地鐵地下線鋪軌施工技術(shù)研究

姜 軍

(中交二公局鐵路工程有限公司，陜西 西安 710065)

0 前 言

城市地鐵是改善路面交通狀況的重要途徑，但建設(shè)環(huán)節(jié)常穿越人口密集區(qū)，諸多因素均會對地下線鋪軌造成影響，進(jìn)一步降低了整體質(zhì)量[1]?；诖耍┕ぜ夹g(shù)人員需要全面掌握各環(huán)節(jié)施工要點，為之采取可行的控制措施，為地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量提供保障，創(chuàng)設(shè)高品質(zhì)工程，給人們的出行提供安全且便捷的環(huán)境。

1 工程概況

以佛山市城市軌道交通2號線一期工程為背景，該項目總長32.4 km。全線車站17座，主要分為兩類，其中高架3座，其余均為地下車站，基于市民出行需求，設(shè)置換乘站7座。依據(jù)工期要求，地下線鋪軌10個月內(nèi)完成，由于線下單位的工期都不同程度上存在滯后，因此，實際施工時間相對較少。項目共有3座鋪軌基地，共同承擔(dān)全線鋪軌施工，6個工作面道床同時施工，存在跨度大、線路長的基本特點，施工難度相對較大。

2 施工方案比選

1)工具軌法：通過鋪設(shè)工具軌可以滿足過渡要求，將長軌穩(wěn)定焊接于基地上，利用放送設(shè)備將施工所需長軌放送到指定施工現(xiàn)場，完成施工作業(yè)。

2)長軌排法：以長鋼軌與軌枕為基礎(chǔ)材料，經(jīng)拼裝后形成長軌排，借助軌道門式吊機(jī)順利完成鋪設(shè)作業(yè)，較為典型的應(yīng)用案例有英吉利海峽隧道出口段工程。

3)散鋪架軌法：此方法被廣泛應(yīng)用于地鐵高架以及地面線地段的施工作業(yè)中，在汽車吊設(shè)備的作用下將軌料吊放到橋面或者是特定路基處，隨后完成軌料的鋪設(shè)作業(yè)，當(dāng)橋梁徐變與路基沉降達(dá)到相對穩(wěn)定的狀態(tài)后，經(jīng)過架軌、澆筑等環(huán)節(jié)施工即可形成道床，利用移動式焊機(jī)處理短軌，即對其焊接從而形成長軌條。

在上述提及的方法中，“工具軌法”和“長軌排法”的局限之處在于需要得到大范圍焊軌場的支持。但本工程穿越城市繁華地段，在洞口處不具備設(shè)置焊軌場的條件，因此，這兩種方法在本工程中可行性欠佳。關(guān)于“散鋪架軌法”，需要創(chuàng)建較大的作業(yè)空間，以滿足材料倒運、散布的需求，但是由于洞內(nèi)施工空間有限，因此，難以創(chuàng)造寬廣的工作面；此外，洞內(nèi)倒運材料時很容易損壞設(shè)置好的樁點與基標(biāo)，因此，也不具有可行性?？紤]到地鐵地下線較多的工程特點，最終選定為“短軌排架軌法”。

本工程軌道結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，有長軌枕整體道床、減震墊道床、鋼彈簧浮置板道床等，整體道床施工均基于機(jī)鋪法展開施工作業(yè)，即依據(jù)軌節(jié)表在基地內(nèi)將鋼軌、軌枕、扣件組裝成軌排，再通過基地龍門吊將組裝好的軌排從軌排井吊放至軌道平板車上，運到鋪軌工作面附近，再用地鐵門式換鋪機(jī)吊運軌排至作業(yè)地點，安放在已綁好的底層鋼筋網(wǎng)上，借助軌排支撐架對其進(jìn)行粗調(diào)、綁扎上層鋼筋、支立模板、最后經(jīng)精調(diào)鋼軌的幾何尺寸完全滿足設(shè)計要求后澆筑道床混凝土。混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，拆除鋼軌支撐架和模板，并對混凝土進(jìn)行養(yǎng)生。由于本工程工期較為緊張，為全面滿足成本、質(zhì)量等多重要求，按照直鋪法施工，關(guān)于無縫線路的焊接作業(yè)，通過移動式閃光焊的方式完成。

3 主要技術(shù)要點

3.1 基底處理

給整體道床施工創(chuàng)設(shè)優(yōu)良條件，做好基底處理工作，在道床施工前將殘留在該結(jié)構(gòu)上的浮漿、污物和臟水清理干凈，矩形隧道整體道床施工前應(yīng)將基礎(chǔ)表面鑿毛，以確保道床和隧道底板能連接為一體。關(guān)于此環(huán)節(jié)工藝流程，具體為：軌行區(qū)移交→技術(shù)交底→基底鑿毛→衛(wèi)生清理→下一道工序。

上述流程中提到的軌行區(qū)移交，具體工藝為：從土建單位接手時，要求基底面不出現(xiàn)積水、滲漏等不良問題。矩形隧道基底鑿毛過程中，需全面清除殘留在基底上的雜物，例如浮漿、污物等，利用風(fēng)鎬等設(shè)備輔助操作，鑿除深度5～10 mm，形成間距在150 mm以內(nèi)的多個凹凸面。利用水或高壓風(fēng)將產(chǎn)生的浮碴等雜物清理干凈，并將鑿除后的垃圾轉(zhuǎn)移到特定收集袋中，在軌道車的輔助下將其運輸至洞外指定區(qū)域。

3.2 鋪軌CPⅢ控制點設(shè)置

首先待隧道沉降觀測數(shù)據(jù)穩(wěn)定，并滿足設(shè)計規(guī)范要求后，進(jìn)行隧道導(dǎo)線測量，存在誤差時及時調(diào)整從而符合規(guī)范要求，以鋪軌設(shè)計圖和貫通評差后的控制點為指導(dǎo)設(shè)置鋪軌CPⅢ控制點，且必須滿足規(guī)范精度要求。

CPⅢ控制點沿線路應(yīng)成對布設(shè)，各對控制點間距直線與曲線分別為60、30 m，分別埋設(shè)在地下隧道不侵限結(jié)構(gòu)限界的側(cè)墻上、站臺板側(cè)面，且穩(wěn)定、不易破壞和便于測量的地方，鋪軌控制點編號應(yīng)明顯、清晰、便于識別和使用。

加密基標(biāo)設(shè)置在線路中線上，直線與曲線各自的設(shè)置間距分別為6、5 m。

3.3 鋪設(shè)鋪軌門吊走行軌

洞內(nèi)軌排、鋼筋等工程材料的吊裝都需要得到鋪軌門吊的支持，需要確保該設(shè)備具有優(yōu)良的運行性能，具體提出如下幾點要求：裝拆便捷，跨徑可變，在24‰的大坡道中依然可以穩(wěn)定走行。關(guān)于走行軌的選擇，需盡可能控制鋼軌的重量，可提升人工搬運效率，且考慮到支撐斷面的穩(wěn)定性要求，嚴(yán)格控制各個走行軌支撐點間距，此處設(shè)置為10 m。關(guān)于走行軌道的鋪設(shè)作業(yè)，需使用到可調(diào)式鋼支墩，且要注重走行軌的安裝工藝流程，需在鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)之前完成。以隧道斷面的具體形式為參考，合理設(shè)置鋼支墩抽盒底板形狀，使其適用于多種場景的施工作業(yè)。

在展開走行軌道的鋪設(shè)作業(yè)時，需確保鋼支墩底板穩(wěn)固性，對此應(yīng)使用M16膨脹螺絲采取加固措施，從而與隧道底板形成穩(wěn)固整體，在此基礎(chǔ)上再調(diào)節(jié)鋼支墩高度，使其到達(dá)指定位置，利用螺栓連接的方式將鋼支墩上板部分與鋼軌底板連接起來。

3.4 布設(shè)鋼筋網(wǎng)

在基地加工好后，借助平板車轉(zhuǎn)移至鋪設(shè)區(qū)域進(jìn)行綁扎、焊接；在散布之前，在隧道底板上彈好墨線；做好準(zhǔn)備工作后，安排施工人員將鋼筋放置在墨線處，合理布設(shè)并綁扎，依據(jù)施工規(guī)定，需在鋼筋網(wǎng)下方增設(shè)砂漿墊塊，以起到保護(hù)作用。以設(shè)計要求為準(zhǔn)，合理焊接鋼筋網(wǎng)，在此過程中需注重對雜散電流的防護(hù)工作。

3.5 軌排組裝、鋪設(shè)

專業(yè)人員做好配軌計算，參考設(shè)計文件，編制科學(xué)的軌排表[2]。在直線段施工時，可采取分段計算的方式，具體需考慮到鋼軌長度與預(yù)留軌縫兩大因素。關(guān)于曲線段的長度，計算環(huán)節(jié)除了考慮外股鋼軌長度外，還需考慮預(yù)留軌縫，確定合適的鋼軌接頭。在同一軌排中，為滿足鋼軌配對要求，應(yīng)遵循長度公差一致的原則，實際相差量≤3 mm，通過等距懸掛的方式設(shè)置軌枕，嚴(yán)格控制相鄰結(jié)構(gòu)位置，二者的間距偏差不超過±5 mm，利用白油漆在軌腰內(nèi)側(cè)標(biāo)記，得到準(zhǔn)確的枕位。設(shè)置短軌枕時，需以鋼軌中軸為基準(zhǔn)，二者達(dá)到垂直狀態(tài)。

在不同地段組裝時所用的扣件不盡相同，工程人員應(yīng)確定合適的型號。以鋪設(shè)順序為準(zhǔn)對各個軌排編號，考慮到工程效率問題，裝車時需合理放置軌排，先施工的部分應(yīng)置于上方。做好軌排組裝作業(yè)后，將構(gòu)件與軌枕連接起來，并通過彈條掛于鋼軌上，使其形成軌弦，此環(huán)節(jié)作業(yè)需得到軌距控制裝置的支持，形成25 m軌排。

3.6 鋪軌排、調(diào)軌

利用桁架門式起重機(jī)，在其輔助下將軌排轉(zhuǎn)移到平板車上，并到達(dá)指定施工區(qū)域(必須具備足夠強(qiáng)度，即相較于設(shè)計強(qiáng)度而言，應(yīng)為該值的70%)，借助鋪軌門吊將其移動至指定鋪設(shè)區(qū)域，隨后正式架設(shè)。為滿足工程施工要求，采用了上承式鋼軌支撐架，為了確保鋪設(shè)精度，支撐架的位置需足夠合理，直線段需與線路方向保持垂直狀態(tài)，而曲線段則需要與線路切向之間滿足垂直關(guān)系，將各處的螺栓擰緊，不可出現(xiàn)虛接的問題。施工中，若出現(xiàn)軌枕與預(yù)留管溝重合的現(xiàn)象，需要做出合理的調(diào)整。軌排架立后，合理調(diào)整幾何形態(tài)，需遵循粗調(diào)→細(xì)調(diào)→精調(diào)的基本原則[3]。精調(diào)前認(rèn)真核對設(shè)計資料，至少應(yīng)由兩人進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)，確保設(shè)計線形等資料輸入正確。重點核對平面曲線要素、變坡點位置和豎曲線要素、曲線超高等。確定基準(zhǔn)軌，平面位置以中心線為基準(zhǔn)，高程以低軌為基準(zhǔn)，直線區(qū)間上的基準(zhǔn)軌參考大里程方向的曲線。

軌道中心線：相較于基標(biāo)中心線，產(chǎn)生的偏差在±2 mm內(nèi)。

軌道方向：不同區(qū)段存在差異，直線段為0 m弦量，偏差±1 mm；曲線段具體要求如表1所示。

表1 曲線正矢施工要求

3.7 道床澆筑

以C30混凝土為基本材料，每個施工段必須連續(xù)一次整體澆筑，澆筑時應(yīng)使混凝土自軌枕一側(cè)向另一側(cè)自然流動，同時應(yīng)對鋼軌及軌枕進(jìn)行覆蓋，以免混凝土對軌枕及扣件造成污染?；炷潦┕さ慕涌p面與道床的中心線垂直，施工縫設(shè)在伸縮縫處。

3.8 施工難點

1)從施工工序角度來看，人防門不滿足下落軌枕的條件，因此在人防門施工之前，便要安排專員測量人防門的具體位置，在此基礎(chǔ)上編制軌節(jié)表，采取特殊處理措施。準(zhǔn)確劃定鋼軌落入人防門的區(qū)域，該處暫時不掛裝軌枕，將軌排轉(zhuǎn)移到施工區(qū)域后，以實際情況為準(zhǔn)，合理調(diào)節(jié)軌枕間距，特殊情況下可適當(dāng)改變軌枕數(shù)量。

2)關(guān)于鋼彈簧浮置板部分，在工期緊迫的情況下，本環(huán)節(jié)采用“預(yù)扎鋼筋籠”施工方式，即在基地將軌排、隔振器外筒、觀察筒綁扎成整塊浮置板鋼筋籠，用軌道車運輸至作業(yè)面，洞內(nèi)綁扎兩翼鋼筋成型，調(diào)整軌道幾何尺寸，進(jìn)行混凝土整體道床澆筑的施工方案，浮置板基底需要提前以預(yù)鋪的方式進(jìn)行施工。由于預(yù)扎的鋼筋籠寬于軌排，在進(jìn)入該部分施工前需完成換鋪機(jī)的變跨。

4 結(jié)束語

地鐵施工作業(yè)中，地下線鋪軌施工技術(shù)尤為關(guān)鍵，需與工程實際狀況相適應(yīng)，確定合適的施工方法，合理優(yōu)化施工環(huán)節(jié)，排除各類不良因素的影響，推動地下線鋪軌各環(huán)節(jié)有序展開，實現(xiàn)對施工質(zhì)量的全面控制。

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