姜 軍
(中交二公局鐵路工程有限公司,陜西 西安 710065)
城市地鐵是改善路面交通狀況的重要途徑,但建設環(huán)節(jié)常穿越人口密集區(qū),諸多因素均會對地下線鋪軌造成影響,進一步降低了整體質(zhì)量[1]?;诖?,施工技術人員需要全面掌握各環(huán)節(jié)施工要點,為之采取可行的控制措施,為地鐵工程的建設質(zhì)量提供保障,創(chuàng)設高品質(zhì)工程,給人們的出行提供安全且便捷的環(huán)境。
以佛山市城市軌道交通2號線一期工程為背景,該項目總長32.4 km。全線車站17座,主要分為兩類,其中高架3座,其余均為地下車站,基于市民出行需求,設置換乘站7座。依據(jù)工期要求,地下線鋪軌10個月內(nèi)完成,由于線下單位的工期都不同程度上存在滯后,因此,實際施工時間相對較少。項目共有3座鋪軌基地,共同承擔全線鋪軌施工,6個工作面道床同時施工,存在跨度大、線路長的基本特點,施工難度相對較大。
1)工具軌法:通過鋪設工具軌可以滿足過渡要求,將長軌穩(wěn)定焊接于基地上,利用放送設備將施工所需長軌放送到指定施工現(xiàn)場,完成施工作業(yè)。
2)長軌排法:以長鋼軌與軌枕為基礎材料,經(jīng)拼裝后形成長軌排,借助軌道門式吊機順利完成鋪設作業(yè),較為典型的應用案例有英吉利海峽隧道出口段工程。
3)散鋪架軌法:此方法被廣泛應用于地鐵高架以及地面線地段的施工作業(yè)中,在汽車吊設備的作用下將軌料吊放到橋面或者是特定路基處,隨后完成軌料的鋪設作業(yè),當橋梁徐變與路基沉降達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)后,經(jīng)過架軌、澆筑等環(huán)節(jié)施工即可形成道床,利用移動式焊機處理短軌,即對其焊接從而形成長軌條。
在上述提及的方法中,“工具軌法”和“長軌排法”的局限之處在于需要得到大范圍焊軌場的支持。但本工程穿越城市繁華地段,在洞口處不具備設置焊軌場的條件,因此,這兩種方法在本工程中可行性欠佳。關于“散鋪架軌法”,需要創(chuàng)建較大的作業(yè)空間,以滿足材料倒運、散布的需求,但是由于洞內(nèi)施工空間有限,因此,難以創(chuàng)造寬廣的工作面;此外,洞內(nèi)倒運材料時很容易損壞設置好的樁點與基標,因此,也不具有可行性。考慮到地鐵地下線較多的工程特點,最終選定為“短軌排架軌法”。
本工程軌道結(jié)構(gòu)形式較為復雜,有長軌枕整體道床、減震墊道床、鋼彈簧浮置板道床等,整體道床施工均基于機鋪法展開施工作業(yè),即依據(jù)軌節(jié)表在基地內(nèi)將鋼軌、軌枕、扣件組裝成軌排,再通過基地龍門吊將組裝好的軌排從軌排井吊放至軌道平板車上,運到鋪軌工作面附近,再用地鐵門式換鋪機吊運軌排至作業(yè)地點,安放在已綁好的底層鋼筋網(wǎng)上,借助軌排支撐架對其進行粗調(diào)、綁扎上層鋼筋、支立模板、最后經(jīng)精調(diào)鋼軌的幾何尺寸完全滿足設計要求后澆筑道床混凝土?;炷翉姸冗_到要求后,拆除鋼軌支撐架和模板,并對混凝土進行養(yǎng)生。由于本工程工期較為緊張,為全面滿足成本、質(zhì)量等多重要求,按照直鋪法施工,關于無縫線路的焊接作業(yè),通過移動式閃光焊的方式完成。
給整體道床施工創(chuàng)設優(yōu)良條件,做好基底處理工作,在道床施工前將殘留在該結(jié)構(gòu)上的浮漿、污物和臟水清理干凈,矩形隧道整體道床施工前應將基礎表面鑿毛,以確保道床和隧道底板能連接為一體。關于此環(huán)節(jié)工藝流程,具體為:軌行區(qū)移交→技術交底→基底鑿毛→衛(wèi)生清理→下一道工序。
上述流程中提到的軌行區(qū)移交,具體工藝為:從土建單位接手時,要求基底面不出現(xiàn)積水、滲漏等不良問題。矩形隧道基底鑿毛過程中,需全面清除殘留在基底上的雜物,例如浮漿、污物等,利用風鎬等設備輔助操作,鑿除深度5~10 mm,形成間距在150 mm以內(nèi)的多個凹凸面。利用水或高壓風將產(chǎn)生的浮碴等雜物清理干凈,并將鑿除后的垃圾轉(zhuǎn)移到特定收集袋中,在軌道車的輔助下將其運輸至洞外指定區(qū)域。
首先待隧道沉降觀測數(shù)據(jù)穩(wěn)定,并滿足設計規(guī)范要求后,進行隧道導線測量,存在誤差時及時調(diào)整從而符合規(guī)范要求,以鋪軌設計圖和貫通評差后的控制點為指導設置鋪軌CPⅢ控制點,且必須滿足規(guī)范精度要求。
CPⅢ控制點沿線路應成對布設,各對控制點間距直線與曲線分別為60、30 m,分別埋設在地下隧道不侵限結(jié)構(gòu)限界的側(cè)墻上、站臺板側(cè)面,且穩(wěn)定、不易破壞和便于測量的地方,鋪軌控制點編號應明顯、清晰、便于識別和使用。
加密基標設置在線路中線上,直線與曲線各自的設置間距分別為6、5 m。
洞內(nèi)軌排、鋼筋等工程材料的吊裝都需要得到鋪軌門吊的支持,需要確保該設備具有優(yōu)良的運行性能,具體提出如下幾點要求:裝拆便捷,跨徑可變,在24‰的大坡道中依然可以穩(wěn)定走行。關于走行軌的選擇,需盡可能控制鋼軌的重量,可提升人工搬運效率,且考慮到支撐斷面的穩(wěn)定性要求,嚴格控制各個走行軌支撐點間距,此處設置為10 m。關于走行軌道的鋪設作業(yè),需使用到可調(diào)式鋼支墩,且要注重走行軌的安裝工藝流程,需在鋼筋網(wǎng)鋪設之前完成。以隧道斷面的具體形式為參考,合理設置鋼支墩抽盒底板形狀,使其適用于多種場景的施工作業(yè)。
在展開走行軌道的鋪設作業(yè)時,需確保鋼支墩底板穩(wěn)固性,對此應使用M16膨脹螺絲采取加固措施,從而與隧道底板形成穩(wěn)固整體,在此基礎上再調(diào)節(jié)鋼支墩高度,使其到達指定位置,利用螺栓連接的方式將鋼支墩上板部分與鋼軌底板連接起來。
在基地加工好后,借助平板車轉(zhuǎn)移至鋪設區(qū)域進行綁扎、焊接;在散布之前,在隧道底板上彈好墨線;做好準備工作后,安排施工人員將鋼筋放置在墨線處,合理布設并綁扎,依據(jù)施工規(guī)定,需在鋼筋網(wǎng)下方增設砂漿墊塊,以起到保護作用。以設計要求為準,合理焊接鋼筋網(wǎng),在此過程中需注重對雜散電流的防護工作。
專業(yè)人員做好配軌計算,參考設計文件,編制科學的軌排表[2]。在直線段施工時,可采取分段計算的方式,具體需考慮到鋼軌長度與預留軌縫兩大因素。關于曲線段的長度,計算環(huán)節(jié)除了考慮外股鋼軌長度外,還需考慮預留軌縫,確定合適的鋼軌接頭。在同一軌排中,為滿足鋼軌配對要求,應遵循長度公差一致的原則,實際相差量≤3 mm,通過等距懸掛的方式設置軌枕,嚴格控制相鄰結(jié)構(gòu)位置,二者的間距偏差不超過±5 mm,利用白油漆在軌腰內(nèi)側(cè)標記,得到準確的枕位。設置短軌枕時,需以鋼軌中軸為基準,二者達到垂直狀態(tài)。
在不同地段組裝時所用的扣件不盡相同,工程人員應確定合適的型號。以鋪設順序為準對各個軌排編號,考慮到工程效率問題,裝車時需合理放置軌排,先施工的部分應置于上方。做好軌排組裝作業(yè)后,將構(gòu)件與軌枕連接起來,并通過彈條掛于鋼軌上,使其形成軌弦,此環(huán)節(jié)作業(yè)需得到軌距控制裝置的支持,形成25 m軌排。
利用桁架門式起重機,在其輔助下將軌排轉(zhuǎn)移到平板車上,并到達指定施工區(qū)域(必須具備足夠強度,即相較于設計強度而言,應為該值的70%),借助鋪軌門吊將其移動至指定鋪設區(qū)域,隨后正式架設。為滿足工程施工要求,采用了上承式鋼軌支撐架,為了確保鋪設精度,支撐架的位置需足夠合理,直線段需與線路方向保持垂直狀態(tài),而曲線段則需要與線路切向之間滿足垂直關系,將各處的螺栓擰緊,不可出現(xiàn)虛接的問題。施工中,若出現(xiàn)軌枕與預留管溝重合的現(xiàn)象,需要做出合理的調(diào)整。軌排架立后,合理調(diào)整幾何形態(tài),需遵循粗調(diào)→細調(diào)→精調(diào)的基本原則[3]。精調(diào)前認真核對設計資料,至少應由兩人進行復核確認,確保設計線形等資料輸入正確。重點核對平面曲線要素、變坡點位置和豎曲線要素、曲線超高等。確定基準軌,平面位置以中心線為基準,高程以低軌為基準,直線區(qū)間上的基準軌參考大里程方向的曲線。
軌道中心線:相較于基標中心線,產(chǎn)生的偏差在±2 mm內(nèi)。
軌道方向:不同區(qū)段存在差異,直線段為0 m弦量,偏差±1 mm;曲線段具體要求如表1所示。
表1 曲線正矢施工要求
以C30混凝土為基本材料,每個施工段必須連續(xù)一次整體澆筑,澆筑時應使混凝土自軌枕一側(cè)向另一側(cè)自然流動,同時應對鋼軌及軌枕進行覆蓋,以免混凝土對軌枕及扣件造成污染?;炷潦┕さ慕涌p面與道床的中心線垂直,施工縫設在伸縮縫處。
1)從施工工序角度來看,人防門不滿足下落軌枕的條件,因此在人防門施工之前,便要安排專員測量人防門的具體位置,在此基礎上編制軌節(jié)表,采取特殊處理措施。準確劃定鋼軌落入人防門的區(qū)域,該處暫時不掛裝軌枕,將軌排轉(zhuǎn)移到施工區(qū)域后,以實際情況為準,合理調(diào)節(jié)軌枕間距,特殊情況下可適當改變軌枕數(shù)量。
2)關于鋼彈簧浮置板部分,在工期緊迫的情況下,本環(huán)節(jié)采用“預扎鋼筋籠”施工方式,即在基地將軌排、隔振器外筒、觀察筒綁扎成整塊浮置板鋼筋籠,用軌道車運輸至作業(yè)面,洞內(nèi)綁扎兩翼鋼筋成型,調(diào)整軌道幾何尺寸,進行混凝土整體道床澆筑的施工方案,浮置板基底需要提前以預鋪的方式進行施工。由于預扎的鋼筋籠寬于軌排,在進入該部分施工前需完成換鋪機的變跨。
地鐵施工作業(yè)中,地下線鋪軌施工技術尤為關鍵,需與工程實際狀況相適應,確定合適的施工方法,合理優(yōu)化施工環(huán)節(jié),排除各類不良因素的影響,推動地下線鋪軌各環(huán)節(jié)有序展開,實現(xiàn)對施工質(zhì)量的全面控制。
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