張海濤

(中鐵十二局集團(tuán)有限公司，太原 030024)

京滬高速鐵路濟(jì)南西站工程科技創(chuàng)新成果應(yīng)用綜述

張海濤

(中鐵十二局集團(tuán)有限公司，太原 030024)

針對京滬高速鐵路濟(jì)南西站的施工情況，在施工過程中推動(dòng)工程進(jìn)展的科技創(chuàng)新成果，包括提高功效、省工省力的CFG樁帽土模施工方法、方便鋼筋等原材料存放的移動(dòng)式鋼筋存料棚以及適用于黏性地質(zhì)狀況的CFG樁脫泥器等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。介紹濟(jì)南西站項(xiàng)目部在注重科研創(chuàng)新工作中的走出去、請進(jìn)來的2種方法。充分肯定了科技創(chuàng)新源自于施工生產(chǎn)對施工技術(shù)需求的原動(dòng)力，科技創(chuàng)新為工程施工提供技術(shù)支持，對創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益有巨大的推動(dòng)作用。

鐵路客站;科技創(chuàng)新;成果;綜述

京滬高速鐵路濟(jì)南西站及相關(guān)工程由京滬高速鐵路股份有限公司委托濟(jì)南鐵路局代建，中鐵十二局負(fù)責(zé)施工。濟(jì)南西站是京滬高速鐵路5個(gè)始發(fā)終到站之一，也將成為濟(jì)南市的主要客運(yùn)站之一，作為濟(jì)南市新形象的門戶，對其旅游、商務(wù)、會(huì)展、現(xiàn)代物流、房地產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)，都其將起到重大的帶動(dòng)效應(yīng)。

1 工程概況

濟(jì)南西站地處西部臘山新區(qū)，位于槐蔭區(qū)張莊飛機(jī)場西側(cè)、京福高速公路以東、北環(huán)線以南、濟(jì)兗公路以北范圍，新區(qū)規(guī)劃用地35 km2，起訖里程DIK417+453.54～DIK421+053.31，長約3.6 km，中心里程為DIK419+415，項(xiàng)目總工期35個(gè)月。

車站呈橫列式布置，共設(shè)1座側(cè)式基本站臺(tái)，7座島式站臺(tái)，2條正線，15條到發(fā)線;路基全部為填方，填土高度5～9.7 m，預(yù)壓土高度3.5 m;站內(nèi)設(shè)6座框構(gòu)橋，1座框構(gòu)涵;站中心設(shè)有107 m寬地下通廊及高架候車廳。該工程按照高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，具有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高、沉降控制嚴(yán)、施工任務(wù)重、建設(shè)工期緊、拆遷難度大等特點(diǎn)，正線及咽喉區(qū)的施工是西客站的關(guān)鍵控制工程。

施工總體方案是地基處理采用CFG樁、PHC管樁進(jìn)行加固。CFG樁采用長螺旋鉆機(jī)，地泵泵送混凝土施工，樁檢合格后進(jìn)行樁帽施工;PHC管樁采用靜壓管樁機(jī)施工，樁檢合格后進(jìn)行樁板施工，地基經(jīng)檢測合格后進(jìn)行路基填筑。路基填筑按“三階段、四區(qū)段、八流程”的工藝進(jìn)行?；驳讓邮┕ね瓿珊笳€及咽喉區(qū)填筑預(yù)壓土，進(jìn)行沉降觀測。通過沉降觀測記錄推算沉降量。路基經(jīng)過9～12個(gè)月的沉降，基本穩(wěn)定并且滿足工后沉降要求后，進(jìn)行路基基床表層級配碎石施工，施工采用攤鋪機(jī)攤鋪、重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓成型。最后進(jìn)行鋪軌。

根據(jù)京滬高速鐵路的總工期要求和建設(shè)指揮部的指導(dǎo)性施工組織計(jì)劃安排，2010年3月前正線及咽喉區(qū)必須達(dá)到鋪設(shè)無砟軌道的標(biāo)準(zhǔn)，為鋪架創(chuàng)造條件，并要求路基預(yù)壓期不少于12個(gè)月，也就是在2009年3月前必須完成正線及咽喉區(qū)路基基床表層以下主體和橋涵主體的施工，建設(shè)工期非常緊迫，正線及咽喉區(qū)的施工是西客站的關(guān)鍵控制工程。

2 科技創(chuàng)新主要成果

針對長螺旋鉆機(jī)施工CFG樁過程中頻繁出現(xiàn)的黏土裹鉆嚴(yán)重、出土困難等問題研制了脫泥器并申請專利;為改進(jìn)CFG樁截樁頭工藝，保證質(zhì)量和提高工效，研發(fā)了具有專利技術(shù)的旋切截樁機(jī)，并配套形成了CFG樁復(fù)合地基土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工方法，該方法被評為山西省省級工法，獲得了2008年度京滬高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新成果三等獎(jiǎng);設(shè)計(jì)了類似站臺(tái)雨棚的懸挑式后拉錨鋼筋加工棚，便于超長鋼筋的加工和使用，自主設(shè)計(jì)建成了帶雙側(cè)導(dǎo)軌的移動(dòng)式鋼筋存料棚，便于存放鋼筋成品，科學(xué)實(shí)用，使用方便。

3 濟(jì)南西站在科技創(chuàng)新工作中的主要做法

3.1 注重科學(xué)管理，科技引路

施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高、建設(shè)工期緊迫是擺在施工單位面前的客觀因素。自項(xiàng)目上場之初，項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)班子就充分認(rèn)識到這一工程特點(diǎn)，在抓好前期施工調(diào)查和施工生產(chǎn)要素配置的同時(shí)，組織項(xiàng)目技術(shù)人員對施工圖紙進(jìn)行審核，依據(jù)工程實(shí)際情況編制針對性的施工方案。

濟(jì)南西站地基處理工程數(shù)量巨大，是造成建設(shè)工期壓力大的主要來源之一。在研究濟(jì)南西站地基處理施工方案時(shí)，通過對圖紙的研究和對設(shè)計(jì)要求的充分理解，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的2種CFG樁樁帽施工方法工序繁瑣、費(fèi)時(shí)耗力，需要在短時(shí)間內(nèi)組織大量的勞力進(jìn)行施工才可保障工期要求。結(jié)合其他項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目部制定了采用土模法施工的方案，而這一施工方法中，采用風(fēng)鎬破樁頭投入設(shè)備多、工效也不夠理想。項(xiàng)目部隨即成立了由項(xiàng)目經(jīng)理任組長的科技攻關(guān)小組，在項(xiàng)目科技攻關(guān)人員與勞務(wù)隊(duì)2個(gè)多月的努力研究實(shí)踐下，通過反復(fù)比選，數(shù)次試驗(yàn)，一種可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、深度切割、高效靈便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)切割機(jī)問世。該截樁機(jī)截一個(gè)樁頭僅需5 min，節(jié)約電力80%以上，成本降低近50%。目前，該設(shè)備已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局專利授權(quán)。采用土模法施工流程簡捷，工效高，速度快。通過先機(jī)械填筑后人工開挖的土模法，有效避免了CFG樁成樁后樁間土的挖除與回填，簡化了施工工序，提升了施工速度;采用自行研制的旋切截樁機(jī)截除樁頭，降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅提高了工效。同時(shí)其工藝簡單，施工便利，質(zhì)量可靠，便于推廣。場地的硬化填筑、樁帽土模開挖和截樁機(jī)旋切截樁施工工藝易于掌握，質(zhì)量易控，避免了因保護(hù)土層清運(yùn)和去樁頭作業(yè)對樁頂設(shè)計(jì)平面以下樁間土的過度擾動(dòng)和對樁身的磕碰造成斷樁的問題及樁間土回填不易夯實(shí)的問題，保證了施工質(zhì)量。自主研制的截樁機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、配件易購、投入小，可購買配件、材料進(jìn)行自加工，有效降低設(shè)備成本投入等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。旋切截樁機(jī)的使用確保了樁帽施工的工程質(zhì)量，提高了工效，加快了施工進(jìn)度，受到了鐵道部各級領(lǐng)導(dǎo)的高度評價(jià)，不但為單位創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，更贏得了良好的社會(huì)效益，該項(xiàng)技術(shù)被列為全局推廣技術(shù)。在公司工程技術(shù)部的支持下，項(xiàng)目部編制了《CFG樁復(fù)合地基土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工工法》，該項(xiàng)工法被評為中鐵十二局集團(tuán)公司三級工法、山西省建設(shè)廳第12屆省級工法、鐵道部2009年度部級工法。“CFG樁復(fù)合地基土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工技術(shù)”同時(shí)也被評為京滬高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新成果三等獎(jiǎng)。

濟(jì)南西站站內(nèi)黏土、粉質(zhì)黏土分布廣泛，在CFG樁施工過程中，出現(xiàn)了難以鉆進(jìn)、黏土裹鉆嚴(yán)重，無進(jìn)尺等一系列問題，我項(xiàng)目部先后進(jìn)行了選用大功率鉆機(jī)、設(shè)備滿負(fù)荷鉆進(jìn)、改變鉆桿螺距、設(shè)置人工清泥平臺(tái)、加工脫泥器、更換特種鉆頭等多種施工試驗(yàn)。雖然各種方法均難以滿足工期壓力帶來的進(jìn)度要求，對工程整體進(jìn)展無太突出表現(xiàn)，但CFG樁脫泥器的研制卻也彰顯項(xiàng)目部以“科學(xué)技術(shù)為第一生產(chǎn)力”的管理思想。該脫泥器為科技小組針對長螺旋鉆桿上裹泥難以脫落，人工清除費(fèi)時(shí)耗力而特別設(shè)計(jì)的，脫泥器利用長螺旋鉆桿自身旋轉(zhuǎn)而達(dá)到自動(dòng)刮除裹泥的功能，該設(shè)備已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局專利授權(quán)。

濟(jì)南西站框構(gòu)橋有一個(gè)突出的特點(diǎn)，就是除了1座框構(gòu)小橋外均為大、長框構(gòu)?？驑?gòu)單根鋼筋設(shè)計(jì)長度可達(dá)30余m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)鋼筋原材長度，這給鋼筋的加工及成品運(yùn)輸帶來很大的不便。在鋼筋加工廠的建設(shè)之初，我項(xiàng)目部一工段技術(shù)人員率先針對這一問題，對鋼筋加工廠進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)。鋼筋原材料區(qū)、加工區(qū)和成品存放區(qū)呈直線相接布置，使得取材、加工、存放各工序環(huán)環(huán)相扣，鋼筋的生產(chǎn)加工猶如流水線作業(yè)。通過對穿越場地電力線路的預(yù)埋、對外漏電力線路的貼柱套管，極大地保障了生產(chǎn)中的用電安全。通過對鋼筋原材料區(qū)采用全封閉移動(dòng)式存料棚設(shè)計(jì)，解決鋼筋吊裝入庫、日常防銹等問題。加工棚采用半敞式設(shè)計(jì)解決了超長鋼筋抬出操作平臺(tái)不便的問題。超長鋼筋加工棚、移動(dòng)原材料儲(chǔ)存?zhèn)}、無線廠區(qū)等理念，是項(xiàng)目部注重現(xiàn)場實(shí)際需要，重視科技作用的成果。根據(jù)這一成果編制的《移動(dòng)式鋼筋存料棚設(shè)計(jì)與施工》獲得了中鐵十二局集團(tuán)公司三級工法，獲山西省建設(shè)廳第12屆省級工法，獲鐵道部2009年度部級工法。

3.2 重視與外單位合作進(jìn)行科研課題研究

針對高速鐵路路基沉降控制嚴(yán)格的特點(diǎn)，結(jié)合這一工程特點(diǎn)，項(xiàng)目部與北京交通大學(xué)合作，研究多線站場路基大面積堆載條件下的沉降規(guī)律;與鐵道第五勘察設(shè)計(jì)院共同試驗(yàn)，研究不同填料EV2檢測控制指標(biāo)特性對比情況，為施工提供科學(xué)指導(dǎo)。

3.3 重視專家咨詢及人才培養(yǎng)

項(xiàng)目部科研力量相對薄弱，技術(shù)人員對科技創(chuàng)新工作認(rèn)識相對不足，針對這一情況，在項(xiàng)目部日?？蒲泄ぷ髦?，積極邀請公司專家及集團(tuán)公司專家到項(xiàng)目部指導(dǎo)工作。在旋切截樁機(jī)與脫泥器的專利申請，《CFG樁復(fù)合地基土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工工法》與《移動(dòng)式鋼筋存料棚設(shè)計(jì)與施工》的編制撰寫中，項(xiàng)目部得到了公司工程技術(shù)部與集團(tuán)公司科技部的大力支持，為專利申請與工法編制的順利實(shí)施提供了便利條件。

在專家到項(xiàng)目部指導(dǎo)工作時(shí)，項(xiàng)目部不惜時(shí)機(jī)地進(jìn)行人員培訓(xùn)，如:召開座談會(huì)，請專家與我部技術(shù)人員進(jìn)行座談溝通，回答技術(shù)人員不明白的問題，提高他們對科技創(chuàng)新工作的認(rèn)識。除此之外，項(xiàng)目部還派出人員去國家級工法編制學(xué)習(xí)班參加培訓(xùn)等，為今后的科技創(chuàng)新工作打下基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

從濟(jì)南西站的工程實(shí)踐中，我們充分認(rèn)識到，科技創(chuàng)新源自于施工生產(chǎn)對施工技術(shù)需求的原動(dòng)力，只有深入解析工程特性，積極發(fā)動(dòng)廣大工作者為工程施工開動(dòng)腦筋貢獻(xiàn)智慧，工程才能又快又好的順利施展。科技創(chuàng)新為工程施工提供技術(shù)支持，為單位創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益、良好的社會(huì)效益及和諧的環(huán)保效益，應(yīng)給予高度重視。

［1］鄺健政，等．巖土注漿理論與工程實(shí)踐［M］．北京:科學(xué)出版社，2001．

［2］中華人民共和國鐵道部．鐵建設(shè)［2007］47號 新建時(shí)速300～350 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定［S］．北京:中國鐵道出版社，2007．

［3］文 魁，吳冬梅．經(jīng)濟(jì)與管理研究［M］．中文科技期刊數(shù)據(jù)庫:經(jīng)濟(jì)與管理研究，2006(1)．

Summary of the Application of Scientific and Technical Innovations of Ji'nan West Station on Beijing－Shanghai High-speed Railway

Zhang Haitao

(China Railway 12th Engineering Bureau Group Co．，Ltd．，Taiyuan 030024)

The paper describes in detail the scientific and technical innovations in the construction process for Ji'nan west station on Beijing－Shanghai high-speed railway including:CFG pile cap soil mould construction method which can enhance working efficiency and save labor;convenient movable reinforcement steel storage shed;mud cleaning device for CFG piles suitable to sticky geological conditions etc．The working style of soliciting for help outside and inviting for help at home was persisted．Technical innovations provide motive power for the construction and play a huge role in creating economic and social benefits．

Railway passenger station;Scientific and technical innovations;Achievements;Summary

U291

A

1004-2954(2011)12-0051-02

2011-10-20

張海濤(1983—)，男，工程師，2006年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院，工學(xué)學(xué)士，E-mail:jnxkzjsk@126．com。