郝建平 王道淮 龐 霞 王貴平 徐志潤 吉 鑫

中建五局第三建設(shè)有限公司 湖南 長沙 410004

1 研究現(xiàn)狀

1.1研究背景

城市軌道交通既有運(yùn)行線路進(jìn)行上蓋開發(fā)是軌道交通場站綜合體的一個(gè)類型，軌道交通車輛段及停車場基地是用于軌道車輛停放、整備修養(yǎng)、運(yùn)用管理、檢查維修的地方。查閱文獻(xiàn)可知，車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)是指在車輛段或停車場原有建筑布局的上方設(shè)置蓋板，在此蓋板上建設(shè)住宅、辦公樓、商業(yè)綜合體等項(xiàng)目，由于目前受土地政策、用地權(quán)屬、工程技術(shù)規(guī)范、建設(shè)時(shí)序等方面的影響，在軌道交通車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)項(xiàng)目中鮮有同步開展場段建設(shè)與上蓋物業(yè)開發(fā)的工作，更多是選擇先對場段蓋板進(jìn)行遠(yuǎn)期物業(yè)開發(fā)的預(yù)留工程進(jìn)行設(shè)計(jì)[1]。

1.2研究現(xiàn)狀

現(xiàn)目前關(guān)于城市軌道交通既有運(yùn)行線路進(jìn)行上蓋開發(fā)的研究現(xiàn)狀基本上是參考高鐵段既有線施工，對于在城市軌道交通車輛段以及運(yùn)營線路上的研究甚少，類似經(jīng)驗(yàn)不足。為解決鐵路既有線的施工困難，陳鋒[2]通過研究滑動(dòng)式防護(hù)棚在既有線施工中的應(yīng)用，提出了相關(guān)防護(hù)措施；尚彩霞[3]總結(jié)了大跨度防護(hù)棚安裝的安拆吊裝技術(shù)。為了保證既有線路的施工安全，需要運(yùn)營部門和施工單位密切配合[4]，減少對既有線運(yùn)營的影響，同時(shí)降低施工成本[5]，做好施工過程中的防護(hù)措施。針對越來越多的軌道交通既有線上施工，基于鐵路既有線施工相關(guān)研究，總結(jié)一套城市軌道交通既有運(yùn)行線路進(jìn)行上蓋開發(fā)的研究顯得尤為重要。

1.3工程概況

重慶軌道時(shí)代車輛段上蓋項(xiàng)目包含B、E1地塊軌道童家院子車輛段上蓋蓋板、金棲路、規(guī)劃道路二和蓋板D地塊連接橋這4個(gè)部分。其中蓋板總用地面積47 666 m2，為地上1層蓋板結(jié)構(gòu)，采用混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)。蓋板D地塊連接橋梁全長31.5 m，采用鋼箱梁簡支橋，斷面標(biāo)準(zhǔn)寬度14 m。

2 既有線施工安全隱患風(fēng)險(xiǎn)識別

項(xiàng)目施工前，首先應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況、物探圖、既有線竣工資料、軌道交通設(shè)計(jì)專篇、設(shè)計(jì)方案等相關(guān)設(shè)計(jì)文件，對施工過程中的接近程度和外部作業(yè)的工程影響分區(qū)進(jìn)行劃分。軌道交通影響等級見表1。

表1 軌道交通影響等級

經(jīng)過分析研究，蓋板﹑規(guī)劃道路二和蓋板D地塊連接橋均位于軌道交通3號線童家院子車輛基地地塊內(nèi)，項(xiàng)目全部進(jìn)入軌道交通保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，本項(xiàng)目對軌道交通影響的等級為特級。施工過程中主要的安全危險(xiǎn)源有：

1）軌道保護(hù)區(qū)域內(nèi)棄土、棄渣及建筑材料堆載對軌道結(jié)構(gòu)的影響。

2）樁基施工時(shí)對軌道結(jié)構(gòu)的影響。1區(qū)和3區(qū)橋梁存在墩柱在軌道線路之間的情況，其他墩柱結(jié)構(gòu)均在軌行區(qū)外側(cè)，鄰近軌道線路。同時(shí)場內(nèi)嚴(yán)禁采用爆破施工。

3）場內(nèi)埋設(shè)有通信、消防、電力、排水等大量地下管線，且地下管線埋深較淺，如果不采取加固保護(hù)措施，施工過程中會(huì)對現(xiàn)有地下管線造成破壞。

4）吊車地基承載力不足等導(dǎo)致的傾覆。

5）軌行區(qū)正上方吊裝施工，存在重大風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)還有高處墜落、物體打擊、坍塌事故、車輛傷害、火災(zāi)事故、夜間施工、車場限界安全、支架垮塌、施工侵限、施工機(jī)具碰撞、有限空間作業(yè)吊裝等危險(xiǎn)源。

3 既有線施工保護(hù)措施

明確危險(xiǎn)源以及軌道交通與在施建筑相對關(guān)系后，接下來的保護(hù)措施就顯得至關(guān)重要。城市軌道交通車輛段場內(nèi)施工一定要先謀而后動(dòng)，識別風(fēng)險(xiǎn)后，務(wù)必先進(jìn)行保護(hù)，后進(jìn)行施工，需充分了解設(shè)計(jì)圖紙的要求以及施工現(xiàn)場的情況，盡可能減少既有軌道交通運(yùn)行中不利因素的出現(xiàn)，提高施工的安全性。

3.1地下管線保護(hù)

3.1.1 探明管線

既有線車場內(nèi)施工前，為了確保既有線設(shè)備不被破壞，應(yīng)先探明既有線施工界限內(nèi)的設(shè)施，在既有線施工前，必須采取措施探明地下管線，施工時(shí)提前通知既有線設(shè)備管理單位、施工單位和軌道集團(tuán)設(shè)備管理單位各安排一名責(zé)任心強(qiáng)的防護(hù)人員配合施工。施工過程中如果發(fā)現(xiàn)不明線纜，應(yīng)立即停止施工、及時(shí)上報(bào)，查明問題后，再進(jìn)行施工[6]。

探明地下管線可采用的方法主要有：挖探槽和采用管線探測儀探測。針對地下管線復(fù)雜的項(xiàng)目，由于物探圖并非100%準(zhǔn)確，應(yīng)該將2種方式相結(jié)合進(jìn)行探測。

3.1.2 管線保護(hù)

在軌道交通車輛段車場內(nèi)施工，由于場內(nèi)軌道線路多且復(fù)雜，同時(shí)由于上蓋主體多為鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)自重大，吊裝困難，施工組織難度大。本工程箱梁最大高度為3.5 m，最大蓋梁單節(jié)質(zhì)量144 t，其余鋼梁單節(jié)質(zhì)量均在50 t以上，吊裝設(shè)備均需采用重型設(shè)備，對地下管線管溝及道路破壞較大。

吊裝設(shè)備對地基的承載要求較大，而車場內(nèi)的管線錯(cuò)綜復(fù)雜，為了保證地下管線不被破壞，需要對場區(qū)內(nèi)軌行區(qū)外所有區(qū)域進(jìn)行硬化。硬化時(shí)，需要考慮今后的場內(nèi)完成面標(biāo)高以及建筑做法，做到一次成形，避免后期破除，同時(shí)還可以作為場內(nèi)臨時(shí)通道、臨時(shí)堆場、臨時(shí)加工場地，做到永臨結(jié)合。本項(xiàng)目采用厚15 cm的碎石墊層，然后澆筑厚30 cm的C30鋼筋混凝土進(jìn)行硬化處理。

由于場內(nèi)施工區(qū)域狹窄，可利用的空地有限，對于局部空間受限或者對相鄰軌道既有基礎(chǔ)影響超過限值的部位，需要通過搭設(shè)平臺(tái)、回填等方式來滿足大型吊裝設(shè)備的吊裝場地要求。

本項(xiàng)目東側(cè)上跨13號道岔，接停車列檢庫庫頂?shù)倪B接橋梁。此部位鋼蓋梁質(zhì)量最大為144 t，分節(jié)吊裝質(zhì)量最大為80 t，由于場地限制，吊距長達(dá)53 m，因此需要采用650 t履帶吊進(jìn)行吊裝，為了盡可能縮短吊距，減小吊車設(shè)備的質(zhì)量，需要將部分U形槽進(jìn)行回填，回填端部采用1∶5的放坡，同時(shí)搭設(shè)專門的鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)以滿足吊裝場地的要求（圖1）。

圖1 鋼平臺(tái)平面和剖面示意

3.2既有線上方防入侵保護(hù)

在軌道交通車輛段場內(nèi)作業(yè)，吊裝入侵軌道上方限界無法避免，因此需要在不影響軌道交通運(yùn)營的情況下，對入侵區(qū)域進(jìn)行防護(hù)。為了防止構(gòu)件安裝過程中各種危險(xiǎn)源對軌道的破壞，本項(xiàng)目采用鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚對既有軌道進(jìn)行有效防護(hù)，進(jìn)而滿足運(yùn)營線路的正常使用及既有軌道的合理保護(hù)。

在防護(hù)棚設(shè)計(jì)階段，由于場內(nèi)存在大量的有限空間作業(yè)，為了保證防護(hù)棚不影響后續(xù)墩柱、蓋梁、鋼結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)的正常作業(yè)，因此防護(hù)棚需要充分結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況、施工圖紙、地下管溝、吊裝要求等進(jìn)行考慮，否則會(huì)導(dǎo)致無法實(shí)施。為了保證最高的性價(jià)比，對不同區(qū)段采用不同形式的防護(hù)棚進(jìn)行軌道防護(hù)。

3.2.1 小型防護(hù)罩

小型防護(hù)罩（圖2）高3 m、寬2.5 m、長10 m，每段總質(zhì)量約2.5 t。該類型的防護(hù)罩適用范圍：施工不能長時(shí)間占用軌道，當(dāng)日施工結(jié)束后需立即調(diào)走；臨時(shí)防護(hù)，或施工周期小于1個(gè)月；無大型設(shè)備吊裝場地。

圖2 小型防護(hù)罩三維圖

3.2.2 滑動(dòng)式臨時(shí)防護(hù)棚

滑動(dòng)式臨時(shí)防護(hù)棚（圖3、圖4）是由箱形柱與工字梁組成的結(jié)構(gòu)體系，鋼柱下側(cè)安裝滑動(dòng)裝置，并鋪設(shè)鋼滑軌；鋼梁之間通過角鋼連接。鋼柱設(shè)計(jì)間距5 m、跨度14 m、高7 m。適用范圍：覆蓋區(qū)域軌道走向較為順直；整體高差變化不大；軌道總體防護(hù)寬度較?。ㄐ∮?5 m），且周邊不存在難以移除或不可移除的障礙物。

圖3 滑動(dòng)式臨時(shí)防護(hù)棚正立面和側(cè)立面示意

圖4 滑動(dòng)鎖死裝置節(jié)點(diǎn)和剖面示意

3.2.3 固定式防護(hù)棚

固定式防護(hù)棚（圖5）主要為鋼梁、鋼柱組成的門式鋼架防護(hù)棚，防護(hù)棚設(shè)計(jì)跨度30 m，柱間間距7.5 m。屋頂采用厚0.6 mm壓型鋼板。適用范圍：防護(hù)跨度大，防護(hù)區(qū)域段長，滑動(dòng)防護(hù)棚無法布設(shè)；區(qū)域存在受變軌、電纜管溝及配電箱等影響無法布置滑動(dòng)軌道的問題；多區(qū)段同時(shí)施工作業(yè)；軌道線路總體數(shù)量較多。

圖5 固定式防護(hù)棚

3.3針對施工侵限的措施

1）考慮到1區(qū)和3區(qū)部分樁孔距離輕軌軌道較近，人工挖孔樁樁身鋼筋籠不能采用井外整體制作成形再整體吊裝入孔的傳統(tǒng)方式，而是采取先在遠(yuǎn)離輕軌墩柱的鋼筋加工棚將鋼筋按設(shè)計(jì)尺寸加工完畢的方式，需使用時(shí)再由人工搬運(yùn)至施工現(xiàn)場，在井內(nèi)進(jìn)行綁扎和焊接成形。

2）其余人工挖孔樁距離輕軌墩柱以及軌道較遠(yuǎn)，但其樁身較長（均大于8 m），因此鋼筋籠采用遠(yuǎn)離輕軌墩柱處的鋼筋加工棚分段加工成形（每段長度不大于6 m），再由叉車配合人工運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，采用小型起重機(jī)吊裝入孔，并配纜風(fēng)繩，防止吊裝過程中碰撞輕軌軌道以及墩柱，然后采用人工在孔內(nèi)連接成整體。

3）道路邊緣距離輕軌墩柱以及軌道公司場內(nèi)現(xiàn)有建筑物水平距離較近（小于2 m），地面高程至設(shè)計(jì)高程均小于2 m，此段采用人工搬運(yùn)安拆支架和模板等材料。

4）部分道路邊緣距離輕軌墩柱以及軌道公司場內(nèi)現(xiàn)有建筑物水平距離較近（小于2 m），但高程較大，因此采用小型起重機(jī)配合人工運(yùn)輸安拆支架和模板等材料。為確保輕軌運(yùn)營安全，吊裝作業(yè)按以下要求進(jìn)行：

① 整個(gè)金棲路除墩柱模板采用定型鋼模外，其余均采用木模板，以減小一次吊裝質(zhì)量。此段墩柱蓋梁（橋臺(tái)）施工時(shí)采用人工和電動(dòng)葫蘆配合運(yùn)輸安拆支架和模板等材料，不采用起重設(shè)備。

② 吊裝時(shí)將起重設(shè)備停放在遠(yuǎn)離輕軌墩側(cè)的道路上，吊裝材料必須配纜風(fēng)繩。

③ 金棲路東段腳手架搭建到3 m高時(shí)（吊裝作業(yè)前），以軌道交通3號線鄰輕軌側(cè)的軌道梁外側(cè)水平距離4 m、蓋梁下部垂直距離1 m為吊裝控制線，搭設(shè)鋼管架加鋼絲網(wǎng)隔離（鋼管架間距10 m，縱向通長布置）并加裝爆閃燈等警示標(biāo)識，同時(shí)施工過程中安排專人看護(hù)和指揮（圖6）。

圖6 最近點(diǎn)吊裝作業(yè)示意

④ 吊裝前先空車試吊，確保在其回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，不會(huì)超出吊裝控制線，再進(jìn)行正式吊裝。先將材料吊裝至遠(yuǎn)離輕軌墩側(cè)，再用人工搬運(yùn)至鄰輕軌墩側(cè)安裝。

3.4針對施工機(jī)具碰撞輕軌墩柱的措施

1）墩柱防護(hù)。整個(gè)施工過程期間，將本工程影響范圍內(nèi)的所有輕軌墩柱采用軌道標(biāo)準(zhǔn)化保護(hù)外包鋼護(hù)筒進(jìn)行保護(hù)，鋼護(hù)筒采用厚8 mm、高2 m鋼板，四周用8#槽鋼環(huán)箍栓接，與輕軌墩柱接觸面內(nèi)采用8#槽鋼填泡沫板。同時(shí)粘貼反光條和警示牌等警示標(biāo)識，防止因施工機(jī)械碰撞損壞輕軌墩柱（圖7）。

圖7 輕軌墩柱保護(hù)示意

2）下穿軌道防碰撞保護(hù)措施。根據(jù)道路走向和現(xiàn)場實(shí)際情況，在橋下采用固定式鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚和限高裝置對軌道進(jìn)行保護(hù)，防止運(yùn)輸車輛對軌道造成破壞。具體設(shè)計(jì)如圖8所示。

圖8 輕軌橋下防護(hù)示意

4 結(jié)語

綜上所述，在城市軌道交通既有運(yùn)行線路進(jìn)行上蓋開發(fā)施工的過程中，安全管理是一項(xiàng)非常重要的工作，在管理過程中需要建立完善的管理體系和管理機(jī)制，制定合理的管理措施。施工過程中對危險(xiǎn)源進(jìn)行充分識別，并充分討論施工技術(shù)措施的可行性和有效性，只有這樣才能確保既有線路的施工安全，提高施工的經(jīng)濟(jì)效益。

本文通過與工程實(shí)例相結(jié)合，分析城市軌道交通既有運(yùn)行線路進(jìn)行上蓋開發(fā)的危險(xiǎn)源以及對應(yīng)的安全管理，并提出問題的解決和預(yù)防措施，可為今后類似工程提供借鑒。