城市軌道交通工程軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的相關(guān)問(wèn)題

王瑞震，于春華

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司城交分院,天津 300251)

1 概述

實(shí)踐證明,城市交通單純依靠公交車(chē)、電車(chē)以及現(xiàn)有的路面交通,無(wú)法承受交通的巨大壓力,必須朝著多層次、多結(jié)構(gòu)、立體化、大容量、高速度方向發(fā)展,必須修建城市軌道交通系統(tǒng)。

世界地下鐵道最早誕生于英國(guó)倫敦,已有百余年歷史。1969年我國(guó)第一條地鐵在北京開(kāi)通運(yùn)營(yíng),1984年我國(guó)第二條地鐵在天津開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。隨后,我國(guó)城市軌道交通蓬勃發(fā)展,除省會(huì)級(jí)城市,一般中等城市如蘇州、寧波、青島、無(wú)錫、大連等也在修建。

城市軌道交通在我國(guó)有40余年的歷史,由于城市軌道交通與國(guó)家鐵路存在著不同功能,在軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)維修等方面也具有不同特點(diǎn)。軌道系統(tǒng)的各種規(guī)范、規(guī)章、規(guī)定、制度還不完善。軌道設(shè)施缺少標(biāo)準(zhǔn)圖、通用圖。軌道系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、施工與維修等方面面臨新領(lǐng)域、新問(wèn)題,存在一些不盡如人意之處,在所難免。因此,需要開(kāi)拓創(chuàng)新。

為了總結(jié)以往在軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),筆者重點(diǎn)對(duì)軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及配合施工等方面,經(jīng)常出現(xiàn)的一些問(wèn)題加以論述,供讀者參考。

2 軌道設(shè)計(jì)中應(yīng)注意問(wèn)題

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及接口

(1)采用規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)是現(xiàn)行有效版本。

(2)上一設(shè)計(jì)階段的審查意見(jiàn)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行,如有困難必須申明原因或說(shuō)明改進(jìn)情況。

(3)為使各系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)之間密切配合,軌道系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員一定要深入了解與相關(guān)系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的界面,并做好接口。

(4)軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)經(jīng)常與項(xiàng)目業(yè)主、總體單位、咨詢(xún)?nèi)藛T、施工單位等溝通,有問(wèn)題及時(shí)解決。

2.2 鋼軌類(lèi)型和材質(zhì)

(1)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157—2003)6.2.1中,“正線及輔助線鋼軌應(yīng)依據(jù)近、遠(yuǎn)期客運(yùn)量,并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后確定,宜采用60 kg/m鋼軌,也可以采用50 kg/m鋼軌”，而未對(duì)鋼軌材質(zhì)加以說(shuō)明。目前,適應(yīng)城市軌道交通工程的鋼軌材質(zhì)多種多樣。因此,設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中應(yīng)說(shuō)明鋼軌質(zhì)量等級(jí)和材質(zhì)(即鋼軌牌號(hào)和是否熱處理等)便于鋼軌采購(gòu)和鋪設(shè)。

(2)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157—2003)6.4.1中“正線上道岔的鋼軌類(lèi)型應(yīng)與正線的鋼軌類(lèi)型一致”,亦未對(duì)鋼軌材質(zhì)加以說(shuō)明。因此,應(yīng)明確道岔用鋼軌質(zhì)量等級(jí)及材質(zhì)(即鋼軌牌號(hào)和是否熱處理等)應(yīng)與正線一致,確保道岔強(qiáng)度,便于道岔制造。某市地鐵由于道岔訂貨時(shí),沒(méi)有指定鋼軌材質(zhì)，給施工帶來(lái)問(wèn)題。

2.3 道床設(shè)計(jì)

2.3.1 整體道床預(yù)留溝槽

(1)設(shè)計(jì)整體道床(隧道或者高架橋)時(shí),要與有關(guān)需預(yù)埋管線專(zhuān)業(yè)及時(shí)聯(lián)系,取得回復(fù)資料后再出圖。施工前,再進(jìn)一步落實(shí),尤其重視信號(hào)專(zhuān)業(yè)的預(yù)埋管線,避免遺漏。否則因鑿除道床混凝土而使道床產(chǎn)生開(kāi)裂,造成病害隱患。

(2)道岔整體道床在安裝轉(zhuǎn)轍機(jī)部位需預(yù)留溝槽,設(shè)計(jì)時(shí)要與信號(hào)專(zhuān)業(yè)及時(shí)溝通,確定溝槽尺寸及溝槽排水措施。

(3)道岔范圍整體道床的伸縮縫盡量避開(kāi)主體結(jié)構(gòu)(隧道或者高架橋)的沉降縫。

(4)人防隔斷門(mén)處整體道床的門(mén)檻鋼板與鋼軌的間隙應(yīng)保持一定距離,間隙過(guò)小,在特定條件時(shí)會(huì)造成鋼軌電流回路短路,產(chǎn)生火花燒化局部鋼軌(鋼軌磨耗掉下的鐵沫散落在橡膠墊板上形成電阻很大的導(dǎo)體,與門(mén)檻的鋼板間產(chǎn)生火花)。某市地鐵曾發(fā)生上述病害,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起重視。

(5)車(chē)場(chǎng)庫(kù)內(nèi)線根據(jù)工藝要求,確定整體道床結(jié)構(gòu)形式以及鋪設(shè)精度；根據(jù)道床表面是否行駛其他運(yùn)輸工具,確定道床表面是否鋪面等。

(6)車(chē)場(chǎng)線庫(kù)內(nèi)立柱式檢查坑,鋼軌頂面以下500 mm范圍為軌道部分,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注明立柱施工時(shí)必須有軌道施工人員參加,確保滿足軌道結(jié)構(gòu)安裝的要求。

(7)土質(zhì)路基鋪設(shè)整體道床時(shí),應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體工況進(jìn)行路基加固。路基加固應(yīng)由結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)或者路基專(zhuān)業(yè)統(tǒng)一設(shè)計(jì),軌道專(zhuān)業(yè)應(yīng)及時(shí)提出技術(shù)要求。

2.3.2 曲線地段道床形式

(1)同一線路曲線應(yīng)設(shè)置同一種道床結(jié)構(gòu)形式,各種道床結(jié)構(gòu)的銜接應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段。

(2)地下線路、高架線路與地面線路的分界點(diǎn)應(yīng)與線路曲線設(shè)置相協(xié)調(diào)。同一線路曲線不宜跨越2種及以上線路敷設(shè)方式,尤其同一線路曲線不應(yīng)跨越地下線路及高架線路,其主要原因是道床結(jié)構(gòu)形式存在差異,同時(shí)曲線超高設(shè)置方法也不同。當(dāng)特殊困難出現(xiàn)上述情況時(shí),應(yīng)慎重考慮道床結(jié)構(gòu)過(guò)渡及曲線超高設(shè)置。

2.4 軌道減振設(shè)計(jì)

(1)減振等級(jí)的劃分應(yīng)適當(dāng)留有余量,設(shè)防值比超標(biāo)值宜高出一定數(shù)值。

(2)減振地段設(shè)置長(zhǎng)度應(yīng)滿足減振要求,每個(gè)減振結(jié)構(gòu)類(lèi)型應(yīng)考慮一定長(zhǎng)度不能太短。不同減振等級(jí)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型應(yīng)有過(guò)渡段。特別是浮置板結(jié)構(gòu)不宜橫穿管線。

(3)根據(jù)該路段線路平、縱斷面、地面建筑物(最終版本)及《環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告》選擇軌道減振結(jié)構(gòu)類(lèi)型,并考慮該結(jié)構(gòu)的性?xún)r(jià)比。環(huán)境情況有變化時(shí)應(yīng)與環(huán)境評(píng)價(jià)專(zhuān)業(yè)溝通及時(shí)采取相應(yīng)措施。

(4)軌道減振地段及結(jié)構(gòu)類(lèi)型確定后，為了慎重起見(jiàn)，還要經(jīng)過(guò)實(shí)地踏勘、調(diào)查,確定其地面建筑物類(lèi)型、層次、功能有無(wú)變化,并根據(jù)調(diào)查結(jié)果調(diào)整之。然后還要與業(yè)主溝通取得共識(shí)后,形成文字材料報(bào)業(yè)主核批。

2.5 排水施設(shè)

(1)排水泵站位置應(yīng)設(shè)置在該區(qū)域的線路最低點(diǎn),線路最低點(diǎn)并非線路坡度的轉(zhuǎn)折點(diǎn),應(yīng)根據(jù)線路豎曲線進(jìn)行計(jì)算,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。

(2)在人防隔斷門(mén)處,排水溝的設(shè)置既符合排水要求,又要滿足密封要求。當(dāng)人防隔斷門(mén)使用時(shí),能夠阻斷放射性物質(zhì)進(jìn)入人防隔斷門(mén)的另一側(cè)。

2.6 軌道電路及雜散電流防治

(1)鋼軌絕緣節(jié)位置按信號(hào)專(zhuān)業(yè)要求設(shè)置,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)及時(shí)了解信號(hào)及閉塞制式,滿足信號(hào)要求。

(2)整體道床的上層鋼筋距鋼軌軌底的距離應(yīng)滿足雜散電流的絕緣要求。

(3)接觸網(wǎng)回流線與鋼軌焊接時(shí)容易引起鋼軌材質(zhì)變化,當(dāng)不能保證焊接質(zhì)量,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注明采用在軌腰上鉆孔的聯(lián)結(jié)方式。

2.7 其他

(1)工務(wù)維修采用的維修模式,工務(wù)定員應(yīng)與維修模式相匹配。車(chē)站應(yīng)考慮工務(wù)維修工班休息、存放工具場(chǎng)所。

(2)軌道主要工程數(shù)量做到不漏項(xiàng)目,并計(jì)有適當(dāng)損耗量。

3 施工配合時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)

3.1 主動(dòng)與相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員、施工單位溝通,做好施工交底

(1)了解相關(guān)系統(tǒng)需要與軌道施工同步進(jìn)行施工的工作內(nèi)容及施工時(shí)間。進(jìn)一步確定相關(guān)系統(tǒng)需要過(guò)軌管線的里程、類(lèi)型、數(shù)量、材料等,在軌道系統(tǒng)施工前提供給施工單位,并主動(dòng)做好協(xié)調(diào)工作。

相關(guān)系統(tǒng)有通信、信號(hào)、供電、給排水、人防等。

(2)施工單位進(jìn)場(chǎng)后設(shè)計(jì)者做好施工交底,介紹全線的工程概況、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和該標(biāo)段的施工范圍。

(3)介紹該標(biāo)段軌道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、各類(lèi)型軌道結(jié)構(gòu)、施工重點(diǎn)和難點(diǎn)。介紹設(shè)計(jì)單位對(duì)施工工藝、施工方法采用新技術(shù)、新工藝的建議等,供施工單位做施工組織設(shè)計(jì)時(shí)參考。

(4)介紹該標(biāo)段其他工程系統(tǒng)需要在整體道床埋設(shè)的過(guò)軌設(shè)施,在施工時(shí)做好預(yù)埋或者預(yù)留溝槽。

3.2 施工現(xiàn)場(chǎng)信息反饋渠道暢通,做好變更設(shè)計(jì)

配合施工人員應(yīng)在施工過(guò)程中,確保施工現(xiàn)場(chǎng)信息反饋渠道暢通,出現(xiàn)問(wèn)題不推諉,積極主動(dòng)協(xié)助施工單位解決問(wèn)題,必要時(shí)做好變更設(shè)計(jì)。

3.2.1 相關(guān)系統(tǒng)提供施工圖時(shí)間滯后于軌道系統(tǒng)

相關(guān)系統(tǒng)由于招標(biāo)較晚,為滿足軌道專(zhuān)業(yè)施工圖的需要,根據(jù)包容設(shè)計(jì)原則向軌道專(zhuān)業(yè)提供設(shè)備資料,但與設(shè)備招標(biāo)后的要求往往存在一定的差異。例如某市地鐵道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)招標(biāo)較晚,至使轉(zhuǎn)轍機(jī)坑底面略低于道床兩側(cè)的排水溝,造成轉(zhuǎn)轍機(jī)坑積水,軌道設(shè)計(jì)人員予以徹底解決。

3.2.2 相關(guān)系統(tǒng)預(yù)埋過(guò)軌管線資料更改

根據(jù)通信、信號(hào)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)要求,車(chē)站端頭、道岔前后等地段道床內(nèi)預(yù)埋過(guò)軌管線。由于相關(guān)專(zhuān)業(yè)向軌道專(zhuān)業(yè)提供預(yù)埋管線位置及數(shù)量等資料,時(shí)有與施工圖不符情況出現(xiàn),造成預(yù)埋管線閑置,重新鑿除道床,影響道床使用壽命。今后設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)溝通,應(yīng)敦促相關(guān)專(zhuān)業(yè)抓緊確定,降低浪費(fèi)并減少道床病害。

3.2.3線路調(diào)線、調(diào)坡后軌道結(jié)構(gòu)高度不能滿足規(guī)范要求

當(dāng)隧道結(jié)構(gòu)或高架橋建成貫通后,在軌道施工前要做全線貫通測(cè)量,并根據(jù)測(cè)量資料,繪制調(diào)線、調(diào)坡后平面及縱斷面圖。軌道施工應(yīng)以調(diào)線、調(diào)坡后平面縱斷面圖為準(zhǔn)。由于基礎(chǔ)(隧道基底、高架橋墩臺(tái)、U型結(jié)構(gòu)等)下沉,橋梁變形等,調(diào)線、調(diào)坡仍不能滿足軌道結(jié)構(gòu)高度要求,個(gè)別地段有可能出現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)高度不足或過(guò)大的情況。軌道設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況提出切實(shí)可行的變更設(shè)計(jì)方案,并在鋪軌綜合圖標(biāo)出,必要時(shí)應(yīng)做軌道強(qiáng)度計(jì)算取得理論支持。

3.2.4 土建施工與軌道施工配合不到位

由于土建施工單位不了解軌道施工要求,在土建施工時(shí)預(yù)埋的軌道扣件的零配件不符合軌道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),造成軌道施工困難。例如某市地鐵車(chē)場(chǎng)庫(kù)內(nèi)線檢查坑整體道床,出現(xiàn)上述問(wèn)題,軌道設(shè)計(jì)人員及時(shí)協(xié)助業(yè)主、施工單位提出補(bǔ)救方案,保證了施工進(jìn)度及施工質(zhì)量。

3.2.5 滿足施工過(guò)程中業(yè)主提出的要求

各城市或者本城市軌道交通設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡量一致,例如某市地鐵軌道的線路及信號(hào)標(biāo)志均未做出統(tǒng)一要求。施工過(guò)程中,軌道設(shè)計(jì)人員主動(dòng)協(xié)助業(yè)主解決施工中發(fā)生的問(wèn)題。配合運(yùn)營(yíng)公司,制定了該市地鐵線路及信號(hào)標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)圖集,有利于新線統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

4 配合施工人員注意事項(xiàng)

4.1 做好施工配合

由于城市軌道交通設(shè)計(jì)任務(wù)重、時(shí)間緊,每位設(shè)計(jì)人員要承擔(dān)多項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù),如何做好施工配合,做到服務(wù)及時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。

(1)設(shè)計(jì)人員因故不在施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)經(jīng)常與施工單位電話溝通,做到施工信息及信息反饋渠道暢通。

(2)設(shè)計(jì)人員因故不在施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)委托其他相關(guān)人員獲取施工信息,出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與受委托人員溝通,不要貽誤時(shí)機(jī),提出解決方法。

(3)設(shè)計(jì)人員在施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題、解決方法做好詳細(xì)記錄。設(shè)計(jì)人員因故不在施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)受委托人員代為記錄。

4.2 配合施工人員加強(qiáng)學(xué)習(xí)

加強(qiáng)施工知識(shí)的學(xué)習(xí),虛心向施工人員學(xué)習(xí),不斷提高自己配合施工的工作能力。配合施工人員深入調(diào)查研究,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題防患于未然。

加強(qiáng)安全生產(chǎn)崗位職責(zé)、職業(yè)健康體系等有關(guān)文件規(guī)定的學(xué)習(xí),加強(qiáng)對(duì)安全生產(chǎn)重要性的認(rèn)識(shí),把事故隱患消滅在萌芽狀態(tài),杜絕安全事故發(fā)生。

向其他配合施工人員學(xué)習(xí),交流經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)服務(wù)意識(shí),共同提高配合施工水平。

重點(diǎn)工程項(xiàng)目以及難點(diǎn)工程項(xiàng)目,配合施工人員一定要到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，配合好施工。

5 結(jié)語(yǔ)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線路已達(dá)到30條、分布在10座城市、總里程968 km；在建線路65條、分布在16座城市、總里程1 599 km；線路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃225條、分布在35座城市、總里程8 137 km。今后,還有很多城市軌道交通工程等待建設(shè),我們要繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)好教訓(xùn),進(jìn)一步提高軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平,適應(yīng)城市軌道交通發(fā)展需要。

[1] 于春華.城市軌道交通工程施工方法和施工工藝[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2003(12).

[2] 于春華.芻議“地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范”[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2007(8).

[3] 于春華.淺析城軌交通道岔整體道床施工工藝[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2006(5).

[4] 于春華.城軌交通軌道維修工作內(nèi)容和管理模式的探討[J].城市快軌交通,2007(6).

[5] 于春華.對(duì)GB50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》部分條文的探討[J].城市軌道交通研究，2005(2).

[6] 于春華.執(zhí)行GB50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》部分條文的體會(huì)和建議[J].城市軌道交通研究,2006(11).

[7] 北京城建設(shè)計(jì)研究總院.GB50157—2003 地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

[8] 北京城建設(shè)計(jì)研究總院.GB50299—1999 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

[9] 中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10082—2005 鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2003.