京滬高鐵上海虹橋站到發(fā)線沉降整治施工技術(shù)

孔慶堯 中國鐵路上海局集團有限公司上海工務段

1 工程概況

1.1 基本概況

上海虹橋站為我國特大交通樞紐站，日均接發(fā)列車258.5對，節(jié)假日高峰期272.5對，各站臺每日接發(fā)列車任務十分繁忙，近乎飽和。站場分為高速場和綜合場，正線及到發(fā)線共30股道，車站為高架站，設(shè)側(cè)式站臺2座，島式站臺14座，共有16座站臺，站臺編號1#-30#，按照從東向西依次排列，站臺范圍內(nèi)鋪設(shè)混凝土寬枕。

1.2 現(xiàn)場概況

虹橋站自2010年7月1日投入運營以來，股道及站臺都先后出現(xiàn)了不同程度的下沉，對列車運行的平穩(wěn)性產(chǎn)生了一定影響，主要是混凝土寬枕軌道存在嚴重的縱斷面不良。目前每股道的兩端地下通道電梯口至寬枕鋪設(shè)終點均下沉（高速場每端約135 m，綜合場每端約160 m），且下沉量很大，累計下沉量最大超過400 mm且未收斂，旅客地道位置下沉較?。ㄕw框架約200 m），由此造成股道縱斷面嚴重不良，同時與股道對應位置的站臺也嚴重下沉，已經(jīng)影響到旅客上下車廂。各股道沉降區(qū)域示意圖（圖 1）。

圖1 股道沉降區(qū)域示意圖

1.3 線路縱向沉降觀測曲線

自沉降以來，上海工務段、房建段均對股道及站臺的縱向沉降觀測曲線進行動態(tài)監(jiān)控測量，圖2為5股道的線路縱向累積沉降量及變化趨勢圖，其他股道、水溝蓋板及站臺縱向累積沉降變形曲線類同。

圖2 5股道軌道縱斷面累積沉降變形曲線

圖3 坡道設(shè)計圖示（以3道為例）

2 施工方案

2.1 整治范圍的確定

根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，車站道岔區(qū)及站臺高架部分沉降較小，道岔區(qū)至高架段標高呈v字形，若僅整治站臺區(qū)域軌道至設(shè)計標高，則道岔區(qū)至站臺區(qū)需設(shè)置兩個坡段，先下后上，且出站信號機至站臺端坡度大于1‰，不滿足規(guī)范要求，以3道為例，坡度見圖3。

故確定整治范圍按左端咽喉區(qū)至右端咽喉區(qū)，里程范圍K1318+970～K1319+800，即道岔后至站臺端一個坡段連接，坡度約0.3‰，小于1‰。

2.2 路基沉降整治

對整治范圍內(nèi)沉降的路基，采取補碴抬道的措施，以地道上方整體框架結(jié)構(gòu)軌面標高為設(shè)計標高，站臺范圍內(nèi)中間200 m整體框架結(jié)構(gòu)段設(shè)置平坡，站臺端部至道岔后設(shè)置不大于1‰的坡度連接，平均抬道0.3 m，每股道抬道長度0.85 km，總計22.1 km，抬道時，起道高度不宜大于50 cm，每次起道高度在0.15m～0.2 m為宜，進行分次起道。

為維持軌面高程導采用道碴抬道，導致道碴覆蓋股道間的排水溝，同時為不使站區(qū)范圍道碴散落，提出了增設(shè)擋碴墻方案。增設(shè)擋碴墻方案是在股道間排水溝外側(cè)設(shè)L型鋼筋混凝土擋碴塊。該方案對股道間排水溝內(nèi)的客車上水管道維修養(yǎng)不產(chǎn)生額外影響，同時可以保證上水作業(yè)的安全。

2.3 施工措施

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，有以下兩種施工措施：

（1）天窗要點施工：每天天窗3 h。該方案不影響車站運營，但實際施工效率太低，施工困難，導致工期漫長、人工等費用大幅上升。

（2）股道封鎖施工：每次封鎖兩站臺間2股道，施工完成后開通，再依次封鎖、開通。該方案對車站運營有影響，但施工容易，效率高。

考慮高速場有17條、綜合場有9條到發(fā)線，目前能力尚有一定富余，每次封鎖施工2股道，對車站能力影響不大，施工避開節(jié)假日，對車站運營影響較?。焕锰齑笆┕み^于困難。因此擬建議采用股道封鎖施工。

2.4 施工標準

2.4.1 股道整治標準

采用一級碎石道碴，道床頂面寬度3.4 m，砟肩堆高 0.15 m，邊坡 1：1.75，補充道碴至設(shè)計軌面標高，道砟填充飽滿，軌枕方正、間距均勻，零配件齊全，彈條扣件扭力矩達到120 N.m，線路幾何尺寸符合以下標準（表1）。

表1 高速鐵路線路靜態(tài)幾何尺寸作業(yè)驗收管理值

2.4.2 擋砟板鋪設(shè)標準

增設(shè)擋砟板采用鋼筋混凝土預制塊進行拼裝，預制擋砟板為“L”型，規(guī)格為高 500 mm、底寬 350 mm、厚 150 mm，砼標號為C35，尺寸及配筋詳見圖4，安裝時，預制擋砟板頂部低于枕木頂部3 cm，距寬枕板頭部500 mm，底部設(shè)10 cm左右的墊層（黃沙拌水泥），在兩預制塊之間底部設(shè)100×150 mm的泄水孔，以保證路基面排水暢通。

（1）混凝土擋砟塊具體尺寸見圖4。

圖4 混凝土擋砟塊圖示

（2）擋碴墻設(shè)置斷面見示意圖5。

圖5 擋砟墻設(shè)置斷面示意圖

2.5 施工條件

2.5.1 施工封鎖時間

施工期間，每日封鎖2股道，其中1股道鋪設(shè)擋砟塊，另外1股道進行線路起道，兩站臺之間施工相鄰股道不辦理行車（原則上線路起道和擋砟板鋪設(shè)不在相鄰股道），每日封鎖時間5 h～6 h。

2.5.2 勞力組織

施工人員共計330人，其中吊裝人員12人；擋砟塊預制人員30人，安裝人員80人；線路起整施工人員200人，每側(cè)100人；駐站防護1人，現(xiàn)場防護4人，隨車防護3人，共8人。

2.5.3 施工方法

（1）結(jié)合寬枕板地段采用大機無法施工，且受接觸網(wǎng)、高站臺限界等因素影響，此區(qū)域范圍內(nèi)計劃采取人工抬道作業(yè)，XⅡ枕線路至咽喉岔區(qū)地段采用大機起道作業(yè)方式進行,人機結(jié)合起道搗固區(qū)域圖如圖6。

圖6 人機結(jié)合起道搗固區(qū)域圖

（2）考慮到人工與大機、老K車、軌道車組作業(yè)交叉且流程復雜，所以應按照以下方案進行編組：

軌道車組（軌道車2輛、攜吊平板4輛、K車2輛）按下列順序進行編組。其中北端：軌道車-K車-平板車-平板車（總長62 m）；其中南端：平板車-平板車-K車-軌道車（總長62 m）。

老K車組股道起整時按1輛機車牽引10輛K車進行編組（總長173 m）。大機組按自北向南穩(wěn)-搗-搗進行編組（總長75.4 m）。

2.6 施工程序

（1）擋砟板埋設(shè)前，線路專業(yè)提供股道抬道后枕木面標高，并標記在站臺及雨棚立柱上，根據(jù)枕木面標高進行擋砟塊埋設(shè)放樣，用石灰在枕木頭外側(cè)70 cm處標記出開挖位置，同時進行硬化面切割。

（2）聯(lián)系電務確認開挖地段電纜位置，對不符埋設(shè)規(guī)定的須提前處理和定位。

2.7 施工階段

2.7.1 擋砟塊施工

施工工序：放樣-開挖槽道-棄土清理-整理墊層-放下?lián)蹴陌?人工整平-補砟-工完料清，撤出場地。

2.7.2 線路起整施工

施工工序：封鎖開始-路用車卸砟-清道、補砟-起道（人工、大機）-穩(wěn)定車穩(wěn)定-線路回檢（測量）-限界檢查-線路檢查確認-線路開通。

圖7 5股道整治前后線形變化對比圖

3 效果分析

經(jīng)過63個施工天窗的整治，上海虹橋站30股道沉降整治施工順利完成，整治工程總共完成：清理棄砟棄土2 000 m3；補充一級道砟 18 000 m3；預制、鋪設(shè)混凝土擋砟塊7.47 km；線路起整24.6 km，其中大機搗固11.93 km。整治結(jié)束后對所有股道整治效果進行測量評定，效果明顯。以高速場5道為例，軌道線形整治前后線形變化對比圖如圖7。

4 體會

（1）股道封鎖施工：每次封鎖兩站臺間二股道，施工完成后開通，再依次封鎖、開通。該方案對車站運營雖有影響，但施工容易，效率高，施工時要加強與車站、電務、房建、供電等單位的聯(lián)系配合，做好施工計劃，加強施工期間的人員、物資設(shè)備的安全及防護。

（2）由于路基沉降，為維持軌面高程導采用道碴抬道，導致道碴覆蓋股道間的排水溝，不使站區(qū)范圍道碴散落影響站區(qū)排水設(shè)備功能正常，在方案制定時要同步考慮。

（3）經(jīng)設(shè)計院現(xiàn)場勘察周邊場地地質(zhì)資料，地層自上而下依次為：人工雜填土，粉質(zhì)黏土(Q4al+m)，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土(Q4m)，粉質(zhì)黏土(Q4m+h)，下伏硬塑粉質(zhì)黏土及粉土粉細砂層等低壓縮性土層。雖目前已經(jīng)抬道處理，但路基沉降未收斂，長遠計應將站內(nèi)混凝土寬枕改為混凝土枕，以便今后養(yǎng)護。