蔡 蔚

（上海軌道交通十三號線發(fā)展有限公司，200070，上?！胃呒壒こ處煟?/p>

上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)中絕大部分線路為放射線或割線，僅軌道交通4號線在寶山路站到虹橋路站區(qū)段與3號線接軌共線后構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)中唯一的環(huán)線。從目前的高峰斷面客流來看，共線段需開行26對列車才能滿足現(xiàn)狀客流需求。然而，由于共線段為簡單接軌，導(dǎo)致單條線路非共線段和共線段運(yùn)能分布不均。目前，共線段最大開行列車對數(shù)為22對/h，在同時(shí)滿足3號線和4號線客流需求方面只能顧此失彼。隨著2014年前后軌道交通12、13號線等逐步建成運(yùn)營，預(yù)計(jì)4號線客流和共線段客流還將大幅度增長。因此，對軌道交通3號線進(jìn)行改造，優(yōu)化3、4號線的運(yùn)營組織方式，釋放更多共線段運(yùn)能給4號線，已經(jīng)是十分迫切的問題。

1 改造工程概況

根據(jù)客流分析和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前上?；疖囌菊尽獙毶铰氛緸楣簿€段客流高峰最大斷面?？紤]到確保既有線路運(yùn)營和實(shí)施難度等因素，選擇在上?；疖囌菊尽獙毶铰氛緟^(qū)段增設(shè)線路，實(shí)現(xiàn)3、4號線分線運(yùn)營。通過改造，3號線可在上海火車站站折返，實(shí)現(xiàn)與4號線在寶山路站和上海火車站站同向同臺(tái)換乘。屆時(shí)共線段內(nèi)的環(huán)線運(yùn)能將大大提高，也能為今后客流增長創(chuàng)造良好的運(yùn)營條件。

改造工程新建線路全長約3km，其中區(qū)間高架線1.33km，地面線1.67km。如圖1所示，在上海火車站站北側(cè)增設(shè)地面線路，同時(shí)新建島式站臺(tái)和換乘大廳，改造車站東、西兩側(cè)道岔并新建牽引變電站；在寶山路站既有線兩側(cè)增設(shè)高架線路，改造輔助用房并增設(shè)站臺(tái)，新建牽引變電站并改造車站道岔，然后與既有4號線連接。區(qū)間部分需改造大統(tǒng)路地道，新建高架線路，并對原有高架橋梁實(shí)施換梁和加寬改造。在此基礎(chǔ)上同步完成3號線信號系統(tǒng)、供電系統(tǒng)以及相關(guān)機(jī)電設(shè)施的改造。為了最大限度地保證運(yùn)營，各部分工作必須見縫插針地同步實(shí)施，待條件具備后中斷運(yùn)營，實(shí)施換梁并切換信號和供電系統(tǒng)。從施工籌劃來看，將既有線路改造為道岔區(qū)并將既有梁體替換為新建異形梁體，在最短的時(shí)間窗口內(nèi)中斷運(yùn)營并安全可靠地實(shí)施換梁，是改造工程成敗的關(guān)鍵之一，也是本文要探討的問題。

圖1 上海軌道交通3號線改造工程示意圖

2 換梁方案比選

換梁施工位于交通路南側(cè)、軌道交通3號線寶山路站口西側(cè)的既有高架區(qū)間段。如圖2所示，需要在軌道交通3號線中斷運(yùn)營的封鎖時(shí)間內(nèi)將既有的5片等寬梁換為5片異形梁。

圖2 換梁方案示意圖

在換梁施工中，首先要確保軌道交通3號線的運(yùn)營安全，梁體的預(yù)制、吊裝、頂推等作業(yè)都必須精確計(jì)算、精心實(shí)施，以保證萬無一失。其次，由于換梁施工區(qū)域要占用交通路和鐵路客技站，而客技站內(nèi)股道均具有檢修或存車功能且作業(yè)繁忙，所以要盡可能減少影響交通路和客技站內(nèi)既有股道的時(shí)間和范圍。第三，寶山路北側(cè)交通路為單行道，道路南側(cè)居民樓密集，交通路是周圍居民的唯一出行道路，在選擇施工方案時(shí)要盡可能減少對周圍居民正常生活的干擾，充分考慮社會(huì)穩(wěn)定因素。綜合以上原則，可采用四種方案進(jìn)行施工。

方案一：吊老梁移新梁。即采用提梁機(jī)將既有梁體提運(yùn)，落至既有線北側(cè)預(yù)留空地后解體運(yùn)出；在高空制梁平臺(tái)上預(yù)制新梁，待梁體徐變完成后利用移梁軌道橫移，分步到達(dá)設(shè)計(jì)位置。

方案二：提梁機(jī)換梁。即采用提梁機(jī)將既有梁體依次提運(yùn)，落至制梁位東側(cè)預(yù)留空地后解體運(yùn)出；在地面錯(cuò)位預(yù)制新梁，待梁體徐變完成后采用提梁機(jī)依次提運(yùn)架設(shè)至設(shè)計(jì)位置。

方案三：南側(cè)制梁北側(cè)落梁。即在既有線北側(cè)（交通路側(cè)）搭設(shè)落梁平臺(tái)，將既有梁體橫移至落梁平臺(tái)后逐步落梁至地面解體運(yùn)出；在既有線南側(cè)（客技站內(nèi)）搭設(shè)制梁平臺(tái)預(yù)制新梁，待梁體徐變完成后通過橫移軌道移入設(shè)計(jì)位置。

方案四：北側(cè)制梁南側(cè)落梁。即在既有線南側(cè)（客技站內(nèi)）搭設(shè)落梁平臺(tái)，將既有梁橫移至落梁平臺(tái)后逐步落梁至地面解體運(yùn)出；在既有線北側(cè)（交通路側(cè)）搭設(shè)制梁平臺(tái)預(yù)制新梁，待梁體徐變完成后通過橫移軌道移入設(shè)計(jì)位置。

四種方案的分析比較如表1所示。方案一對交通路影響較大，且施工難度也最大，基本上可以排除。方案三和方案四相對于方案二多占用鐵路客技站三條股道，與鐵路協(xié)調(diào)難度相對較大。經(jīng)綜合分析，推薦采用方案二，即提梁機(jī)換梁方案。

3 提梁機(jī)換梁方案

提梁機(jī)換梁施工方案如圖3所示，主要包括施工準(zhǔn)備、新梁預(yù)制、換梁施工等工作內(nèi)容。

3.1 施工準(zhǔn)備

首先要對鐵路客技站16、17股道，以及管線和機(jī)電設(shè)備等進(jìn)行拆除、遷改施工，為移梁做好準(zhǔn)備。針對上海的軟土地質(zhì)條件，采用鉆孔灌注樁由東向西加固提梁機(jī)軌道基礎(chǔ)?？图颊緟^(qū)域的地基處理應(yīng)在股道拆除改遷后完成。換梁段橋梁下部結(jié)構(gòu)施工可與提梁機(jī)軌道地基處理及客技站內(nèi)股道拆除同時(shí)進(jìn)行。

表1 換梁方案比較分析表

圖3 提梁機(jī)換梁施工方案

3.2 新梁預(yù)制

在交通路設(shè)置預(yù)制梁臺(tái)座，按2＃→3?！??！?＃→5＃（見圖2的梁體編號）的順序逐跨預(yù)制梁體。梁體預(yù)制完成后，整體道床和橋面系在梁體吊裝前施工安裝到位。

3.3 提梁機(jī)組裝調(diào)試

所選提梁機(jī)應(yīng)為專業(yè)生產(chǎn)廠家根據(jù)現(xiàn)場施工條件專門設(shè)計(jì)，跨徑36m，凈高28m，并確保吊鉤與接觸網(wǎng)門架有2m的安全距離。提梁機(jī)的組裝在制梁期間進(jìn)行，其客技站內(nèi)的支腿擬采用25t汽車吊配合液壓頂升進(jìn)行組裝。為了減少對客技站股道的影響，客技站內(nèi)柔性支腿安裝時(shí)，橫橋向采用剛性支撐，縱橋向采用拉繩進(jìn)行固定。提梁機(jī)橫梁共4片，每片83t，在夜間封鎖時(shí)段采用400t汽車吊起吊安裝。

3.4 換梁施工

換梁施工需在中斷運(yùn)營期間完成。首先拆除既有線路上的管線，并將既有鋼軌于每片梁端切割斷開；然后用提梁機(jī)按1?！??！??！??！?＃的順序逐片將老梁提至準(zhǔn)備好的存梁處。舊梁吊離時(shí)需要垂直將梁體提起3.68m（既有梁梁高2m，加上既有梁混凝土側(cè)板高1.68m）后方可橫移至新梁預(yù)制場地上方，再縱移至落梁處。因?yàn)樘崃簷C(jī)吊鉤距接觸網(wǎng)門架只有2m的安全距離，所以吊1＃梁體時(shí)必須將其上的接觸網(wǎng)門架割除。其余舊梁起吊適當(dāng)高度即可縱橫移，所以可帶接觸網(wǎng)門架起吊。接下來進(jìn)行支座改造，將舊有支座按設(shè)計(jì)改造或者替換，以滿足新梁要求。然后用提梁機(jī)按5?！??！??！??！?＃的順序逐片將新梁吊裝至設(shè)計(jì)位置。與1＃舊梁同樣道理，1＃新梁最后就位，接觸網(wǎng)門架必須吊裝到位后安裝。其余新梁可吊裝前安裝到位。最后精確調(diào)整新梁水平及高程至設(shè)計(jì)位置。

3.5 軌道施工

新梁就位后，安排4個(gè)班組鋪設(shè)道岔并連接兩端線路（采用有縫線路臨時(shí)過渡），整修后達(dá)到開通要求。線路開通大封鎖后，利用夜間停運(yùn)時(shí)間，要點(diǎn)進(jìn)行移梁段的無縫線路施工至軌道改造完成。

3.6 舊梁拆除

移出的舊梁落至地面預(yù)留位置后即可使用墻鋸切割機(jī)依次分塊切割，從交通路運(yùn)出。在對舊梁切割時(shí)，首先切割梁片兩翼緣板，再對梁箱體進(jìn)行分塊切割。

4 施工難點(diǎn)及措施

4.1 梁體標(biāo)高和水平位置的精度控制

由于在換梁工作完成后要立即進(jìn)行軌道接駁以滿足列車運(yùn)行的要求，而軌道交通結(jié)構(gòu)又是混凝土整體道床，所以施工中對于換梁和軌道結(jié)構(gòu)的精度要求非常高。首先，要加強(qiáng)制梁過程的精度控制，使用優(yōu)質(zhì)木膠板做外模，并在木模板內(nèi)側(cè)貼設(shè)白鐵皮襯里，使得梁體外形光滑順直，從而精確保證梁體的外形尺寸。其次，在梁體的頂面四角打設(shè)4個(gè)鋼筋控制點(diǎn)以控制移梁過程中的標(biāo)高，并在其軸線的兩端及中央打設(shè)3個(gè)軸線對中控制點(diǎn)；在移梁和落梁就位時(shí)使用2臺(tái)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和1臺(tái)全站儀控制標(biāo)高和軸線對位，使用1臺(tái)經(jīng)緯儀消除測量誤差。此外，在梁體靜置徐變期間進(jìn)行24h監(jiān)測，掌握相關(guān)數(shù)據(jù)以供分析。通過上述措施并利用先進(jìn)的同步頂升系統(tǒng)，可控制頂升和落梁過程中的施工誤差小于4mm，最終將標(biāo)高誤差控制在15mm、軸線誤差控制在9mm范圍內(nèi)。

4.2 各專業(yè)單位的協(xié)同作業(yè)

城市軌道交通運(yùn)營是一項(xiàng)綜合性工作，在換梁的過程中涉及到運(yùn)營、工務(wù)、電務(wù)、通號、資產(chǎn)等多個(gè)專業(yè)單位，因此，對換梁過程中的各項(xiàng)工作進(jìn)行精密籌劃并建立有效的協(xié)調(diào)指揮體系，確保各專業(yè)單位在施工過程中緊密合作，是確保軌道交通3號線按計(jì)劃開通的關(guān)鍵。首先，要建立協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)工作機(jī)制，由一定層次的領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)，通盤指揮各相關(guān)作業(yè)單位。其次，要編制詳盡的換梁工作計(jì)劃，并召集各專業(yè)單位推敲論證，直至各項(xiàng)工作的責(zé)任單位和工作周期落實(shí)。第三，要對各項(xiàng)工作接口進(jìn)行專項(xiàng)管理，施工前充分論證相關(guān)工作的接口部位和內(nèi)容，制定相應(yīng)的安全質(zhì)量預(yù)防措施和應(yīng)急預(yù)案，并落實(shí)專人負(fù)責(zé)接口管理。第四，由于各專業(yè)隊(duì)伍都集中在同一個(gè)工作面上，必須做好施工便道、施工場地、用水用電、起吊安裝等方面的協(xié)調(diào)管理工作，以確保各項(xiàng)工作有條不紊。

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