí)間為4：00，每天的施工內(nèi)容必須在此之前完成并完成施工撤場(chǎng)，細(xì)化每一道工序的施工時(shí)間：鍍鋅鋼板邊模和輕砌塊砌筑同時(shí)施工，且控制在2：30完成；混凝土澆筑作業(yè)時(shí)間控制在 2：30～3：15 完成；3：15～4：00 剩余時(shí)間為鋪設(shè)臨時(shí)過渡面層和施工撤場(chǎng)。

輕砌塊、混凝土的每天需求量應(yīng)精準(zhǔn)計(jì)算。

按照方案中的施工次序，每天定點(diǎn)測(cè)量標(biāo)高，嚴(yán)格控制第二日施工輕砌塊和混凝土完成面高度，并根據(jù)高差精準(zhǔn)計(jì)算所需混凝土和輕砌塊數(shù)量，且各種尺寸的輕砌塊搭配使用，可選用 600 mm×240 mm×100 mm、600 mm×240 mm×120、600 mm×240 mm×150 mm、600 mm×240 mm×200 mm 等不同高度的輕砌塊。通過精準(zhǔn)計(jì)算，合理配置材料，避免混凝土泵車所輸送的混凝土、人工駁運(yùn)的輕砌塊在當(dāng)日施工中有剩余，增加施工撤場(chǎng)工程量，延長(zhǎng)施工撤場(chǎng)時(shí)間。

5 方案的優(yōu)化

14#～15#站臺(tái)南端試驗(yàn)段的實(shí)施，是為全面進(jìn)行虹橋站站臺(tái)不均勻沉降整治所作的準(zhǔn)備，其施工方案對(duì)后續(xù)的全面施工具有一定的指導(dǎo)和推廣意義。通過對(duì)14#～15#站臺(tái)不均勻沉降整治方案重難點(diǎn)的分析，可以在后續(xù)各站臺(tái)不均勻沉降的整治中方案得到進(jìn)一步的完善：

提前踏勘各站臺(tái)上方的南、北高架道路，由市政設(shè)計(jì)院出具相關(guān)承載力驗(yàn)算資料，向市路政局、高架交警支隊(duì)和市交警總隊(duì)辦理使用審批手續(xù)；

充分用好天窗點(diǎn)開始前的有效時(shí)間進(jìn)行材料運(yùn)輸，即在車站停止站臺(tái)作業(yè)后，組織施工用的水泥、黃砂、砌塊、大理石等材料運(yùn)送至站臺(tái)指定地點(diǎn)擺放，為后續(xù)沉降填實(shí)和鋪貼面層創(chuàng)造條件。有效作業(yè)時(shí)長(zhǎng)增加60 min，施工段可以從9 m長(zhǎng)（28 d）增加到 10.8 m（24 d），施工總天數(shù)可以縮短 4 d，為盡快恢復(fù)車站的運(yùn)輸組織創(chuàng)造條件。

兩個(gè)站臺(tái)或四個(gè)站臺(tái)同步施工。通過交叉施工方法，可以避免在同一個(gè)站臺(tái)同一天窗點(diǎn)出現(xiàn)既鋪貼大理石又澆筑混凝土的情況，有效減少作業(yè)面的人員及材料運(yùn)輸?shù)臎_突問題，減少安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

充分利用南、北高架道路澆筑混凝土，最多可使用四臺(tái)汽車泵同時(shí)作業(yè)，即可提高道路使用率、節(jié)約混凝土運(yùn)送成本，又可充分用好作業(yè)面，縮短抬升整治總工期。