城市軌道交通工程施工方法和施工工藝

摘　要:簡述城市軌道交通地下線路軌道工程,短軌枕式整體道床的施工方法和施工工藝。
關(guān)鍵詞:城市軌道; 施工; 工藝　　
　　軌道是城市軌道交通的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一,它直接承受列車荷載,引導(dǎo)列車運(yùn)行,保證軌道施工質(zhì)量是軌道交通施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文重點(diǎn)介紹軌道工程地下線路短軌枕式整體道床施工方法和施工工藝。
1 　短軌枕式整體道床的鋪軌方法
1.1 　鋪軌方法的選擇
短軌枕式整體道床施工方法可分為兩種,一是換軌鋪設(shè)法,即首先用工具軌鋪設(shè)整體道床,永久軌在隧道外焊接成長軌后,再運(yùn)至隧道內(nèi)換鋪;二是一次鋪設(shè)法, 不用工具軌,一次鋪設(shè)無縫線路,即用25 m 標(biāo)準(zhǔn)長度鋼軌,按換軌鋪設(shè)法用工具軌鋪設(shè)整體道床施工工藝要求,鋪設(shè)整體道床,所有鋼軌接頭在隧道內(nèi)進(jìn)行焊接。
目前,我國北京、上海、廣州、天津等城市已建地鐵,軌道施工均采用換軌鋪設(shè)法施工。該方法鋼軌焊接除聯(lián)合接頭外均在鋪軌基地進(jìn)行,焊接質(zhì)量易保證; 同時避免了隧道內(nèi)的空氣污染,減少了施工干擾,各施工單位均有成熟經(jīng)驗(yàn);但工具軌的鋪設(shè)與拆除需增加工程投資,施工周期相對較長。一次鋪設(shè)法,在隧道內(nèi)焊接鋼軌易造成空氣污染,施工干擾大,需做好施工組織設(shè)計,減少窩工,減少工程投資,施工周期相對較短。
“ 秦嶺隧道一次性鋪設(shè)無縫線路”為鐵道部部控科研項目,經(jīng)有關(guān)單位聯(lián)合攻關(guān),成功地實(shí)現(xiàn)了一次鋪設(shè)施工,為地鐵軌道工程一次鋪設(shè)的實(shí)現(xiàn)開創(chuàng)了先河。
1.2 　一次鋪設(shè)施工方案
(1) 長軌運(yùn)輸法
鋼軌可在鋪軌基地焊接為125 m 長軌條,軌條長度可根據(jù)場地情況適當(dāng)調(diào)整,用長軌運(yùn)輸車運(yùn)入隧道內(nèi)已鋪設(shè)完的整體道床兩側(cè);再用自制膠輪運(yùn)輸車(俗稱炮車) 約8 輛運(yùn)到待鋪地段; 在隧道內(nèi)組裝長軌排, 安裝扣件,懸掛短軌枕,利用鋼軌支撐架架設(shè)軌排,調(diào)整軌道,澆筑道床混凝土,焊接聯(lián)合接頭,鎖定無縫線路。該方法是在隧道外焊接長鋼軌,質(zhì)量易保證,減少空氣污染,但是在隧道內(nèi)組裝長軌排,干擾大,效率低。
(2) 長軌排運(yùn)輸法
鋼軌在鋪設(shè)基地焊接成長軌條后,組裝長軌排,安裝扣件,懸掛短軌枕,用長軌運(yùn)輸車運(yùn)入隧道內(nèi),然后用8 臺龍門吊,吊至待鋪地段,澆筑道床混凝土,焊接聯(lián)合接頭,鎖定無縫線路。該方法是在隧道外組裝軌排,干擾小,效率高,但是長軌排運(yùn)輸較困難。
(3) 短軌排運(yùn)輸法
用25 m 標(biāo)準(zhǔn)長度鋼軌,首先在鋪設(shè)基地組裝短軌排,安裝扣件,懸掛短軌枕,用軌道平車及龍門吊將短軌排運(yùn)至隧道內(nèi)待鋪地段,用特制的夾具連接軌排,澆筑道床混凝土,焊接長鋼軌,鎖定無縫線路。該方法是在隧道外組裝軌排,干擾小,效率高,且便于運(yùn)輸,但是隧道內(nèi)焊接必須嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量,有效防止空氣污染。
(4) 綜合法
用少量的工具軌鋪設(shè)道床,然后逐段倒用,可減少工具軌用量,減少投資。工期緊時,必須做好施工組織設(shè)計。也可某一段用換軌鋪設(shè)法,某一段用一次鋪設(shè)法,兩者結(jié)合施工,以達(dá)到節(jié)省工具軌的目的。
以上方法中“短軌排運(yùn)輸法”,在地面鋪軌基地組裝短軌排,然后運(yùn)至隧道內(nèi),減少了隧道內(nèi)的工作量,改善了工人的勞動條件,又為軌道工程快速施工創(chuàng)造了條件,是比較好的方法,在深圳地鐵一期工程中得到了應(yīng)用。“長軌運(yùn)輸法”和“長軌排運(yùn)輸法”,需長軌運(yùn)輸車, 給施工帶來不便,只有在隧道內(nèi)焊接質(zhì)量得不到保證時選用。“綜合法”在工期不緊,有工具軌供應(yīng)時選用。
2 　短軌枕式整體道床施工工藝
2.1 　基標(biāo)設(shè)置
基標(biāo)設(shè)置根據(jù)施工圖要求及線路調(diào)線、調(diào)坡資料設(shè)置控制基標(biāo)和加密基標(biāo),基標(biāo)的設(shè)置位置及允許偏差符合下列規(guī)定。基標(biāo)設(shè)置位置:控制基標(biāo)直線120 m , 曲線60 m 及曲線起止點(diǎn)、緩圓點(diǎn),圓緩點(diǎn)、道岔起止點(diǎn)各設(shè)1 個;混凝土道床加密基標(biāo)直線6 m , 曲線5 m 各設(shè)1 個。基標(biāo)設(shè)置允許偏差:控制基標(biāo),方向6″、高程為±2 mm ; 直線段距離為1/5 000 、曲線段的距離為1/10 000 ; 加密基標(biāo),方向?yàn)椤? mm 、高程為±2 mm 、直線段距離為±5 mm 、曲線段距離為±3 mm 。
2.2 　軌道架設(shè)安裝
鋼軌應(yīng)采用支撐架架設(shè),支撐架架設(shè)間距直線段宜為3 m 、曲線段宜為215 m 設(shè)置1 個,并且直線段支撐架應(yīng)垂直線路方向,曲線段支撐架應(yīng)垂直線路的切線方向。道岔支撐架應(yīng)根據(jù)道岔結(jié)構(gòu)作適當(dāng)調(diào)整。
架設(shè)于支撐架上的鋼軌或道岔應(yīng)調(diào)整水平、位置、軌距、軌底坡和高程,并測放短軌枕位置。其調(diào)整精度應(yīng)符合《地下鐵道施工及驗(yàn)收規(guī)范》( GB50299 -1999) 的有關(guān)規(guī)定。調(diào)整合格后必須固定牢固,合格后及時灌筑道床混凝土。
2.3 　灌筑道床混凝土
綁扎鋼筋、立伸縮縫和水溝模板,模板支立牢固, 允許偏差:位置±5 mm , 垂直±2 mm ; 灌筑混凝土的腳手架需獨(dú)立設(shè)置并牢固。混凝土應(yīng)分層、水平、分臺階灌筑,適度振搗,并振搗密實(shí),嚴(yán)禁振搗器觸及支撐架和鋼軌。根據(jù)施工條件也可先灌筑支撐墩,采用墩架法施工。道床混凝土初凝前應(yīng)及時進(jìn)行面層及水溝的抹面。抹面允許偏差:平整度3 mm , 高程+ 0/ -5 mm 。混凝土灌筑終凝后,及時養(yǎng)護(hù),養(yǎng)生不少于14 d , 其強(qiáng)度達(dá)到5 MPa 時方可拆除鋼軌支撐架;混凝土強(qiáng)度未達(dá)到70 % 時,道床上不準(zhǔn)行駛車輛和承重。
2.4 　短軌枕式整體道床施工程序
整體道床采用換軌鋪設(shè)法施工時(一次鋪設(shè)法時, 不用工具軌,其他相同),先鋪設(shè)工具軌,在隧道外用鋼軌支撐架將工具軌組裝成軌排,安裝扣件,懸掛短軌枕。綁扎道床底部鋼筋后將軌排運(yùn)入隧道內(nèi),調(diào)整軌道方向、軌距及水平等,最后灌筑道床混凝土。待道床混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,拆除鋼軌支撐架,以利鋼軌周轉(zhuǎn)。待道床混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后,在不影響設(shè)備運(yùn)輸?shù)那闆r下,再換鋪永久軌(灌筑道床混凝土前可先灌筑軌排支撐墩,待支撐墩混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后拆除鋼軌支撐架,利用軌排支撐墩灌筑道床混凝土) 。工具軌采用與永久軌相同的新軌,永久軌在隧道外焊接成長軌節(jié),再運(yùn)至隧道內(nèi)換鋪。

道岔整體道床采用一次鋪設(shè)法施工。用鋼軌支撐架將整組道岔架起,綁扎道床底部鋼筋,調(diào)整道岔方向、軌距及水平,然后用扣件按設(shè)計位置懸掛短軌枕, 灌筑道床混凝土(也可先灌筑道床混凝土支撐墩) 。
施工程序如下。
短軌枕式整體道床施工程序?yàn)?清理道床基底、鑿毛→鋪軌基標(biāo)測設(shè)→鋪設(shè)小龍門吊走行軌→鋪設(shè)底部鋼筋→安裝軌排→軌排初調(diào)精調(diào)正位→澆筑軌排支撐墩(采用墩法架法施工時) →澆筑道床混凝土→拆除小龍門吊走行軌→澆筑水溝混凝土。
道岔短軌枕式整體道床施工程序?yàn)? → 清理道床基底、鑿毛→道岔基標(biāo)測設(shè)→ 實(shí)地施工放樣→ 鋪設(shè)底部鋼筋網(wǎng)→安裝鋼軌支撐架→安裝道岔基本精調(diào)就位→安裝扣件、懸掛短軌枕→ 道岔整體精確正位→ 澆筑道床混凝土支撐墩(采用墩架法施工時) →澆筑道岔道床混凝土→澆筑水溝混凝土。
2.5 　施工進(jìn)度
按50 m 作為流水施工作業(yè)段長度,分別進(jìn)行清理基底、鋪小龍門吊走行軌、綁扎鋼筋、安裝軌排、澆筑道床混凝土等工序。一般情況下短軌枕式整體道床施工日進(jìn)度約50～60 m 。單開道岔短軌式整體道床每組需10～15 d , 交叉渡線短軌枕整體道床每組需40～60 d 。如需壓縮工期,可增加龍門吊走行軌的鋪設(shè)以延長作業(yè)段長度,可提高日進(jìn)度。
3 　短軌排運(yùn)輸法鋪設(shè)整體道床施工要點(diǎn)
深圳地鐵一期工程短軌枕式整體道床采用了一次鋪設(shè)法中短軌排運(yùn)輸法施工,取得一定經(jīng)驗(yàn)。
3.1 　施工總體方案
(1) 在竹子林車輛段設(shè)置鋪軌基地,利用鋪軌基地組裝短軌排和軌料存放,混凝土和道岔料就近利用市民中心輔助鋪軌基地和隧道投料口運(yùn)送。
(2) 直接用25 m 長標(biāo)準(zhǔn)PD3 待焊軌組裝短軌排, 運(yùn)至隧道內(nèi)用臨時夾具連接軌排,按換軌鋪設(shè)法的施工要求澆筑道床混凝土。
(3) 道岔現(xiàn)場組裝,調(diào)試后澆筑道岔道床混凝土。
(4) 澆筑兩側(cè)水溝混凝土。
(5) 拆除臨時夾具,選用K920 型鋼軌焊接機(jī)焊接無縫線路。

3.2 　注意事項
(1) 整體道床施工分別有清理道床基底并鑿毛,鋪設(shè)小龍門吊走行軌,鋪設(shè)道床鋼筋,軌排鋪設(shè)與調(diào)整, 澆筑支承墩,澆筑道床混凝土,澆筑兩側(cè)水溝混凝土等工序。為確保施工正常進(jìn)行,各工序應(yīng)有適當(dāng)間隔,以
減少施工干擾,避免窩工,實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。
(2) 小龍門吊是軌排、道岔、鋼筋、混凝土等材料吊運(yùn)不可少的機(jī)具設(shè)備,應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度要求配備足夠的小龍門吊以及鋪設(shè)一定長度的龍門吊走行軌道,以滿足施工要求。
(3) 整體道床早期養(yǎng)生與兩側(cè)排水溝混凝土的澆筑應(yīng)拉開一定距離,以確保強(qiáng)度的自然增長,不致造成道床開裂、壓潰等質(zhì)量問題。
(4) 道岔整體道床特別是交叉渡線整體道床施工難度較大,周期較長,應(yīng)給予重視。由于道岔部件多, 部件間連接薄弱,在施工中采用特制的軌距拉桿和鋼軌支撐架,將道岔各部件牢固聯(lián)接,各部件位置及軌距精調(diào)就位后方可澆筑道床混凝土。
(5) 道床混凝土澆筑前應(yīng)按圖紙核對道床橫向排水溝、道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)電務(wù)拉桿溝槽預(yù)留,通信、動照、信號、防雜散電流電纜等過軌套管埋設(shè),無誤后澆筑道床混凝土,避免道床成型后再開挖,造成道床先天病害。