鐵路建筑限界是一個垂直于鐵路線路中心線的極限橫斷面輪廓,此輪廓內,除機車車輛和與機車車輛有相互作用及相關的設備外,其他設備和建筑物不得侵入。如果設備存在侵限,則會與行駛的機車車輛產生刮碰的危險,嚴重影響鐵路行車安全。在鐵路新線聯(lián)調聯(lián)試及運行試驗前,往往由于新建站臺的建筑限界不符合標準,造成大面積返工整改,既耗財耗力,又耽誤聯(lián)調聯(lián)試及運行試驗的開展,對建設工程的后續(xù)各項目工期安排均造成不利影響。如何加強站臺工程建筑限界控制,是目前鐵路站臺工程建設中的一個重要課題。本文將從工程建設質量及管理角度探討建設過程中造成建筑限界不達標的原因及相關管控措施,通過加強建設過程管控,使站臺建設一次達標,確保列車運行安全萬無一失,為鐵路工程高質量建成開通提供可靠保證。
站臺建筑限界與相鄰軌道結構密切相關,而在鐵路建設過程中,站臺工程與站場、軌道工程分別屬于站后工程與站前工程,二者往往被劃分至不同的標段,由不同的設計人員設計、由不同的施工單位進行施工。站臺工程通常于站前工程之后開展,站臺墻由站前單位施工。由于站臺工程開工較晚,站臺施工單位的確定也相對較遲。這就可能造成站臺施工單位與站場、軌道設計、施工單位溝通不及時。若前期站場、軌道工程發(fā)生設計變更未考慮對暫未施工的站臺建筑限界的影響,站臺施工單位又對站前工程設計變化不掌握或掌握不全面,線路鋪軌后,才發(fā)現(xiàn)由于線位與原設計發(fā)生改變,侵占了站臺的建筑限界。再者,由于站臺施工單位往往不對站場、軌道工程的施工進行提前介入,站前工程施工單位對站臺墻位置定位不準確或只考慮站臺墻的限界而未考慮鋪貼站臺帽石后的限界,站臺施工單位對此情況不掌握就接收了站前單位預留的工程接口,亦會導致軌道施工完成后,站臺建筑限界不達標。由于軌道施工完成時線間距往往已達極限,很難再有向內撥移調整的空間,只能切割站臺帽石或站臺墻來保證建筑限界。
站臺內部排水設施施工質量不達標,存在漏點,雨水滲入站臺墻基礎底部軟化地基,造成站臺墻不均勻沉降或傾斜,從而導致侵限。同時站臺回填土含水量加大,受凍脹時產生水平推力,若站臺墻根部與基礎結合牢固,抗剪能力大,站臺墻會發(fā)生傾斜,否則將會水平外移,或二者同時存在,從而加大了侵限的可能性。解凍后,土質在自重和雨水作用下逐漸滲實,進入凍結期后再次發(fā)生凍脹,如此循環(huán)往復,使侵限值越來越大且不易整治,嚴重影響鐵路后期運營安全。
施工單位建筑限界技術管理人員素質不高、技術水平不強,對相關規(guī)章制度、技術標準學習不透,沒有全面掌握設計意圖和有關行業(yè)規(guī)范要求,對限界控制沒有引起高度重視,限界控制點測量結果未經(jīng)有關專業(yè)或相關單位共同確認,建筑限界管理流于形式,最終造成站臺工程建筑限界失管失控。當發(fā)現(xiàn)站臺工程施工質量存在缺陷后,盲目處置、不科學處置,也會留下質量缺陷和隱患。再者趕工期造成站臺回填土壓實度不達標,導致站臺墻不均勻沉降甚至傾斜,亦會發(fā)生侵限。靜態(tài)驗收階段,參建單位和運營單位沒有履行按期共同復測限界的要求,或者對限界復測誤差較大,對驗收發(fā)現(xiàn)的可能影響限界的問題整改不達標,也是站臺侵限的原因之一。
目前全路對站臺建筑限界的測量手段大多是采用站臺限界測量尺。由于站臺限界測量尺自身設備固有誤差較大,調平校正操作較為簡易,再加上人員上道測量時間有限,設備操作、數(shù)據(jù)讀取往往也會產生誤差,導致限界測量成果精度不足,不能有效反映實際限界情況,可能造成原本侵限的點位沒有得到整治。再者,目前站臺建筑限界測量的方式主要分為以大地為基準面的測量以及以軌面為基準面的測量兩種。這兩種測量方式在直線上并無差別,但在曲線加寬地段,由于坐標基準的選取不同,折減計算方式亦有不同。根據(jù)《鐵路建筑限界實際測量和數(shù)據(jù)格式》(Q/CR 55-2014),以大地為基準面測量時,曲線內側折減公式為:
而以軌面為基準面測量時,曲線內側折減公式為:
式中X為折減后的建筑限界半寬,B為實測建筑限界半寬,H為計算的自軌面算起的高度,h為外軌超高值,R為線路曲線半徑。對比可知,以大地為基準面的測量方式與以軌面為基準面的測量方式,二者折減計算時相差因子Hh/1500,由此可見,不同的測量基準選取會導致計算結果的不同。而站臺工程設計時,設計單位往往不在站臺設計文件中注明給出的加寬控制值是采用何種測量基準計算得來的,在站臺施工中,施工單位測量人員也往往忽視測量基準選取問題,無論使用什么樣的儀器,直接將測量得出的數(shù)值折減后與設計文件比對,以此判定是否侵限。這樣就會產生一系列的錯誤,最終導致站臺曲線加寬部分建筑限界不滿足要求。
站臺工程在靜態(tài)驗收時,建筑限界滿足要求,但個別點位安全冗余不足,處于臨近限界的狀態(tài)。在聯(lián)調聯(lián)試期間,有砟軌道在試驗列車碾壓下,線路幾何尺寸會發(fā)生改變,軌面標高會因線路沉降而下降,引起測量點相對于軌面的高程增大,從而導致站臺因超高而侵限。在曲線站臺處,隨著檢測列車的不斷運行,軌道結構因檢測列車通過而產生的橫向變化,導致曲線加寬量減小,從而造成侵限。另外,聯(lián)調聯(lián)試期間的克缺整治、軌道精調等作業(yè)也會使線路幾何狀態(tài)產生變化,從而影響站臺的建筑限界。
建設單位應高度重視站臺建筑限界管控事宜,站在從建設工程全局出發(fā)的角度,統(tǒng)籌協(xié)調站前、站后工程接口預留問題,盡快完成站臺工程招標工作,確定站臺施工單位。站臺施工單位應提前介入站場、軌道等站前工程的建設過程,積極參加站場、軌道專業(yè)變更設計及技術交底會議,對施工過程中的接口預留工作做好監(jiān)督。
站臺工程采用的主要材料、構配件和設備,在進場前施工單位要嚴格履行驗收程序,工程材料須滿足相關規(guī)定的要求,出具質量合格證,并經(jīng)過監(jiān)理單位的檢查認可。站臺墻基礎、站臺墻身、站臺帽石等影響站臺建筑限界管控的關鍵部位,施工單位應重點進行自驗,監(jiān)理單位按規(guī)定進行平行檢驗或見證取樣檢測。站臺建設期間,各工序應嚴格按技術規(guī)程和驗收規(guī)范的標準進行施工,每道工序完成后,施工單位按標準嚴格進行自檢。工序之間嚴格落實交接檢驗程序并經(jīng)監(jiān)理單位檢查認可,尤其是對于站臺墻基礎、回填土夯實及站臺內部的排水管路等隱蔽性工程,未經(jīng)監(jiān)理單位簽認合格嚴禁下一道工序的施工。站臺墻沉降縫嚴格按照設計要求及施工質量驗收標準施工,填縫應密實飽滿,不得出現(xiàn)沉降縫不貫通、防水密封差等質量缺陷。墊層、結合層質量必須符合要求,帽石與鋪面、站臺墻沉降縫必須在同一直線上,填縫質量應滿足標準,施工、監(jiān)理單位要全部檢查。站臺帽石不宜冬期施工,如因工期緊張等原因必須在寒冷天氣施工,必須保證冬施措施到位,確保施工質量。
站臺施工單位應加強建筑限界管理人員的培訓教育,提高其專業(yè)技術水平。在聯(lián)調聯(lián)試期間,利用天窗時間按期對站臺限界進行復測。檢查點選取標準應符合《鐵路站場工程施工質量驗收標準》(TB 10423-2020)要求:站臺墻邊緣距線路中心線的距離和站臺墻頂面高程應符合設計要求,且必須滿足鐵路建筑限界要求,施工允許偏差為0mm~+15mm;施工單位每20m抽查1處,過渡段及曲線段每5m抽查1處(包括直緩點、緩和曲線中點、緩圓點、直圓點),抽查點要固定,不得隨意變動。監(jiān)理單位要全部見證檢測,介入人員逐點盯控復核。如發(fā)現(xiàn)有水平侵限部分,應立即處理,整改方案必須保證安全運營,凡對開通運營安全有負面影響的方案一律不得批準通過。每天對站臺建筑限界巡檢至少一次,每周對限界的復測至少一次,遇到檢測列車行車密集的時段,應利用天窗或停輪克缺時間加密復測周期。在站場、軌道施工單位對鄰靠站臺的線路進行克缺整治作業(yè)時,要提前會同站臺施工單位確認限界情況,施工方案中要制訂防止侵限的措施和一旦發(fā)生侵限的應急預案。施工完畢后,站臺施工單位和站場、軌道施工單位共同復測站臺建筑限界,確保不發(fā)生侵限。
鑒于現(xiàn)有的限界測量尺精度相對較低、操作誤差相對較大的缺點,在站臺工程建筑限界測量時應盡量采用新型軌行式激光限界測量儀,以提高測量精度,同時可減少測量人員工作量。在進行站臺曲線加寬地段設計時,設計單位應注明加寬控制值的測量基準面選取方式及兩種基準面的換算方法,而施工單位在實際測量時,應首先確定采用的測量儀器是基于何種坐標基準面進行測量的。目前廣泛采用的SZXC型數(shù)顯式站臺限界測量尺是采取以大地為基準面的測量方式,而軌行式激光限界測量儀則是采用以軌面為基準面的測量方式,實際測量時施工單位技術人員需明確區(qū)分。
站臺建筑限界控制應留有適宜的安全冗余值,既避免因線路幾何狀態(tài)小范圍變化就導致侵限的發(fā)生,又能確保車體距離站臺不會太遠以致旅客踏空摔傷。目前較為常用的建筑限界控制尺寸(到發(fā)線)在1760mm~1780mm之間,采用此控制標準的站臺,經(jīng)運營后均未發(fā)生侵限情況。
站臺建筑限界是否達標是聯(lián)調聯(lián)試及運行試驗能否開展的關鍵,直接關系到檢測列車的運行安全。站臺工程出現(xiàn)侵限問題,涉及技術、管理、施工質量及外部因素等多方面的原因,工程建設時必須綜合考慮,切實加以防范,以確保聯(lián)調聯(lián)試及運行試驗的絕對安全。
(作者單位:中國鐵路濟南局集團有限公司)