0 前 言

軌道交通系統(tǒng)引起的環(huán)境振動(dòng)和噪音，主要由于地鐵列車(chē)在移動(dòng)中，車(chē)輪與軌道接觸引起軌道周期性的振動(dòng)和產(chǎn)生的噪音。這些振動(dòng)經(jīng)鋼軌通過(guò)道床傳到隧道結(jié)構(gòu)，再通過(guò)隧道結(jié)構(gòu)傳遞到周?chē)耐翆又?，進(jìn)而通過(guò)土層向四周傳播，引起地面建筑物振動(dòng)，通過(guò)空氣傳播產(chǎn)生二次輻射噪聲。

隨著人們生活水平的不斷提高及和諧社會(huì)建設(shè)步伐的加快，人們對(duì)建筑物降噪減震的要求也越來(lái)越高。解決既有地鐵運(yùn)營(yíng)引起鄰近建筑物的振動(dòng)和噪音問(wèn)題，已擺在人們面前。

目前，除上海外，北京、廣州等建成地鐵較多的城市也需要對(duì)既有運(yùn)營(yíng)地鐵道床進(jìn)行改造，以減少噪聲及振動(dòng)對(duì)人們的日常生活影響；同時(shí)將為客運(yùn)專(zhuān)線、高速鐵路等整體道床的維修施工提供借鑒，因此，研究一套適合于地鐵改造施工特點(diǎn)的施工工藝和施工鋪裝設(shè)備迫在眉睫。

1 施工技術(shù)難點(diǎn)

①保護(hù)地鐵線路既有設(shè)施和主體結(jié)構(gòu)在施工中不受損壞。

②基礎(chǔ)施工材料在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到強(qiáng)度要求。

③減少施工對(duì)市民日常生活的影響，避免二次噪聲對(duì)居民的影響。

④既有地鐵鋼筋混凝土道床快速拆除和鋼彈簧浮置板軌道快速鋪設(shè)施工難度大。

⑤需對(duì)混凝土切割、浮置板鋪設(shè)等施工設(shè)備和工裝進(jìn)行配套研發(fā)，并集成為機(jī)械化工程施工列車(chē)，技術(shù)難度大。

⑥若保留既有整體道床基地，切割精度的控制是施工的難點(diǎn)。

2 總體施工技術(shù)研究

采用繩鋸切除的方式進(jìn)行整塊切除，利用切割設(shè)備（液壓墻鋸、繩鋸等）切割成大塊，運(yùn)出洞外破碎，整體道床總體切割示意圖見(jiàn)圖1。局部平整度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，采用自流平砂漿進(jìn)行找平，在隔振器位置加設(shè)鋼板。

圖1 整體道床總體切割示意圖

圖2 整體道床拆除工藝流程

圖3 道床兩側(cè)切割平面示意圖

圖4 道床中部混凝土切割平面示意圖

圖5 繩鋸切割斷面圖

主要設(shè)備配置表 表1

圖6 WS440液壓墻鋸

圖7 K3600型液壓手持切割機(jī)

圖8 液壓繩鋸

圖9 PP325E液壓動(dòng)力站

如果施工地段基底混凝土不能滿(mǎn)足浮置板的鋪設(shè)要求，將對(duì)整體道床全部鑿除，進(jìn)行道床全部更換。

①在普通整體道床改造前，須對(duì)需要改造地段的無(wú)縫線路進(jìn)行測(cè)量作業(yè)。測(cè)量既有軌面標(biāo)高和線路中線，參照普通整體道床竣工時(shí)的曲線要素和坡度表，結(jié)合線路的實(shí)際情況，將既有軌道控制基標(biāo)全部外移到線路的兩側(cè)不被破壞的位置，作為線路改造的控制點(diǎn)。

②釋放鋼軌應(yīng)力，將無(wú)縫線路切割成長(zhǎng)10.8m軌節(jié)的有縫線路。

③對(duì)既有整體道床分塊分段進(jìn)行切割清理，切割至浮置板基底表面。

④對(duì)基底進(jìn)行處理，達(dá)到浮置板安裝條件。

⑤整體道床更換按照線路下坡方向安排施工，設(shè)置臨時(shí)排水過(guò)渡通道和污水沉淀井。

⑥施工劃分為混凝土鑿除區(qū)、清理區(qū)、基底處理施工區(qū)和浮置板安裝區(qū)等四個(gè)主要區(qū)域，流水作業(yè)施工。

3 既有道床拆除施工工藝研究

3.1 工藝流程

整體道床拆除工藝流程如圖2所示。

3.2 拆除道床兩側(cè)混凝土

利用研發(fā)的液壓墻鋸機(jī)和液壓鎬進(jìn)行切割和破除圖1中①部分道床兩側(cè)混凝土。施工平面圖見(jiàn)圖3。

首先在距線路中心1.07m處沿線路方向兩側(cè)用墨斗彈出切割線，同時(shí)在試驗(yàn)段的下游設(shè)置污水井（利用既有兩側(cè)的排水溝），然后安裝液壓墻鋸機(jī)沿線路方向進(jìn)行縱向切割，手持切割機(jī)進(jìn)行橫向切割，液壓鎬配合鑿除道床兩側(cè)混凝土。后續(xù)安排人員對(duì)混凝土廢料進(jìn)行裝袋并搬運(yùn)到指定位置。

3.3 “繩鋸切割法”拆除既有道床中部混凝土

采用繩鋸切割的方式進(jìn)行整塊切除圖1中②部分道床中部混凝土，③為保留區(qū)。先用液壓墻鋸安裝φ1000 mm的鋸片，在作業(yè)地段起點(diǎn)與終點(diǎn)橫向切割（兩刀）破除寬40mm的區(qū)域作為安裝鏈繩的空間。然后在切割施工區(qū)段中間軌道兩側(cè)各設(shè)置一處繩鋸導(dǎo)向裝置安裝孔，孔洞采用取芯鉆（直徑100mm）排孔施工，尺寸（長(zhǎng)）200mm×（寬）100mm，以便鏈繩安裝，并確保緊貼基底面進(jìn)行切割。繩鋸及導(dǎo)向裝置安裝完成后，先切割施工區(qū)段前、后兩塊3.6m的道床混凝土，最后再切割施工區(qū)段中部一塊3.6m的道床混凝土。中部切割平面示意圖見(jiàn)圖4，繩鋸切割斷面圖見(jiàn)圖5。

4 配套的施工設(shè)備研究

4.1 設(shè)備及配套設(shè)施的選型原則

①?lài)?guó)內(nèi)外名優(yōu)產(chǎn)品。

②工作效率高，現(xiàn)場(chǎng)組裝方便，操作便捷。

③施工作業(yè)滿(mǎn)足地鐵建筑限界要求，裝載運(yùn)輸滿(mǎn)足地鐵車(chē)輛限界要求。

④設(shè)備作業(yè)時(shí)減振、降噪、防污染效果好，對(duì)原有隧道管片及設(shè)施能有效保護(hù)。

4.2 主要施工機(jī)械設(shè)備的配備

所有機(jī)械設(shè)備均裝載地鐵平車(chē)上隨進(jìn)隨出，主要機(jī)械設(shè)備配置見(jiàn)表1。

4.3 液壓墻鋸機(jī)

液壓墻鋸機(jī)是用于切割橫向及縱向切割，型號(hào)WS440，最大切深厚度為530mm，綜合計(jì)算每天可切割25m。設(shè)備如圖6。

4.4 K3600型液壓手持切割機(jī)

K3600型液壓手持切割機(jī)用于整體道床兩側(cè)橫向切割（如圖7），技術(shù)參數(shù)如下：功率4.3kW，最大切割厚度260mm,鋸片φ350，綜合計(jì)算每天可切割30m。

4.5 液壓繩鋸

液壓繩鋸（如圖8）用于切割軌枕及以下道床，液壓繩鋸機(jī)與導(dǎo)輪放置于前一破除面，機(jī)器型號(hào)CS2512，繩鋸長(zhǎng)12m。綜合計(jì)算每天可切割16.5m。

4.6 液壓動(dòng)力站

液壓動(dòng)力站用于給液壓鎬及手持鋸提供液壓動(dòng)力。液壓動(dòng)力站（如圖9）型號(hào)PP325E，主要參數(shù)：40L/Min,140Bar。

5.7 路面切割機(jī)

路面切割機(jī)（如圖10）用于切割液壓墻鋸切割后底部剩余混凝土，縱向切割。型號(hào)：FS700EX，功率7.5kW

4.8 懸臂軌道吊車(chē)

懸臂軌道吊車(chē)（如圖11）是用于鋪設(shè)浮置板、起吊設(shè)備、回收切割后的混凝土垃圾等。

額定起重量：10t

軌距：1435mm

最大作業(yè)坡度：30‰

通過(guò)最小曲線半徑：300m

外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：16400mm×2540mm×3800mm

5 結(jié)論及建議

圖10 FS700EX路面切割機(jī)

①對(duì)切割后留用的基底面平整度和基底面剛度及強(qiáng)度應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估。

②現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)面狹窄，對(duì)各工序形成流水作業(yè)在實(shí)踐中進(jìn)一步優(yōu)化。

③在進(jìn)行既有線施工過(guò)程中，需確保地鐵既有設(shè)施和主體結(jié)構(gòu)在施工中不受損壞，對(duì)于重點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)和功能應(yīng)進(jìn)行評(píng)估和完善。

④拆除既有單線圓形隧道內(nèi)鋼筋混凝土道床，將其改造為減振降噪效果明顯的浮置板軌道。該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外尚屬首次，沒(méi)有設(shè)計(jì)、施工先例可借鑒。

圖11 懸臂軌道吊車(chē)

[1]彭勝群.地鐵振動(dòng)污染防治對(duì)策[J].鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保,2004(3).

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