唐飛，蔣忠全，王振峰，鄧平平，殷婕，洪濤

（中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司，廣州 深圳 512205）

隨著城市發(fā)展交通越來越擁堵，修建地鐵是改善城市交通最有效的方式，城市的地下地鐵也會(huì)越建越多，必將會(huì)出現(xiàn)多條路線的交叉與重疊，在這種情況下上下重疊隧道，同時(shí)施工是在所難免的。

1 工程概況

天津地鐵5、6號(hào)線工程文化中心部分第1合同段工程為地鐵5、6號(hào)線交匯并行段，由“一站”（環(huán)湖西路站）“四區(qū)間”（組成，其中環(huán)湖西站～賓館西路站區(qū)間為5號(hào)、6號(hào)線并行區(qū)間。

本工程位于天津市南開區(qū)與河西區(qū)交界處，6號(hào)線大致呈東西向布置于賓水道下方，起于水上公園東路與賓水西道交叉路口西側(cè)水上公園東路站，出站后沿賓水道向東穿過水上公園東路、衛(wèi)津南路后，進(jìn)入衛(wèi)津南路與賓水道交叉路口以東的環(huán)湖西路站，出站繼續(xù)沿賓水道向東穿過環(huán)湖中路、環(huán)湖東路、津水橋、紫金山路后止于賓館西路站東端頭；5號(hào)線出賓館西路站沿賓水道與6號(hào)線并行向西前行進(jìn)入環(huán)湖西路站，出站后繼續(xù)與沿賓水道西行至士英路口附近左轉(zhuǎn)向南繞體育館進(jìn)入體育中心站。

5號(hào)線起訖里程DK26+296.184～DK28+815.100，全長(zhǎng)2529.468m（以右線計(jì)），6號(hào)線起訖里程DK27+878～DK29+986.684，全長(zhǎng)2090.684m（以右線計(jì)），標(biāo)段范圍見圖1所示。

圖1 標(biāo)段范圍示意圖

標(biāo)段5號(hào)線以右上左下重疊形式出賓館西路站后沿賓水道西行至DK26+550，兩隧道以立體交叉麻花繼續(xù)前行至DK27+250后，再以左上右下重疊形式進(jìn)入環(huán)湖西路站，出站后繼續(xù)以重疊形式西行至DK27+920后分離，在賓水道與士英路交匯段左轉(zhuǎn)向南繞體育館進(jìn)入體育中心站。線路平面最小曲線半徑300m，最大縱坡25.0‰。

環(huán)湖西路站為地鐵5號(hào)、6號(hào)線同臺(tái)平行換乘站，為地下三層兩柱三跨島式站臺(tái)車站，總長(zhǎng)333.65m，結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)寬23.3m，基坑開挖深度25.7～27.91m，頂板覆土約3.0m。車站設(shè)5個(gè)出入口（其中2個(gè)為預(yù)留）、2組風(fēng)亭、1組冷卻塔。

本標(biāo)段四區(qū)間原計(jì)劃分別投入四臺(tái)盾構(gòu)機(jī)施工，兩臺(tái)負(fù)責(zé)6號(hào)線水～環(huán)區(qū)間、5號(hào)線環(huán)～體區(qū)間施工，另兩臺(tái)負(fù)責(zé)5、6號(hào)線環(huán)～賓區(qū)間施工。但由于工期和其他客觀原因，投入了五臺(tái)盾構(gòu)機(jī)施工。

區(qū)間隧道內(nèi)采用43kg/m鋼軌鋪設(shè)單線。洞內(nèi)運(yùn)輸采用重載編組列車，配備兩列編組列車。每個(gè)編組由一臺(tái)60T變頻電機(jī)車牽引5節(jié)18m3礦車、1節(jié)6m3砂漿車和2節(jié)管片車。

2 吊裝運(yùn)輸方案

常規(guī)施工一條運(yùn)輸線路上預(yù)留一個(gè)井口進(jìn)行一臺(tái)龍門吊進(jìn)行吊裝做作業(yè)，上下兩條線必須兩個(gè)井口，兩個(gè)井口同一條線路上下但相互錯(cuò)開，錯(cuò)開距離必須滿足一組列車長(zhǎng)度，才能滿足作業(yè)要求，并分別用兩臺(tái)龍門吊進(jìn)行吊裝。由于列車編組比較長(zhǎng)，滿足這一要求是須要下層作業(yè)線路二倍列車編組長(zhǎng)。

由于車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)平行施工等因素，無法留有過長(zhǎng)空間與時(shí)間，而車站結(jié)構(gòu)中立柱比較密集，重載編組列車長(zhǎng)，車站內(nèi)無法采用道岔分線，進(jìn)行2條線路相對(duì)獨(dú)立運(yùn)輸線路，只有在每條水平運(yùn)輸線路上，車站頂板、中板只能留一個(gè)井口來滿足上下重疊隧道垂直吊裝運(yùn)輸，一臺(tái)40T門吊同時(shí)滿足上下兩條線路的碴土起吊、管片及施工材料的下井等。碴土由井下起吊后倒至臨時(shí)集土坑，管片及施工材料從井上存放場(chǎng)地吊下放在井下編組列車上。

當(dāng)上下2條隧道線同時(shí)進(jìn)行施工時(shí)，車站結(jié)構(gòu)的頂板、中板預(yù)留井口，同一個(gè)井口需要滿足2條線的吊裝運(yùn)輸，中板上需要一個(gè)就具有打開、關(guān)閉功能的移動(dòng)鋼平臺(tái)。當(dāng)下面一條線吊裝需要運(yùn)輸施工時(shí)，移動(dòng)鋼平臺(tái)能及時(shí)打開。當(dāng)上面一條線需要吊裝運(yùn)輸施工時(shí)，移動(dòng)鋼平臺(tái)關(guān)閉進(jìn)口，列車編組能停留在井口中關(guān)閉的移動(dòng)鋼平臺(tái)，才能進(jìn)行吊裝作業(yè)。

3 移動(dòng)鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)

移動(dòng)鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)成凹型，這樣平臺(tái)上行走軌道與站臺(tái)上軌道高度、軌距都同，列車才能平穩(wěn)到達(dá)井口與停留。

3.1 鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）主橋縱梁：采用H型鋼H200×100。

（2）主橋橫梁：采用H型鋼H200×200×。

（3）主橋橋面：8mm人字防滑鋼板，方便操作人員在上作業(yè)。

（4）側(cè)桁架：上主梁采用B400*200（焊接）下主梁采用B300×200×（焊接）弦桿采用H型鋼H125×125×。側(cè)桁架長(zhǎng)度為24m。

（5）側(cè)桁架前后有2組提升油缸。油缸行程滿足凹型移動(dòng)鋼平臺(tái)提出井口面上。

（6）提升油缸下方有電機(jī)行走機(jī)構(gòu)。行走軌道設(shè)計(jì)在井口的圈梁上。

注：以上材料材質(zhì)均為Q345。

3.2 設(shè)計(jì)建模

采用 midas 對(duì)移動(dòng)鋼平臺(tái)整體建模進(jìn)行計(jì)算。

3.3 邊界條件及載荷

（1）移動(dòng)鋼平臺(tái)承受的荷載可分為恒載和活載兩類

停留在鋼平臺(tái)全部活載列車滿載總重60t、鋼軌與橋面鋪設(shè)鋼板之間為線接觸計(jì)算負(fù)載。

（2）載荷組合。

基本組合：1.2×恒載+1.4×活載；標(biāo)準(zhǔn)組合：1.0×恒載+1.0×活載；

基本組合用于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的驗(yàn)算，標(biāo)準(zhǔn)組合用于結(jié)構(gòu)剛度的驗(yàn)算。

4 驗(yàn)算結(jié)果

經(jīng)過計(jì)算，移動(dòng)鋼平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)的最大彎矩108kN·m，最大剪力359kN，最大撓度值為68mm，最大梁?jiǎn)卧獞?yīng)力260MPa。如圖2～5所示。

圖2 最大彎矩108kN·m

圖3 最大剪力359kN

綜上可知，移動(dòng)鋼平臺(tái)整體檢算強(qiáng)度能夠滿足受力要求。

5 移動(dòng)鋼平臺(tái)安裝

5.1 軌道鋪架

圖4 最大撓度68mm

圖5 最大強(qiáng)度應(yīng)力260MPa

軌道的鋪設(shè)對(duì)移動(dòng)鋼平臺(tái)的安裝起到基礎(chǔ)的決定作用，因此要特別注意。對(duì)設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)軌距將軌排鋪設(shè)好，軌道鋪設(shè)一定在井口圈中心位置，每節(jié)軌排之間用螺栓連接好，每節(jié)軌排采用左右割5個(gè)膨脹螺栓等距離將固定在地基上，嚴(yán)禁打穿圈梁外，軌面要平順，不能有錯(cuò)臺(tái)；軌距為設(shè)計(jì)尺寸，允許偏差±5mm.軌面高度允許偏差±5mm。

在鋪設(shè)過程中，采用機(jī)械設(shè)備與人工相結(jié)合的方式，應(yīng)特別注意協(xié)調(diào)指揮，防止出現(xiàn)鋼軌砸傷事件的發(fā)生；安裝人員一定穿戴安全帽、安全帶。

另外，軌道基本鋪設(shè)完成后，用經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量檢測(cè)，是否滿足設(shè)計(jì)要求、軌道的直線度和平行度，滿足要求后進(jìn)行固定。

5.2 側(cè)桁架安裝

（1）先在車站井口外的頂板上，將4個(gè)行走系統(tǒng)，伸縮套，伸縮塊與2組側(cè)桁架連接，并將螺栓擰緊，形成2個(gè)側(cè)桁架組。

（2）通過井口上面的40T龍門吊下放至中板井口邊上的安有軌道的梁上，先將其中一組側(cè)桁架吊裝上軌道，用地錨三角支撐方式固定，防止側(cè)桁架倒塌，再將另一組同樣安裝。

（3）將兩組側(cè)桁架用前后兩端用剛性2根通梁固定，使2組側(cè)桁架形成一個(gè)穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)。

（4）拆除地錨后，用手拉葫蘆將2組側(cè)桁架移動(dòng)至車站的中板上。在行走輪下面塞三角木，防止側(cè)桁架滑動(dòng)。

（5）40T龍門吊將凹型的橫梁下放至中板上的平板小車上。并移至到2組側(cè)桁架之間。

（6）手拉葫蘆和滑動(dòng)的平板小車的輔助下，用高強(qiáng)度螺栓將安裝凹型的橫梁側(cè)桁架連接并緊固。

（7）安裝焊接防滑人字面板。

（8）在中板上安裝液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)，對(duì)移動(dòng)鋼平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)，提升試驗(yàn)。

（9）移動(dòng)鋼平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)在井口位置，下放平臺(tái)觀察與井口是否干涉，以及平臺(tái)與井口間隙大小。如干涉、間隙過大及時(shí)進(jìn)行處理。

（10）在平臺(tái)行走軌道上標(biāo)注鋼平臺(tái)行走到達(dá)的在大位置，并安裝卡規(guī)器+防撞橡膠塊。

（11）兩端的油缸回收至零行程，放下移動(dòng)鋼平臺(tái)。

（12）安裝焊接列車行走的軌道，軌距900mm，允許偏差±5mm。使移動(dòng)鋼平臺(tái)上列車軌道與站臺(tái)板上列車鋼軌上下等高，允許偏差±5mm。如不能滿足，可以在油缸座上加減墊塊進(jìn)行調(diào)整。

（13）40T龍門吊將沙袋堆碼平放在平臺(tái)上，每次增加2T，進(jìn)行載重試驗(yàn)，并在下面底板上井口的側(cè)邊進(jìn)行底部仰視觀察，靜放10～15min，檢查其安全性。最大承重大于設(shè)計(jì)重量60T的1.2倍約72T，檢查焊縫是否有裂紋，以及螺栓是否有松動(dòng)的情況，如出現(xiàn)情況，及時(shí)進(jìn)行處理。最后檢查合格后出具安全驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，報(bào)送監(jiān)理，方可投入使用。

6 移動(dòng)鋼平臺(tái)施工

(1)當(dāng)重疊隧道的上隧道需要進(jìn)行列車運(yùn)輸作業(yè)，需要關(guān)閉中板的井口上進(jìn)行吊裝時(shí)。

①先將移動(dòng)鋼平臺(tái)兩端的油缸提升，使鋼平臺(tái)提升，使移動(dòng)的鋼平臺(tái)凹型梁的下部與中板分離，不產(chǎn)生干涉。

②通過行走電機(jī)行走系統(tǒng)，移動(dòng)至井口位置。接近防撞橡膠塊，速度一定要慢。防止鋼平臺(tái)激烈撞擊限制塊。

圖6 移動(dòng)鋼平臺(tái)

③對(duì)齊井口，下放鋼平臺(tái)，使鋼平臺(tái)上的軌道與中板上列車軌道對(duì)齊。注意檢查井口四周是否干涉。

④在鋼平臺(tái)軌道上固定卡規(guī)器，防止鋼平臺(tái)滑動(dòng)。

⑤編組列車緩慢通過中板列車軌道駛?cè)脘撈脚_(tái)上，待吊裝車廂停留在鋼平臺(tái)上。

⑥40T龍門吊進(jìn)行吊裝。

⑦吊裝完成，列車編組駛離。

（2）當(dāng)重疊隧道的下隧道需要進(jìn)行列車運(yùn)輸作業(yè)，需要打開中板的井口進(jìn)行吊裝時(shí)。

①先將移動(dòng)鋼平臺(tái)兩端的油缸提升，使鋼平臺(tái)提升，使移動(dòng)的鋼平臺(tái)凹型梁的下部與中板之間有一定的間隙，不產(chǎn)生干涉。

②通過行走電機(jī)行走系統(tǒng)，將鋼平臺(tái)移動(dòng)出井口位置。

③編組列車緩慢通過底板井口區(qū)，40T龍門吊進(jìn)行吊裝。

④檢查鋼平臺(tái)的所有螺栓，看是否有松動(dòng)以及平臺(tái)橫梁是否有裂紋，如有及時(shí)緊固和補(bǔ)焊。

進(jìn)行下一次循環(huán)使用。