鐵路駝峰平臺新建鋼結(jié)構(gòu)雨棚施工組織探討

朱安林 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海上鐵建筑工程（集團(tuán)）有限公司

1 工程概況

南翔站下行駝峰提鉤平臺改造及新建雨棚工程位于南翔站站內(nèi)，南翔站駝峰平臺為露天作業(yè)平臺，作業(yè)人員工作環(huán)境較為惡劣，雨雪、炎熱天氣時(shí)影響調(diào)車、提鉤作業(yè)，且峰頂平臺部分走行區(qū)域不平整，危及人身及作業(yè)安全，為改善作業(yè)環(huán)境，消除安全隱患，對南翔站駝峰提鉤平臺進(jìn)行改造并新建雨棚。新建雨棚采用鋼結(jié)構(gòu)框架體系，結(jié)構(gòu)總長度36.3 m，寬度28.90 m～35.90 m，柱距9.1 m、8.4 m、14 m，建筑面積1176㎡。雨棚結(jié)構(gòu)采用C30承臺基礎(chǔ)（長×寬×高：1.8 m×3.6 m×1 m），承臺底設(shè)置截面尺寸為0.35 m×0.35 m的錨桿靜壓樁，樁長度為30 m。

2 鐵路駝峰平臺區(qū)域施工的特點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1 提鉤作業(yè)繁忙，施工干擾大

雨棚施工范圍覆蓋南翔站編組站咽喉地區(qū)駝峰平臺峰頂位置，兩條提鉤解體列車作業(yè)線路即推1線、推2線日常24小時(shí)作業(yè)，十分繁忙。雨棚基礎(chǔ)、排水暗溝及平臺改造施工涉及到鐵路的行車設(shè)備安全，如何減少行車與施工間干擾，保證鐵路行車和施工安全是重中之重。

2.2 施工場地及通道限制，材料進(jìn)出難度大

鐵路駝峰平臺區(qū)域普遍存在道路及場地受限問題，本項(xiàng)目因聯(lián)通兩側(cè)的過軌鐵路涵洞限高、限寬，另一側(cè)施工車輛及機(jī)械無法通行到達(dá)，如何合理解決施工所需機(jī)械、材料運(yùn)輸困難是本工程的難點(diǎn)。

2.3 地質(zhì)條件差，地基處理不確定因素多

本工程場地地質(zhì)情況自上而下如下：①雜填土、②三層粉質(zhì)粘土、③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④層淤泥質(zhì)粘土、⑤1-1層粘土、⑥層粉質(zhì)粘土、⑦1層砂質(zhì)粉土、⑦2層灰粉砂。且雜填土厚度較厚，最大厚度達(dá)5.6 m,地下障礙物多，存在多條鐵路重要纜線，如何有效避免損壞纜線和錨桿靜壓樁基施工順利是關(guān)鍵點(diǎn)。

2.4 施工封鎖點(diǎn)多，施工計(jì)劃協(xié)調(diào)難度大

由于新建雨棚及平臺改造范圍處于駝峰咽喉區(qū)，各階段施工主要涉及封鎖的線路及區(qū)域包括：推1線、推2、南迂線、北迂線、聯(lián)8線、聯(lián)9線及上海樞紐03#供電單元接觸網(wǎng)停電，全周期均是營業(yè)線封鎖施工，如何在兼顧南翔站推峰運(yùn)輸產(chǎn)能的前提下，又要保障項(xiàng)目的施工工期以及場內(nèi)設(shè)備管理單位維修及施工，著實(shí)增加了項(xiàng)目施工計(jì)劃協(xié)調(diào)的難度。

2.5 雨棚吊裝跨度大，安全風(fēng)險(xiǎn)較高

設(shè)計(jì)新建雨棚跨度為28.90 m～35.90 m，最大達(dá)35.9 m，單根鋼立柱長約15 m,重約7 t。由于場地道路受限，汽車吊只能在南側(cè)進(jìn)行單側(cè)吊裝，在北側(cè)鋼立柱吊裝時(shí)，需跨越整個鐵路駝峰平臺，尤其是北側(cè)最遠(yuǎn)柱吊距達(dá)41 m，電氣化區(qū)段大跨度吊裝安全風(fēng)險(xiǎn)非常突出。

3 施工組織方法及安全風(fēng)險(xiǎn)管控措施

3.1 錨桿靜壓樁的施工組織及措施

（1）地質(zhì)情況不明，先探孔后壓樁

根據(jù)設(shè)計(jì)錨桿靜壓樁需壓到地下30 m，由于對地質(zhì)情況不完全掌握，個別樁位在下穿箱涵三角區(qū)位置涵洞基礎(chǔ)影響沉樁，因此采用人工探挖淺層及工程小型鉆機(jī)施工前進(jìn)行探孔探測地下情況，淺層纜線探挖后可加強(qiáng)保護(hù)，主要確定深層有無障礙物，擊穿深層土體中障礙物，打通壓樁路徑為后續(xù)壓樁創(chuàng)造有利條件，防止因未事先探明地下有關(guān)結(jié)構(gòu)情況而影響壓樁。

（2）方樁廠家生產(chǎn)，蒸汽養(yǎng)護(hù)，與基礎(chǔ)施工同步

根據(jù)設(shè)計(jì)采用強(qiáng)度為C30，截面尺寸為0.35 m×0.35 m的錨桿靜壓樁，各廠家均無現(xiàn)貨，為確保工期兌現(xiàn)，在場內(nèi)基礎(chǔ)施工時(shí)，提前聯(lián)系場外廠家批量生產(chǎn)，通過合理添加早強(qiáng)劑、蒸汽養(yǎng)護(hù)等措施，保障了方樁自身質(zhì)量及滿足了現(xiàn)場的壓樁供應(yīng)需求。

（3）材料運(yùn)輸及配重加載，確保壓樁順利

北側(cè)材料和配重運(yùn)輸及加載因場地及道路限制，需利用三組火車平板運(yùn)輸，通過倒裝線高站臺將50 t汽車吊開上平板，隨后裝載方樁及配重塊等主要材料并經(jīng)過貨運(yùn)部門嚴(yán)格的裝載加固檢查，由車站協(xié)調(diào)安排調(diào)車牽引平板馱運(yùn)至施工現(xiàn)場，再用平板上汽車吊將材料及配重吊運(yùn)至各樁位處，保障壓樁的順利進(jìn)行，施工結(jié)束后同樣的方法收回至倒裝線卸車。

3.2 基礎(chǔ)施工組織及地下纜線保護(hù)措施

（1）鄰近鐵路開挖施工，做好線路監(jiān)測養(yǎng)護(hù)

鄰近線路進(jìn)行基坑開挖時(shí)，需對線路路基進(jìn)行沉降觀測。施工前在施工地點(diǎn)30 m范圍內(nèi)的線路路肩處按間隔10 m/個設(shè)置沉降觀測樁，采用Φ32鋼筋，打入路基1 m深，對鋼筋樁進(jìn)行編號，并讀取原始數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)施工期間，觀測結(jié)果在預(yù)定的變化范圍內(nèi)時(shí)，原則上觀測頻次每2 h一次，當(dāng)變形達(dá)到報(bào)警值時(shí)，應(yīng)立即停止施工，并聯(lián)系建設(shè)單位、設(shè)備管理單位、監(jiān)理單位，啟動應(yīng)急預(yù)案，加大監(jiān)測頻率，立即對線路軌道幾何狀態(tài)進(jìn)行檢查，待路基穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。

（2）基礎(chǔ)施工前，提前做好人工探挖纜線

開始施工前，通過建設(shè)單位及行車組織單位，邀請各設(shè)備管理單位人員到場進(jìn)行管線交底及確認(rèn)，在基礎(chǔ)施工范圍的橫縱方向分別同時(shí)安排人工挖探溝，對于開挖出來的不明地下纜線分別給予確認(rèn)，各設(shè)備管理單位明確相關(guān)保護(hù)方式或者遷移出施工范圍，確保不影響基礎(chǔ)施工。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)吊裝方法的選擇及安全措施

（1）結(jié)合駝峰現(xiàn)場實(shí)際及大件鋼構(gòu)件有關(guān)參數(shù)，安全合理確定吊裝方法。本工程吊裝采用中聯(lián)牌ZAT3000V753.1（300 t）全地面起重機(jī)，80 m主臂吊裝,相關(guān)參數(shù)吊機(jī)工況表可查。雨棚大件吊裝共計(jì)8根鋼結(jié)構(gòu)立柱和4根屋面梁，重量表如表1所示。

表1 重量表

分別對最重柱、吊距最遠(yuǎn)柱、最重屋面梁、吊距最遠(yuǎn)屋面梁進(jìn)行驗(yàn)算：

A、最重柱：起重最重柱重量為7 t，起重臂長20.4 m。選擇汽車吊在該工況下可起吊重量為44 t，安全系數(shù)為44/7=6.286＞1，符合起重要求。

B、最遠(yuǎn)柱：起重最遠(yuǎn)柱吊裝吊距40.916 m，鋼柱重量6.95 t,起重臂長60.1 m,選擇汽車吊在該工況下可起吊重量為8 t，安全系數(shù)為8/6.95=1.151＞1，符合起重要求。

C、最重屋面梁：最重屋面梁重量為9 t，最重屋面梁（4軸梁）吊裝吊距為22.625 m，起重壁長35.504 m。選擇汽車吊在該工況下最大可起吊重量為32.5 t，安全系數(shù)為32.5/9=3.61＞1，符合起重要求。

D、最遠(yuǎn)屋面梁：最重屋面梁重量為8.37 t，最重屋面梁（3軸梁）吊裝吊距為26.110 m，起重壁長36.750 m。選擇汽車吊在該工況下最大可起吊重量為25.5 t，安全系數(shù)為25.5/8.37=3.04＞1，符合起重要求。

（2）嚴(yán)格按照既定方案吊裝，落實(shí)各項(xiàng)安全卡控措施。①由于駝峰雨棚鋼構(gòu)吊裝范圍涉及電氣化鐵路，在進(jìn)行北側(cè)4根鋼柱及4根屋面梁吊裝時(shí)，需要南翔站及集團(tuán)公司運(yùn)輸部大力支持，整個駝峰平臺線路含推1線、推2線、南迂線、北迂線、聯(lián)8線、聯(lián)9線垂停300 min，并且上海樞紐03#供電單元接觸網(wǎng)同步停電；②300 t大吊機(jī)站位地坪處鋪墊路基箱，嚴(yán)格打好馬腿確保穩(wěn)固并嚴(yán)密監(jiān)測防沉降失穩(wěn)，吊裝前仔細(xì)對吊索吊具進(jìn)行專項(xiàng)檢查，確保安全牢固；③吊裝作業(yè)時(shí)落實(shí)專人指揮及專人防護(hù)，配備對講機(jī)，保持溝通順暢，另外由于構(gòu)件長大還需利用纜風(fēng)繩拉住作牽引，以防構(gòu)件在吊裝過程中失控；④密切關(guān)注天氣狀況，遇到風(fēng)力在6級及以上等惡劣天氣下禁止吊裝作業(yè)；⑤施工現(xiàn)場吊裝區(qū)域做好隔離警示工作，嚴(yán)禁外來人員進(jìn)入吊裝風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

3.4 優(yōu)化封鎖計(jì)劃，減少對行車影響

由于工期十分緊張，原先與車站溝通垂停駝峰平臺所有線路以滿足平臺改造施工需要，但是出于車站實(shí)際生產(chǎn)考慮，整個南翔編組站如此將處于“癱瘓”狀態(tài)，在既要保障工程施工又要兼顧行車運(yùn)輸、推峰產(chǎn)能的前提下，項(xiàng)目部主動思考結(jié)合施工組織對原來的封鎖計(jì)劃進(jìn)行合理優(yōu)化，調(diào)整為南北兩側(cè)分開封鎖，即上午封鎖南峰，施工作業(yè)人員在南側(cè)駝峰平臺進(jìn)行鋪面改造施工，也不影響車站提鉤組作業(yè)人員在北側(cè)正常推峰；下午則封鎖北峰，施工作業(yè)人員在北側(cè)駝峰平臺進(jìn)行鋪面改造施工，也不影響車站提鉤組作業(yè)人員在南側(cè)正常推峰。另外，后續(xù)在涉及屋面檁條構(gòu)件及屋面板施工時(shí)同樣適用，這樣既保證了充足的施工時(shí)間又大大減少了對行車的影響。

3.5 積極協(xié)調(diào)配合各單位，整體推進(jìn)施工進(jìn)度

在施工期間每天都需要封鎖或利用天窗點(diǎn)，與此同時(shí)工務(wù)、電務(wù)、供電、通信、維管段等路內(nèi)設(shè)備管理單位也在駝峰區(qū)域進(jìn)行維修及大改造施工，對項(xiàng)目部施工構(gòu)成一定的干擾，包括有關(guān)施工計(jì)劃及施工范圍有一定沖突，通過與車站及各設(shè)備管理單位強(qiáng)有力的溝通，將設(shè)備管理單位的施工或者維修內(nèi)容納入到項(xiàng)目部的施工計(jì)劃相結(jié)合，對每日施工工作量掌握清楚，各自劃分作業(yè)范圍、作業(yè)順序及明確各自的安全卡控措施，做到結(jié)合部施工安全有序，確保各方互不干擾，相互配合從而整體推進(jìn)工程進(jìn)度。

3.6 安全防護(hù)體系有效設(shè)置，確保營業(yè)線施工安全

在歷次封鎖施工中，嚴(yán)格按照施工人身安全防護(hù)預(yù)案設(shè)置防護(hù)體系并明確其職責(zé)；尤其是涉及接觸網(wǎng)停電封鎖時(shí)，需在駝峰信號樓及調(diào)度大廳分別設(shè)置駐站聯(lián)絡(luò)員，明確其具體防護(hù)范圍以及現(xiàn)場防護(hù)員充分掌握當(dāng)日作業(yè)內(nèi)容、各自防護(hù)位置、范圍，駐站聯(lián)絡(luò)員與現(xiàn)場防護(hù)員加強(qiáng)聯(lián)絡(luò)應(yīng)答；人員進(jìn)出場均按照指定路徑集中行走，勞務(wù)工無正式職工帶班的，禁止上道作業(yè)。另外駝峰南北兩側(cè)非垂停時(shí)，施工時(shí)在推1線、推2線間嚴(yán)格按照上鐵施工[2021]301號文（附件22）要求規(guī)范設(shè)置軟隔離，嚴(yán)禁超范圍施工，做好安全防護(hù)確保營業(yè)線施工安全。

4 結(jié)束語

結(jié)合鐵路駝峰平臺的特點(diǎn)，分析了駝峰鋼結(jié)構(gòu)雨棚施工全周期的主要特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，保證了鐵路行車和施工安全。針對平臺改造和鋼構(gòu)雨棚施工特點(diǎn)，合理安排施工組織，并按此優(yōu)化封鎖計(jì)劃，既保障了施工工時(shí)，又兼顧了運(yùn)輸效益。關(guān)于吊裝方法及吊車的選擇方面，受鋼構(gòu)大件有關(guān)參數(shù)影響，本工程未采用軌道吊，由于駝峰場地原因，南側(cè)具備一定通行條件故本工程采用300 t汽車吊進(jìn)行鋼立柱及屋面梁吊裝，同時(shí)北側(cè)壓樁施工階段，由于地形受限，本工程采取平板馱運(yùn)50 t汽車吊進(jìn)行裝卸材料。在后續(xù)類似的駝峰改造施工中，本工程可以作為參考及具有一定的借鑒意義。