地鐵運(yùn)營(yíng)線間新建聯(lián)絡(luò)線鋪軌施工技術(shù)的應(yīng)用

潘宇楊

（福州中電科軌道交通有限公司，福建福州350014）

0 引言

2019年4月福州地鐵2 號(hào)線開(kāi)通后，需要在2 號(hào)線與1 號(hào)線間新鋪設(shè)一條聯(lián)絡(luò)線軌道作為接入地鐵線網(wǎng)的通道，項(xiàng)目要求在已完工封閉的聯(lián)絡(luò)線隧道內(nèi)新鋪設(shè)地鐵軌道366m，澆筑整體道床，并接駁已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的1 號(hào)線與2 號(hào)線軌道線路。該項(xiàng)目主要面臨兩方面的難題，一方面已經(jīng)完工的聯(lián)絡(luò)線隧道貫通連接已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的兩條地鐵線路，不具備長(zhǎng)時(shí)間施工的安全作業(yè)區(qū)域，另一方面在已完工封閉的隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑需要解決混凝土輸送和倒運(yùn)的難題。本文闡述了解決該工程項(xiàng)目面臨難題的技術(shù)措施，為類似施工項(xiàng)目提供了參考。

1 聯(lián)絡(luò)線圍蔽施工

1.1 隧道圍蔽門施工

聯(lián)絡(luò)線施工區(qū)域分為軌道接駁區(qū)域和聯(lián)絡(luò)線區(qū)域，作業(yè)區(qū)域間以半封閉圍蔽門進(jìn)行分隔[1]，主要起隔斷聯(lián)絡(luò)線施工區(qū)域與運(yùn)營(yíng)地鐵軌行區(qū)的作用，為聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)時(shí)間施工提供安全作業(yè)區(qū)域，同時(shí)滿足人員作業(yè)通風(fēng)和避免影響正常運(yùn)營(yíng)的要求。

1.1.1 隧道圍蔽門布置原則

隧道圍蔽門位于已完工封閉的地鐵隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)，根據(jù)兩線運(yùn)營(yíng)公司要求進(jìn)行設(shè)置：聯(lián)絡(luò)線兩端圍蔽門均布置在聯(lián)絡(luò)線隧道洞口處（見(jiàn)圖1），圍蔽門采用半封閉形式，保證人員通風(fēng)和施工排煙，各種生產(chǎn)設(shè)施布置應(yīng)便于施工生產(chǎn)安排，且滿足安全防火要求[2]。

圖1 隧道圍蔽門位置

1.1.2 隧道圍蔽門施工方法

隧道圍蔽門在聯(lián)絡(luò)線隧道兩端各設(shè)置一處，圍蔽門采用雙開(kāi)活動(dòng)形式制作（向聯(lián)絡(luò)線方向開(kāi)啟），選用30mm×50mm 方鋼管骨架和0.5mm 鐵皮，鐵皮用鉚釘釘裝在方鋼管上，并用合頁(yè)、膨脹螺栓緊固固定在隧道壁上，高度為2.5m，需提前加工制作完成，于地鐵運(yùn)營(yíng)結(jié)束后，人工運(yùn)輸?shù)剿淼纼?nèi)現(xiàn)場(chǎng)拼裝連接和安裝。

1.2 車站換乘通道圍蔽施工

新建聯(lián)絡(luò)線軌道銜接的兩條線路均已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，并且聯(lián)絡(luò)線隧道結(jié)構(gòu)已經(jīng)完工封閉，為了保證隧道圍蔽門內(nèi)施工人員的安全出入，需要開(kāi)辟一條施工人行通道。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，在兩線乘客換乘通道內(nèi)，搪瓷門后開(kāi)辟施工人行通道，需要設(shè)置施工臨時(shí)圍蔽用于分隔車站運(yùn)營(yíng)區(qū)域和施工人行通道。

1.2.1 車站換乘通道圍蔽布置原則

因施工臨時(shí)圍蔽位于兩線乘客換乘通道內(nèi)，根據(jù)屬地運(yùn)營(yíng)公司要求進(jìn)行設(shè)置，應(yīng)既保證施工人員正常進(jìn)出，又能保證乘客換乘安全暢通，并且滿足安全防火要求[3]。

1.2.2 車站換乘通道圍蔽施工方法

施工臨時(shí)圍蔽布置在施工人行通道入口處，換乘客流的單向通道寬度約為5.8m，臨時(shí)圍蔽占用寬度為1.4m，單向換乘通道剩余寬度為4.4m，根據(jù)客流流向，將圍蔽與搪瓷墻面設(shè)置成斜角過(guò)渡（見(jiàn)圖2）。施工臨時(shí)圍蔽采用80mm×80mm 方鋼管骨架，倒“T”字形設(shè)置，圍蔽高2.2m，底座寬0.8m，采用焊接方式連接，按1.5m 間距設(shè)置；骨架之間采用50mm×30mm 方鋼管橫向連接，設(shè)置間距為500～600mm，與骨架之間采用釘聯(lián)（或螺栓）連接；外側(cè)采用藍(lán)色鐵皮，與方鋼管之間采用鉚釘連接。臨時(shí)圍蔽設(shè)置完成后，在內(nèi)側(cè)底座上采用重物配重，在搪瓷門位置頂部設(shè)置拉結(jié)筋，一端焊接在圍蔽鋼管骨架上，另一端采用膨脹螺栓固定在混凝土側(cè)墻上，防止圍蔽門傾覆。

圖2 換乘通道施工臨時(shí)圍蔽平面示意圖

1.3 圍蔽施工期間檢查制度

圍蔽螺栓（或鉚釘）處全部噴繪紅線，以便螺栓（或鉚釘）發(fā)生松動(dòng)時(shí)，可通過(guò)觀察紅線判斷是否露白，以便進(jìn)行第一時(shí)間加固，保證圍蔽穩(wěn)固；每日地鐵停運(yùn)后，對(duì)圍蔽進(jìn)行全面檢查，對(duì)立桿、橫桿、面板螺栓（或鉚釘）一一加固。

2 聯(lián)絡(luò)線軌道鋪設(shè)施工

2.1 控制測(cè)量及軌道鋪設(shè)

因1、2 號(hào)線目前均無(wú)有效控制點(diǎn)，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)線鋪軌無(wú)法進(jìn)行絕對(duì)貫通測(cè)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用相對(duì)貫通測(cè)量方案。在1、2 號(hào)線聯(lián)絡(luò)線道岔尾部設(shè)置控制點(diǎn)，從一端貫通測(cè)量至另一端，形成貫通測(cè)量數(shù)據(jù)，再反向測(cè)設(shè)一次進(jìn)行復(fù)核，利用測(cè)設(shè)的控制點(diǎn)布設(shè)CPⅢ軌道控制網(wǎng)，CPⅢ軌道控制網(wǎng)40～60m 布設(shè)一對(duì)控制點(diǎn)[4]。地鐵停運(yùn)后，利用軌道工程車和軌道平板車裝運(yùn)鋪軌材料，并通過(guò)既有運(yùn)行線運(yùn)輸至聯(lián)絡(luò)線洞口，組織人工抬運(yùn)到位。

利用φ70mm 的圓鋼管和扣件，并以完工的隧道結(jié)構(gòu)為支撐，搭設(shè)軌道大架，定位架設(shè)軌道；在兩條地鐵運(yùn)營(yíng)期內(nèi)，組織在聯(lián)絡(luò)線兩端隧道圍蔽門內(nèi)進(jìn)行施工；在兩條地鐵運(yùn)營(yíng)結(jié)束后組織在隧道圍蔽門外方進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線軌道與既有運(yùn)營(yíng)線軌道接駁部分的架設(shè)。鋼軌架設(shè)完畢后，組織人工在鋼軌下方綁扎鋼筋籠（見(jiàn)圖3）。

圖3 軌道架設(shè)示意圖

2.2 混凝土澆筑

2.2.1 開(kāi)辟混凝土輸送通道

聯(lián)絡(luò)線軌道鋪設(shè)長(zhǎng)度為366m，軌道下方的路基為混凝土整體澆筑，約1800m3。根據(jù)聯(lián)絡(luò)線隧道結(jié)構(gòu)已經(jīng)完工的現(xiàn)狀，若通過(guò)既有地鐵線路，利用工程車運(yùn)送混凝土運(yùn)輸既耗時(shí)長(zhǎng)，又運(yùn)輸量小，顯然不具備經(jīng)濟(jì)性，因此經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，選擇利用路面、車站中板和頂板預(yù)留下料孔洞，從路面鋪設(shè)混凝土輸送管道至聯(lián)絡(luò)線隧道內(nèi)，開(kāi)辟一條混凝土輸送通道。

（1）孔洞開(kāi)通測(cè)量

首先拆除車站中板和頂板的孔洞臨時(shí)封堵措施，確保從站廳層到軌行區(qū)可以通視；利用全站儀和棱鏡分別測(cè)量出孔洞上下位置，采集相關(guān)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；測(cè)量完成后進(jìn)行臨時(shí)封堵、圍護(hù)，確保通道安全。

（2）完善管道設(shè)計(jì)及加固措施

混凝土輸送管道使用壁厚為5mm、直徑為38cm的圓形鋼管制作，輸送管道頂部采用5mm 鋼板焊接成梯形接料口，滿足接料要求。圓形鋼管定尺長(zhǎng)度為6m 長(zhǎng)，鋼管接縫位置采用帶肋鋼筋焊接方式，確保鋼管之間連接穩(wěn)固。為了確保輸送管道穩(wěn)固，在路面位置管道采用對(duì)稱加4 塊三角形鋼板焊接的方式進(jìn)行加固。在車站中板位置預(yù)留孔洞周圍設(shè)置4 個(gè)φ16mm的膨脹螺絲，使用2 根φ14mm 的螺紋鋼筋呈“十”字形將下料口鋼管、鋼筋與膨脹螺絲焊接在一起，確保輸送管道穩(wěn)固。

（3）站廳中管道防護(hù)措施

在站廳位置的輸送管道周圍設(shè)置與搪瓷板同高，半徑為80cm 的防護(hù)圍蔽，圍蔽圓柱采用廣告紙包裹成與站廳相近顏色，并在防護(hù)圍擋上按要求張貼警示、導(dǎo)向等標(biāo)識(shí)。

2.2.2 聯(lián)絡(luò)線進(jìn)車澆筑

由于混凝土輸送管道從路面鋪設(shè)至地鐵隧道，高度達(dá)20m，落差較大，易造成混凝土離析，發(fā)生堵管，無(wú)法實(shí)施混凝土泵送；經(jīng)過(guò)調(diào)研，采用在平板車上加裝混凝土攪拌罐，并利用工程車加掛平板車的方式進(jìn)行倒運(yùn)澆筑。

（1）改造施工車輛

在平板車上加裝混凝土攪拌罐主要解決以下問(wèn)題：一是，滿足隧道通過(guò)限界的要求。接觸網(wǎng)距軌面高度為4.06m，運(yùn)營(yíng)載客的電客車寬度為2.87m，高度（軌面至車頂高）為3.83m；聯(lián)絡(luò)線施工所選用的工程車最寬處寬度為2.7m，平板車最寬處寬度為2.5m，平板車加裝混凝土攪拌罐后最高點(diǎn)距軌面約為3.82m；工程車和平板車均小于電客車尺寸，滿足隧道通過(guò)限界的要求（見(jiàn)圖4）。

圖4 平板車加裝混凝土攪拌罐剖面示意圖

二是，混凝土攪拌罐裝載加固措施。為確保罐車在地鐵運(yùn)營(yíng)線隧道內(nèi)的運(yùn)行安全，在進(jìn)入地鐵隧道前應(yīng)對(duì)平板車上的攪拌罐進(jìn)行裝載加固，方法如下：混凝土攪拌罐重心位于平板車中心線上，縱向居中放置，攪拌罐不得超出平板車范圍。混凝土攪拌罐前后各墊2 根10cm×10cm 方木，中間部位均分設(shè)2 個(gè)支點(diǎn)，液力傳動(dòng)裝置下方并排墊2 根10cm×10cm 方木，混凝土罐中間部并排墊2 根方木，共計(jì)8 根方木。混凝土攪拌罐四角，分別用8 根φ15mm 的鋼絲繩和平板車體進(jìn)行加固：將鋼絲繩一端穿過(guò)罐車吊點(diǎn)（或底座）并用鋼絲繩卡子上緊，另一端穿過(guò)柱插（若無(wú)柱插可加焊槽鋼）并用緊繩器拉緊（見(jiàn)圖5）。

圖5 混凝土平板罐車側(cè)視圖

混凝土攪拌罐固定后在平板車四個(gè)角位置將限位裝置（75mm 角鋼）焊接在平板車上，并于適當(dāng)空當(dāng)焊接相同限位裝置。

（2）開(kāi)辟工程車運(yùn)行通道

為了保證工程車加掛平板車安全地在聯(lián)絡(luò)線內(nèi)運(yùn)行作業(yè)，必須開(kāi)辟一條工程車運(yùn)行的安全通道，通過(guò)以下步驟具體實(shí)施：首先，澆筑軌道臨時(shí)支墩。由于利用軌道大架定位架設(shè)的軌道不具備承載工程車的能力，利用已經(jīng)鋪設(shè)的軌道下部鋼筋籠和軌道混凝土枕，通過(guò)人工作業(yè)在軌道下方澆筑50cm×60cm 的混凝土臨時(shí)支墩，一是固定已定位鋪設(shè)的軌道結(jié)構(gòu)，二是強(qiáng)化已定位鋪設(shè)的軌道強(qiáng)度，為工程車安全運(yùn)行提供足夠承載力（見(jiàn)圖6）。其次，拆除軌道大架。待混凝土軌道支墩形成強(qiáng)度后，組織人工拆除軌道大架，為工程車進(jìn)入聯(lián)絡(luò)線澆筑混凝土開(kāi)辟運(yùn)行通道。

圖6 軌道臨時(shí)支墩示意圖

（3）混凝土施工澆筑

在地鐵運(yùn)營(yíng)結(jié)束后，工程車加掛平板車通過(guò)既有地鐵軌道和聯(lián)絡(luò)線接駁軌道區(qū)域運(yùn)行進(jìn)入聯(lián)絡(luò)線，關(guān)閉隧道圍蔽門，并按照運(yùn)營(yíng)要求落實(shí)必要的安全措施后，即可進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。首先，進(jìn)行隧道圍蔽門內(nèi)澆筑。根據(jù)政府審批的混凝土運(yùn)輸時(shí)段，混凝土由路面經(jīng)輸送管道卸料至停放在聯(lián)絡(luò)線的平板車上的混凝土攪拌罐內(nèi)，由工程車牽引自卸；工程車運(yùn)行速度控制在5km/h 以內(nèi)，以確保作業(yè)安全。其次，進(jìn)行軌道接駁區(qū)域澆筑。隧道圍蔽門外軌道接駁區(qū)域的混凝土澆筑會(huì)影響正常的地鐵運(yùn)營(yíng)，因此23 時(shí)前混凝土提前卸料至平板車上混凝土攪拌罐內(nèi)，并在兩條地鐵線運(yùn)營(yíng)結(jié)束后的施工時(shí)段進(jìn)行澆筑。澆筑前，必須聯(lián)系地鐵運(yùn)營(yíng)公司開(kāi)通工程車運(yùn)行進(jìn)路并封鎖相關(guān)施工作業(yè)區(qū)域后方可開(kāi)啟隧道圍蔽門，由人工帶道在限速5km/h 以內(nèi)進(jìn)行卸料澆筑。最后，混凝土澆筑作業(yè)結(jié)束后，組織人工清理施工垃圾、整理施工裝備，利用工程車加掛平板車將施工垃圾和施工裝備運(yùn)輸離場(chǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目自2020年12月26日開(kāi)始施工至2021年4月29日完成。項(xiàng)目施工中通過(guò)聯(lián)絡(luò)線圍蔽措施，為聯(lián)絡(luò)線隧道內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間鋪軌作業(yè)及施工人員安全出入提供了必要條件；通過(guò)搭設(shè)軌道大架，保障了架設(shè)軌道線路定位準(zhǔn)確；通過(guò)貫通站廳鋪設(shè)混凝土輸送管道、改造混凝土平板罐車，澆筑軌道臨時(shí)支墩，解決了在已完工封閉的地鐵隧道中大量澆筑混凝土的難題。以上技術(shù)措施在保證工程質(zhì)量和安全的前提下，大大縮短了施工工期，保證了既有地鐵線路的正常運(yùn)營(yíng)，為類似項(xiàng)目提供了參考。