鐵路站臺工程建筑限界管控研究

鐵路建筑限界是一個垂直于鐵路線路中心線的極限橫斷面輪廓，此輪廓內(nèi)，除機(jī)車車輛和與機(jī)車車輛有相互作用及相關(guān)的設(shè)備外，其他設(shè)備和建筑物不得侵入。如果設(shè)備存在侵限，則會與行駛的機(jī)車車輛產(chǎn)生刮碰的危險，嚴(yán)重影響鐵路行車安全。在鐵路新線聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運行試驗前，往往由于新建站臺的建筑限界不符合標(biāo)準(zhǔn)，造成大面積返工整改，既耗財耗力，又耽誤聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運行試驗的開展，對建設(shè)工程的后續(xù)各項目工期安排均造成不利影響。如何加強(qiáng)站臺工程建筑限界控制，是目前鐵路站臺工程建設(shè)中的一個重要課題。本文將從工程建設(shè)質(zhì)量及管理角度探討建設(shè)過程中造成建筑限界不達(dá)標(biāo)的原因及相關(guān)管控措施，通過加強(qiáng)建設(shè)過程管控，使站臺建設(shè)一次達(dá)標(biāo)，確保列車運行安全萬無一失，為鐵路工程高質(zhì)量建成開通提供可靠保證。

" 一、站臺侵限的原因分析

" （一）工程接口預(yù)留不到位導(dǎo)致的侵限

站臺建筑限界與相鄰軌道結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而在鐵路建設(shè)過程中，站臺工程與站場、軌道工程分別屬于站后工程與站前工程，二者往往被劃分至不同的標(biāo)段，由不同的設(shè)計人員設(shè)計、由不同的施工單位進(jìn)行施工。站臺工程通常于站前工程之后開展，站臺墻由站前單位施工。由于站臺工程開工較晚，站臺施工單位的確定也相對較遲。這就可能造成站臺施工單位與站場、軌道設(shè)計、施工單位溝通不及時。若前期站場、軌道工程發(fā)生設(shè)計變更未考慮對暫未施工的站臺建筑限界的影響，站臺施工單位又對站前工程設(shè)計變化不掌握或掌握不全面，線路鋪軌后，才發(fā)現(xiàn)由于線位與原設(shè)計發(fā)生改變，侵占了站臺的建筑限界。再者，由于站臺施工單位往往不對站場、軌道工程的施工進(jìn)行提前介入，站前工程施工單位對站臺墻位置定位不準(zhǔn)確或只考慮站臺墻的限界而未考慮鋪貼站臺帽石后的限界，站臺施工單位對此情況不掌握就接收了站前單位預(yù)留的工程接口，亦會導(dǎo)致軌道施工完成后，站臺建筑限界不達(dá)標(biāo)。由于軌道施工完成時線間距往往已達(dá)極限，很難再有向內(nèi)撥移調(diào)整的空間，只能切割站臺帽石或站臺墻來保證建筑限界。

" （二）施工質(zhì)量不佳造成的侵限

站臺內(nèi)部排水設(shè)施施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，存在漏點，雨水滲入站臺墻基礎(chǔ)底部軟化地基，造成站臺墻不均勻沉降或傾斜，從而導(dǎo)致侵限。同時站臺回填土含水量加大，受凍脹時產(chǎn)生水平推力，若站臺墻根部與基礎(chǔ)結(jié)合牢固，抗剪能力大，站臺墻會發(fā)生傾斜，否則將會水平外移，或二者同時存在，從而加大了侵限的可能性。解凍后，土質(zhì)在自重和雨水作用下逐漸滲實，進(jìn)入凍結(jié)期后再次發(fā)生凍脹，如此循環(huán)往復(fù)，使侵限值越來越大且不易整治，嚴(yán)重影響鐵路后期運營安全。

" （三）工程建設(shè)管理不當(dāng)造成的侵限

施工單位建筑限界技術(shù)管理人員素質(zhì)不高、技術(shù)水平不強(qiáng)，對相關(guān)規(guī)章制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)不透，沒有全面掌握設(shè)計意圖和有關(guān)行業(yè)規(guī)范要求，對限界控制沒有引起高度重視，限界控制點測量結(jié)果未經(jīng)有關(guān)專業(yè)或相關(guān)單位共同確認(rèn)，建筑限界管理流于形式，最終造成站臺工程建筑限界失管失控。當(dāng)發(fā)現(xiàn)站臺工程施工質(zhì)量存在缺陷后，盲目處置、不科學(xué)處置，也會留下質(zhì)量缺陷和隱患。再者趕工期造成站臺回填土壓實度不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致站臺墻不均勻沉降甚至傾斜，亦會發(fā)生侵限。靜態(tài)驗收階段，參建單位和運營單位沒有履行按期共同復(fù)測限界的要求，或者對限界復(fù)測誤差較大，對驗收發(fā)現(xiàn)的可能影響限界的問題整改不達(dá)標(biāo)，也是站臺侵限的原因之一。

" （四）測量誤差及計算基準(zhǔn)選取原因造成的侵限

目前全路對站臺建筑限界的測量手段大多是采用站臺限界測量尺。由于站臺限界測量尺自身設(shè)備固有誤差較大，調(diào)平校正操作較為簡易，再加上人員上道測量時間有限，設(shè)備操作、數(shù)據(jù)讀取往往也會產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致限界測量成果精度不足，不能有效反映實際限界情況，可能造成原本侵限的點位沒有得到整治。再者，目前站臺建筑限界測量的方式主要分為以大地為基準(zhǔn)面的測量以及以軌面為基準(zhǔn)面的測量兩種。這兩種測量方式在直線上并無差別，但在曲線加寬地段，由于坐標(biāo)基準(zhǔn)的選取不同，折減計算方式亦有不同。根據(jù)《鐵路建筑限界實際測量和數(shù)據(jù)格式》（Q/CR 55-2014），以大地為基準(zhǔn)面測量時，曲線內(nèi)側(cè)折減公式為：

而以軌面為基準(zhǔn)面測量時，曲線內(nèi)側(cè)折減公式為：

式中X為折減后的建筑限界半寬，B為實測建筑限界半寬，H為計算的自軌面算起的高度，h為外軌超高值，R為線路曲線半徑。對比可知，以大地為基準(zhǔn)面的測量方式與以軌面為基準(zhǔn)面的測量方式，二者折減計算時相差因子Hh/1500，由此可見，不同的測量基準(zhǔn)選取會導(dǎo)致計算結(jié)果的不同。而站臺工程設(shè)計時，設(shè)計單位往往不在站臺設(shè)計文件中注明給出的加寬控制值是采用何種測量基準(zhǔn)計算得來的，在站臺施工中，施工單位測量人員也往往忽視測量基準(zhǔn)選取問題，無論使用什么樣的儀器，直接將測量得出的數(shù)值折減后與設(shè)計文件比對，以此判定是否侵限。這樣就會產(chǎn)生一系列的錯誤，最終導(dǎo)致站臺曲線加寬部分建筑限界不滿足要求。

" （五）線路幾何尺寸變化造成的侵限

站臺工程在靜態(tài)驗收時，建筑限界滿足要求，但個別點位安全冗余不足，處于臨近限界的狀態(tài)。在聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，有砟軌道在試驗列車碾壓下，線路幾何尺寸會發(fā)生改變，軌面標(biāo)高會因線路沉降而下降，引起測量點相對于軌面的高程增大，從而導(dǎo)致站臺因超高而侵限。在曲線站臺處，隨著檢測列車的不斷運行，軌道結(jié)構(gòu)因檢測列車通過而產(chǎn)生的橫向變化，導(dǎo)致曲線加寬量減小，從而造成侵限。另外，聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間的克缺整治、軌道精調(diào)等作業(yè)也會使線路幾何狀態(tài)產(chǎn)生變化，從而影響站臺的建筑限界。

" 二、防止站臺侵限的措施

" （一）做好工程接口的預(yù)留

建設(shè)單位應(yīng)高度重視站臺建筑限界管控事宜，站在從建設(shè)工程全局出發(fā)的角度，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)站前、站后工程接口預(yù)留問題，盡快完成站臺工程招標(biāo)工作，確定站臺施工單位。站臺施工單位應(yīng)提前介入站場、軌道等站前工程的建設(shè)過程，積極參加站場、軌道專業(yè)變更設(shè)計及技術(shù)交底會議，對施工過程中的接口預(yù)留工作做好監(jiān)督。

" （二）嚴(yán)控站臺施工質(zhì)量

站臺工程采用的主要材料、構(gòu)配件和設(shè)備，在進(jìn)場前施工單位要嚴(yán)格履行驗收程序，工程材料須滿足相關(guān)規(guī)定的要求，出具質(zhì)量合格證，并經(jīng)過監(jiān)理單位的檢查認(rèn)可。站臺墻基礎(chǔ)、站臺墻身、站臺帽石等影響站臺建筑限界管控的關(guān)鍵部位，施工單位應(yīng)重點進(jìn)行自驗，監(jiān)理單位按規(guī)定進(jìn)行平行檢驗或見證取樣檢測。站臺建設(shè)期間，各工序應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)程和驗收規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，每道工序完成后，施工單位按標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行自檢。工序之間嚴(yán)格落實交接檢驗程序并經(jīng)監(jiān)理單位檢查認(rèn)可，尤其是對于站臺墻基礎(chǔ)、回填土夯實及站臺內(nèi)部的排水管路等隱蔽性工程，未經(jīng)監(jiān)理單位簽認(rèn)合格嚴(yán)禁下一道工序的施工。站臺墻沉降縫嚴(yán)格按照設(shè)計要求及施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)施工，填縫應(yīng)密實飽滿，不得出現(xiàn)沉降縫不貫通、防水密封差等質(zhì)量缺陷。墊層、結(jié)合層質(zhì)量必須符合要求，帽石與鋪面、站臺墻沉降縫必須在同一直線上，填縫質(zhì)量應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)，施工、監(jiān)理單位要全部檢查。站臺帽石不宜冬期施工，如因工期緊張等原因必須在寒冷天氣施工，必須保證冬施措施到位，確保施工質(zhì)量。

" （三）加強(qiáng)建設(shè)工程管理

站臺施工單位應(yīng)加強(qiáng)建筑限界管理人員的培訓(xùn)教育，提高其專業(yè)技術(shù)水平。在聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，利用天窗時間按期對站臺限界進(jìn)行復(fù)測。檢查點選取標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《鐵路站場工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（TB 10423-2020）要求：站臺墻邊緣距線路中心線的距離和站臺墻頂面高程應(yīng)符合設(shè)計要求，且必須滿足鐵路建筑限界要求，施工允許偏差為0mm～+15mm；施工單位每20m抽查1處，過渡段及曲線段每5m抽查1處（包括直緩點、緩和曲線中點、緩圓點、直圓點），抽查點要固定，不得隨意變動。監(jiān)理單位要全部見證檢測，介入人員逐點盯控復(fù)核。如發(fā)現(xiàn)有水平侵限部分，應(yīng)立即處理，整改方案必須保證安全運營，凡對開通運營安全有負(fù)面影響的方案一律不得批準(zhǔn)通過。每天對站臺建筑限界巡檢至少一次，每周對限界的復(fù)測至少一次，遇到檢測列車行車密集的時段，應(yīng)利用天窗或停輪克缺時間加密復(fù)測周期。在站場、軌道施工單位對鄰靠站臺的線路進(jìn)行克缺整治作業(yè)時，要提前會同站臺施工單位確認(rèn)限界情況，施工方案中要制訂防止侵限的措施和一旦發(fā)生侵限的應(yīng)急預(yù)案。施工完畢后，站臺施工單位和站場、軌道施工單位共同復(fù)測站臺建筑限界，確保不發(fā)生侵限。

" （四）提高限界測量精度，規(guī)范折減計算方式

鑒于現(xiàn)有的限界測量尺精度相對較低、操作誤差相對較大的缺點，在站臺工程建筑限界測量時應(yīng)盡量采用新型軌行式激光限界測量儀，以提高測量精度，同時可減少測量人員工作量。在進(jìn)行站臺曲線加寬地段設(shè)計時，設(shè)計單位應(yīng)注明加寬控制值的測量基準(zhǔn)面選取方式及兩種基準(zhǔn)面的換算方法，而施工單位在實際測量時，應(yīng)首先確定采用的測量儀器是基于何種坐標(biāo)基準(zhǔn)面進(jìn)行測量的。目前廣泛采用的SZXC型數(shù)顯式站臺限界測量尺是采取以大地為基準(zhǔn)面的測量方式，而軌行式激光限界測量儀則是采用以軌面為基準(zhǔn)面的測量方式，實際測量時施工單位技術(shù)人員需明確區(qū)分。

" （五）重視建筑限界安全冗余量

站臺建筑限界控制應(yīng)留有適宜的安全冗余值，既避免因線路幾何狀態(tài)小范圍變化就導(dǎo)致侵限的發(fā)生，又能確保車體距離站臺不會太遠(yuǎn)以致旅客踏空摔傷。目前較為常用的建筑限界控制尺寸（到發(fā)線）在1760mm～1780mm之間，采用此控制標(biāo)準(zhǔn)的站臺，經(jīng)運營后均未發(fā)生侵限情況。

" 三、結(jié)語

站臺建筑限界是否達(dá)標(biāo)是聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運行試驗?zāi)芊耖_展的關(guān)鍵，直接關(guān)系到檢測列車的運行安全。站臺工程出現(xiàn)侵限問題，涉及技術(shù)、管理、施工質(zhì)量及外部因素等多方面的原因，工程建設(shè)時必須綜合考慮，切實加以防范，以確保聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運行試驗的絕對安全。

（作者單位：中國鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司）