劉 行,王曉霞,崔 皓,朱 拓
(1. 中鐵六局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司,北京 100071; 2. 北京京園誠(chéng)得信工程管理有限公司,北京 102200; 3. 北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司,北京 100037)
近年來,我國(guó)城市軌道交通快速發(fā)展。在這種背景下,出現(xiàn)了大量新建隧道下穿復(fù)雜敏感設(shè)施的情況。新建隧道下穿可能會(huì)導(dǎo)致上方的復(fù)雜敏感設(shè)施產(chǎn)生過大變形,從而發(fā)生破壞。因此,關(guān)于復(fù)雜敏感設(shè)施安全性控制指標(biāo)和控制標(biāo)準(zhǔn)的制定十分重要。復(fù)雜敏感設(shè)施包括既有隧道、鐵路路基、橋梁墩臺(tái)和房屋建筑等。本文對(duì)13號(hào)線擴(kuò)能提升工程A線撥線起點(diǎn)—新龍澤站區(qū)間盾構(gòu)下穿京張高鐵動(dòng)車所接觸網(wǎng)施工進(jìn)行分析總結(jié),采用經(jīng)驗(yàn)、數(shù)值和理論相結(jié)合的手段對(duì)重點(diǎn)復(fù)雜敏感風(fēng)險(xiǎn)工程開展研究[1],以保障鐵路、地鐵運(yùn)營(yíng)安全和工程施工安全。
對(duì)于13號(hào)線擴(kuò)能提升工程A線撥線起點(diǎn)—新龍澤站區(qū)間盾構(gòu)下穿京張高鐵動(dòng)車所接觸網(wǎng)桿,右線隧道覆土15.81~19.71 m,左線隧道覆土10.43~15.50 m,隧道頂與接觸網(wǎng)桿立柱基礎(chǔ)豎向凈距約為7.43~16.71 m,人工挖孔樁深度范圍地質(zhì)為粉質(zhì)填土及粉質(zhì)黏土,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為一級(jí)。
區(qū)間盾構(gòu)下穿北京北動(dòng)車所,因原有硬橫梁位于盾構(gòu)影響范圍內(nèi),盾構(gòu)下穿前需要改移既有接觸網(wǎng)支柱硬橫梁,主要措施有新架設(shè)硬橫梁8 組和拆除既有硬橫梁6組。
XJ1、XJ4、XJ7位于動(dòng)1股道旁,緊鄰西側(cè)進(jìn)場(chǎng)道路(路寬約4.00 m)。
XJ2、XJ5、XJ8 位于動(dòng)8 股道與動(dòng)9 股道之間,股道間距6.50 m。
XJ3、XJ6、XJ9 位于動(dòng)16 股道與動(dòng)17 股道中間道路西側(cè)(路寬約4.00 m),緊鄰動(dòng)16股道。
XJ10、XJ12 位于動(dòng)16 股道與動(dòng)17 股道中間道路東側(cè)(路寬約4.00 m),緊鄰動(dòng)17股道。
XJ11、XJ13 位于動(dòng)17 股道與鄰近的檢修庫側(cè)墻之間。
接觸網(wǎng)整體改移方案如下:1) 根據(jù)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)路徑,對(duì)影響接觸網(wǎng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)進(jìn)行改移,改移后滿足盾構(gòu)機(jī)的安全距離,支柱懸掛采用硬橫梁+上下部吊索懸掛;2) 線材維持既有倒接調(diào)整;3) 回流線采用硬橫梁鋼柱側(cè)面懸掛,雙重絕緣安裝接地跳線;4)架空地線采用柱頂懸掛[2]。
支柱組立及硬橫梁架設(shè)采用軌道吊(25.0 t)施工,軌道車運(yùn)行在待吊裝位置的隔1 股道。吊裝半徑如下:
(1) XJ1#、XJ4#、XJ7#支柱組立,軌道車站在動(dòng)2道,吊裝半徑為8.20 m。
(2) XJ2#、XJ5#、XJ8#支柱組立,軌道車站在動(dòng)7道,吊裝半徑為8.20 m。
(3) XJ3#、XJ6#、XJ9#支柱組立,軌道車站在動(dòng)15道,吊裝半徑為8.20 m。
(4) XJ10#、XJ12#、XJ11#以及XJ13#支柱組立,軌道車站在動(dòng)18 道,吊裝半徑分別為8.20 m 和13.20 m。
(5) 硬橫梁在距離中心最近的股道分別吊裝,吊裝中心半徑為5.50 m。
(1) 硬橫梁支柱BGZ8、ZGZ8、BGZ7 的長(zhǎng)度均為10.50 m,單根重2.4、2.4、2.1 t。
(2) 硬橫梁總長(zhǎng)度為21 m,其中各分梁長(zhǎng)度為6.80 m+7.40 m+6.80 m,單組重1.9 t。
(3) 硬橫梁DP=38,梁長(zhǎng)(6.80+7.30) +9.80+(6.80+7.30)m,單組重3.6 t。
支柱組立及硬橫梁架設(shè)施工前必須經(jīng)過精確模擬及安全性系數(shù)驗(yàn)算[4],確保施工過程精準(zhǔn)穩(wěn)定且保障營(yíng)業(yè)線施工安全。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,確認(rèn)拉出值的方向,動(dòng)1~動(dòng)8 道、動(dòng)9~動(dòng)16 道,連續(xù)硬橫梁拆除既有2 組硬橫梁,新架設(shè)硬橫梁3 組,最后一組硬橫梁拉出值與既有實(shí)測(cè)拉出值保持一致,動(dòng)17~動(dòng)20 道硬橫梁更換2 組,拉出值與既有實(shí)測(cè)拉出值保持一致,以既有實(shí)測(cè)拉出值為準(zhǔn)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)拉出值[3]。
本研究通過對(duì)具體案例的深入分析,探討了新建隧道下穿復(fù)雜敏感設(shè)施對(duì)既有接觸網(wǎng)安全性的影響,并針對(duì)接觸網(wǎng)安全性控制制定了相應(yīng)的解決方案。本研究成果對(duì)于保障鐵路、地鐵運(yùn)營(yíng)安全和工程施工安全具有一定的理論指導(dǎo)意義和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。
盡管本文對(duì)新建隧道下穿復(fù)雜敏感設(shè)施的情況進(jìn)行了深入分析,但是仍存在一些未考慮到的因素和不足之處。例如:不同類型和規(guī)模的隧道施工對(duì)接觸網(wǎng)的影響程度還需進(jìn)一步探討;既有接觸網(wǎng)的改造和升級(jí)方案還需進(jìn)一步完善等。未來可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行深入探討:
(1) 隧道施工對(duì)接觸網(wǎng)安全性影響機(jī)制的研究。進(jìn)一步探討隧道施工過程中的振動(dòng)、位移、應(yīng)力等參數(shù)對(duì)接觸網(wǎng)的影響機(jī)制和規(guī)律,為控制指標(biāo)和控制標(biāo)準(zhǔn)的制定提供更加科學(xué)的依據(jù)。
(2) 接觸網(wǎng)安全性評(píng)估與改造方案的研究。根據(jù)不同類型和規(guī)模的隧道施工對(duì)接觸網(wǎng)的影響程度,評(píng)估既有接觸網(wǎng)的安全性,提出相應(yīng)的改造和升級(jí)方案,以保障鐵路、地鐵運(yùn)營(yíng)安全。
(3) 多因素耦合作用下接觸網(wǎng)安全性控制指標(biāo)和控制標(biāo)準(zhǔn)的研究。對(duì)隧道施工、接觸網(wǎng)、列車運(yùn)行等多因素耦合作用下的安全性控制指標(biāo)和控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究,從而更加全面地評(píng)估和控制接觸網(wǎng)的安全性。