1、與既有地鐵線路接軌道岔施工方案研究摘要:研究目的:以上海地鐵M8線與既有的上海地鐵1號線在人民廣場站接軌的工程為例,對地鐵接軌道岔的施工方法、施工工藝進行分析研究。研究方法:搜集既有線軌道設計標準、調查研究接軌道岔現場情況及工作環境,制定施工設計原則,選擇合理的施工方案并結合實際情況選用新材料。研究結果:與既有地鐵線路接軌道岔施工方案,最終采用間隔抽換正線與道岔共用短軌枕和扣件。研究結論:施工前應做好既有線無縫線路的放散,施工全部結束后恢復道岔兩端的無縫線路,并加強兩端線路的鎖定;FFU合成軌枕側面應做出凹凸或花紋,新老道床混凝土接觸面涂刷界面劑;道岔道床始、終端及道岔道床內設置伸縮縫,排雜散
2、電流鋼筋總截面積應滿足要求并保證電氣連接,尤其注意側股道床鋼筋與直股鋼筋的綁扎或焊接。關鍵詞:既有線路;地鐵;接軌;道岔;施工;原則;方案1 工程概況1.1 M8線與既有1號線接軌方案 正在建設的上海地鐵M8線與既有的上海地鐵1號線(始建于1991年,1995年開通運營),均在人民廣場設站(地下站),M8線在人民廣場站設置了一條存車線,存車線利用M8線與1號線之間形成的空間布置。由于1號線建設時,M8線尚無興建計劃,因此,已竣工的1號線與M8線存車線的連接僅預留了出岔位置,并未鋪設道岔,而以正線方式運行。M8線與1號線分別通過該站南端設置的單渡線,將上下行正線與存車線連通,并與存車線組合形成1
3、號線與M8線的聯絡線詳見圖1。 1號線與M8線接軌點即預留出岔位于直線地段、無縫線路緩沖區范圍內,緩沖區為3根60kg/m、25m長的標準軌,鋪設長軌枕式整體道床,長軌枕根數為1680根/km,扣件為DT型彈性分開式扣件。接軌點處有地下連續墻,接軌道岔施工時,應首先拆除該段地下連續墻,并將地下連續墻處強弱電電纜、水管等管線設施進行拆遷。1.2 接軌道岔設計原則 (1)接軌道岔施工過程中,應確保1號線正常運營; (2)接軌道岔施工結束后,恢復1號線無縫線路設計標準; (3)接軌道岔采用1號線標準,便于該線統一管理,不需增加備品、備件種類。 接軌道岔為60kg/m鋼軌9號單開道岔,單開道岔主要尺寸
4、如圖2所示,采用DT型扣件,短軌枕式整體道床。2 接軌道岔施工方案選擇2.1 方案簡述 以下方案均建立在不改變道岔結構的基礎上,設計一組正線與單開道岔共用短軌枕和扣件(彈條不變)。在接軌道岔位置,利用1號線夜間停運時間進行施工。2.1.1 方案:間隔抽換正線與道岔共用短軌枕和扣件方案 采用隔3根長軌枕鑿除1根長軌枕及周邊道床混凝土(即“隔三拆一”),并按設計位置,抽換為共用短軌枕的方式進行間隔施工如圖3所示。利用正線扣件固定鋼軌,維持1號線正常運營,但需慢行通過。 待全部抽換完畢,在正線一側按設計位置鋪設道岔側股道床混凝土,最后拆除正線鋼軌及扣件,鋪設道岔鋼軌件及其他零件,并利用道岔扣件固定。
5、2.1.2 方案:分段鋼枕置換方案 分段鑿除既有線接軌道岔位置的正線長軌枕及周邊道床混凝土,鋪設鋼枕,將鋼枕用臨時扣件與正線鋼軌連接,鋼枕兩端用扣軌梁支撐,維持1號線正常運營,但需慢行通過。鋼枕位置應避開以后鋪設的共用短軌枕,其分段范圍可根據施工水平確定,確保白天運營。待道岔范圍內長軌枕全部用鋼枕置換后,進行正線的換鋪,并按設計位置懸掛共用短軌枕,安裝正線扣件,澆注共用短軌枕下混凝土支撐墩(待支撐墩達到強度后共用短軌枕方能受力)。待支撐墩達到強度后拆除鋼枕及兩端用扣軌梁支撐,澆注正線道床混凝土,然后進行下一段施工,直至正線道床混凝土施工完畢。 在正線一側按設計位置鋪設道岔側股道床混凝土,最后拆
6、除正線鋼軌及扣件,鋪設道岔鋼軌件及其它零件,并利用道岔扣件固定。2.1.3 方案:長岔枕填充碎石道床方案 分段鑿除既有線接軌道岔位置的正線長軌枕及周邊道床混凝土,鋪設木岔枕碎石道床,將木岔枕用扣件與正線鋼軌連接,維持1號線正常運營,但需慢行通過。待道岔范圍內長軌枕全部用木岔枕置換后,拆除正線鋼軌及扣件,鋪設道岔鋼軌件及其它零件,并利用道岔扣件固定。 木岔枕碎石道床道岔運營一段時間道碴穩定后,用壓力灌注矽化水泥砂漿或其它早強快硬材料(如乳化瀝青水泥砂漿固結材料、CM無收縮灌漿材料等)將碎石道床固結,成為碎石固結道床。2.2 方案的優化2.2.1 接軌道岔施工方案的確定 以上三方案均符合設計原則要
7、求,其中“方案”需特制一組過渡用的鋼枕和支撐設備,工程費用較高,“方案”碎石道床需灌注特殊灌注材料,固結道床與兩側線路的彈性不一致,施工過程中可能對工作環境造成污染?！胺桨浮辈淮嬖谝陨先秉c,施工簡便,同時接軌道岔與兩側線路的設計標準一致,不會給運營、維修帶來不便。 因此,接軌道岔施工采用方案“隔三拆一”間隔抽換正線與道岔共用短軌枕和扣件方案。 由于以上三方案均存在需設計一組正線與單開道岔共用短軌枕和扣件的缺點,尚需對施工方案進一步優化。 2.2.2 FFU合成軌枕的選用 FFU合成材料是用玻璃長纖維強化熱固化樹脂發泡體而制成的,具有木材的質感、重量輕、強度高、耐腐蝕、絕緣性能好、不吸水等特性,
8、同時兼備木材與塑料的優點。FFU合成材料能具有與木材同樣的加工性能(鋸切、鉆孔、粘接等),但擰入的螺釘其抗撥力比木材大,同時能反復擰入、擰出強度不降低,廢棄螺釘孔可進行封填外觀整潔。 因此,本工程采用FFU合成材料代替混凝土制造的短軌枕,可解決短軌枕種類多,增加備品引起工程造價高,以及加工制造等諸多問題。3 接軌道岔的施工3.1 施工方法 首先在1號線接軌道岔位置的既有正線道床上精確測出基標位置并設置標記,用油漆在道床或軌枕上標出用新設共用短軌枕的位置。將接軌道岔處既有正線鋼軌按道岔長度鋸切,預留軌縫并保證既有正線軌道電路暢通。 鋼軌鋸切后采用隔3根長軌枕鑿除1根長軌枕及周邊道床混凝土(含道床
9、上層鋼筋),并且左右2股交錯循環進行,分四次循環施工完畢。 按照設計位置安裝共用短軌枕,澆注道岔直股道床混凝土(未形成強度前不能受力),待道床混凝土形成強度后,在共用短軌枕上鉆孔,安裝正線扣件固定鋼軌。 在接軌道岔位置的一側清理場地,進行道岔側股道床施工,綁扎道床鋼筋,架設短軌枕,在可能條件下,鋪設道岔側股鋼軌,澆注道岔側股道床混凝土。 全部換鋪道岔鋼軌件及扣件,封填共用短軌枕的廢棄螺栓孔,按道岔扣件要求鉆孔,利用道岔扣件固定道岔鋼軌件。3.2 施工工序 參照圖4,接軌道岔的施工依下列順序進行: 首先進行轉轍器直股部分道床施工圖4中(1);再進行轉轍器側股部分道床施工圖4中(2);然后進行轍叉
10、部分道床施工圖4中(3);最后進行轉轍器至轍叉之間的道岔直股部分道床(含護軌)施工圖4中(4),及側股部分道床施工(含護軌)圖4中(5)。 為了保證道床在施工期間1號線的正常運營,在共用短軌枕(FFU合成軌枕)上鉆孔,安裝正線扣件,固定正線鋼軌,維持1號線通車。待道床全部施工完畢后,再拆除正線扣件,撥出正線鋼軌,封填共用短軌枕螺栓孔,撥入道岔鋼軌,重新在共用短軌枕上鉆孔安裝道岔扣件,固定道岔鋼軌及其他配件。檢查道岔的各部狀態達到設計要求后即可通暢運營。3.3 施工工藝流程(圖5)4 結論 隨著城市軌道交通的迅猛發展,由于軌道交通網絡規劃的時限性以及不斷調整,新建線路與既有線接軌工程將時有發生,
11、接軌道岔及其它有關工程的施工必須以不影響既有線正常運營為原則。為此,本文對地鐵接軌道岔的施工方法、施工工藝進行分析研究,最終采用間隔抽換正線與道岔共用短軌枕和扣件方案,并提出了施工順序和工藝流程。該方案分4個循環步驟完成,選用FFU合成材料制造短軌枕,簡化了短軌枕的設計與制造,滿足設計要求。另外,為確保施工質量特提出幾點注意事項: (1)接軌道岔的施工首先要做好施工組織設計,組成專業的施工隊伍,由專人負責施工質量和施工安全。每個施工單元工作必須當工作日完畢,施工時應有電務人員配合,鋼軌接頭應確保軌道電路的暢通,次日(含竣工后)恢復運營時保證信號顯示正確。同時,應與其它系統的維修養護工作協調進行
12、,避免發生干擾。 (2)施工前應做好既有線無縫線路的放散,施工全部結束后要恢復道岔兩端的無縫線路并加強兩端線路的鎖定。 (3)FFU合成軌枕側面應作出凹凸或花紋,增強軌枕與道床混凝土的結合力,新老道床混凝土接觸面涂刷界面劑,加強新老道床混凝土的粘結力,提高道岔道床的整體性和穩定性。 (4)道岔道床始、終端及道岔道床內應按設計要求設置伸縮縫,排雜散電流鋼筋總截面積應滿足要求并保證電氣連接。特別注意側股道床鋼筋與直股鋼筋的綁扎或焊接。參考文獻:1GB501572003,地鐵設計規范S.2GB502991999,地下鐵道工程施工及驗收規范S.3于春華.淺析城軌交通道岔整體道床施工J.鐵道工程學報,2006(5):88-90.8
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