1、与既有地铁线路接轨道岔施工方案研究摘要:研究目的:以上海地铁M8线与既有的上海地铁1号线在人民广场站接轨的工程为例,对地铁接轨道岔的施工方法、施工工艺进行分析研究。研究方法:搜集既有线轨道设计标准、调查研究接轨道岔现场情况及工作环境,制定施工设计原则,选择合理的施工方案并结合实际情况选用新材料。研究结果:与既有地铁线路接轨道岔施工方案,最终采用间隔抽换正线与道岔共用短轨枕和扣件。研究结论:施工前应做好既有线无缝线路的放散,施工全部结束后恢复道岔两端的无缝线路,并加强两端线路的锁定;FFU合成轨枕侧面应做出凹凸或花纹,新老道床混凝土接触面涂刷界面剂;道岔道床始、终端及道岔道床内设置伸缩缝,排杂散2、电流钢筋总截面积应满足要求并保证电气连接,尤其注意侧股道床钢筋与直股钢筋的绑扎或焊接。关键词:既有线路;地铁;接轨;道岔;施工;原则;方案1 工程概况1.1 M8线与既有1号线接轨方案 正在建设的上海地铁M8线与既有的上海地铁1号线(始建于1991年,1995年开通运营),均在人民广场设站(地下站),M8线在人民广场站设置了一条存车线,存车线利用M8线与1号线之间形成的空间布置。由于1号线建设时,M8线尚无兴建计划,因此,已竣工的1号线与M8线存车线的连接仅预留了出岔位置,并未铺设道岔,而以正线方式运行。M8线与1号线分别通过该站南端设置的单渡线,将上下行正线与存车线连通,并与存车线组合形成13、号线与M8线的联络线详见图1。 1号线与M8线接轨点即预留出岔位于直线地段、无缝线路缓冲区范围内,缓冲区为3根60kg/m、25m长的标准轨,铺设长轨枕式整体道床,长轨枕根数为1680根/km,扣件为DT型弹性分开式扣件。接轨点处有地下连续墙,接轨道岔施工时,应首先拆除该段地下连续墙,并将地下连续墙处强弱电电缆、水管等管线设施进行拆迁。1.2 接轨道岔设计原则 (1)接轨道岔施工过程中,应确保1号线正常运营; (2)接轨道岔施工结束后,恢复1号线无缝线路设计标准; (3)接轨道岔采用1号线标准,便于该线统一管理,不需增加备品、备件种类。 接轨道岔为60kg/m钢轨9号单开道岔,单开道岔主要尺寸4、如图2所示,采用DT型扣件,短轨枕式整体道床。2 接轨道岔施工方案选择2.1 方案简述 以下方案均建立在不改变道岔结构的基础上,设计一组正线与单开道岔共用短轨枕和扣件(弹条不变)。在接轨道岔位置,利用1号线夜间停运时间进行施工。2.1.1 方案:间隔抽换正线与道岔共用短轨枕和扣件方案 采用隔3根长轨枕凿除1根长轨枕及周边道床混凝土(即“隔三拆一”),并按设计位置,抽换为共用短轨枕的方式进行间隔施工如图3所示。利用正线扣件固定钢轨,维持1号线正常运营,但需慢行通过。 待全部抽换完毕,在正线一侧按设计位置铺设道岔侧股道床混凝土,最后拆除正线钢轨及扣件,铺设道岔钢轨件及其他零件,并利用道岔扣件固定。5、2.1.2 方案:分段钢枕置换方案 分段凿除既有线接轨道岔位置的正线长轨枕及周边道床混凝土,铺设钢枕,将钢枕用临时扣件与正线钢轨连接,钢枕两端用扣轨梁支撑,维持1号线正常运营,但需慢行通过。钢枕位置应避开以后铺设的共用短轨枕,其分段范围可根据施工水平确定,确保白天运营。待道岔范围内长轨枕全部用钢枕置换后,进行正线的换铺,并按设计位置悬挂共用短轨枕,安装正线扣件,浇注共用短轨枕下混凝土支撑墩(待支撑墩达到强度后共用短轨枕方能受力)。待支撑墩达到强度后拆除钢枕及两端用扣轨梁支撑,浇注正线道床混凝土,然后进行下一段施工,直至正线道床混凝土施工完毕。 在正线一侧按设计位置铺设道岔侧股道床混凝土,最后拆6、除正线钢轨及扣件,铺设道岔钢轨件及其它零件,并利用道岔扣件固定。2.1.3 方案:长岔枕填充碎石道床方案 分段凿除既有线接轨道岔位置的正线长轨枕及周边道床混凝土,铺设木岔枕碎石道床,将木岔枕用扣件与正线钢轨连接,维持1号线正常运营,但需慢行通过。待道岔范围内长轨枕全部用木岔枕置换后,拆除正线钢轨及扣件,铺设道岔钢轨件及其它零件,并利用道岔扣件固定。 木岔枕碎石道床道岔运营一段时间道碴稳定后,用压力灌注矽化水泥砂浆或其它早强快硬材料(如乳化沥青水泥砂浆固结材料、CM无收缩灌浆材料等)将碎石道床固结,成为碎石固结道床。2.2 方案的优化2.2.1 接轨道岔施工方案的确定 以上三方案均符合设计原则要7、求,其中“方案”需特制一组过渡用的钢枕和支撑设备,工程费用较高,“方案”碎石道床需灌注特殊灌注材料,固结道床与两侧线路的弹性不一致,施工过程中可能对工作环境造成污染。“方案”不存在以上缺点,施工简便,同时接轨道岔与两侧线路的设计标准一致,不会给运营、维修带来不便。 因此,接轨道岔施工采用方案“隔三拆一”间隔抽换正线与道岔共用短轨枕和扣件方案。 由于以上三方案均存在需设计一组正线与单开道岔共用短轨枕和扣件的缺点,尚需对施工方案进一步优化。 2.2.2 FFU合成轨枕的选用 FFU合成材料是用玻璃长纤维强化热固化树脂发泡体而制成的,具有木材的质感、重量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性能好、不吸水等特性,8、同时兼备木材与塑料的优点。FFU合成材料能具有与木材同样的加工性能(锯切、钻孔、粘接等),但拧入的螺钉其抗拨力比木材大,同时能反复拧入、拧出强度不降低,废弃螺钉孔可进行封填外观整洁。 因此,本工程采用FFU合成材料代替混凝土制造的短轨枕,可解决短轨枕种类多,增加备品引起工程造价高,以及加工制造等诸多问题。3 接轨道岔的施工3.1 施工方法 首先在1号线接轨道岔位置的既有正线道床上精确测出基标位置并设置标记,用油漆在道床或轨枕上标出用新设共用短轨枕的位置。将接轨道岔处既有正线钢轨按道岔长度锯切,预留轨缝并保证既有正线轨道电路畅通。 钢轨锯切后采用隔3根长轨枕凿除1根长轨枕及周边道床混凝土(含道床9、上层钢筋),并且左右2股交错循环进行,分四次循环施工完毕。 按照设计位置安装共用短轨枕,浇注道岔直股道床混凝土(未形成强度前不能受力),待道床混凝土形成强度后,在共用短轨枕上钻孔,安装正线扣件固定钢轨。 在接轨道岔位置的一侧清理场地,进行道岔侧股道床施工,绑扎道床钢筋,架设短轨枕,在可能条件下,铺设道岔侧股钢轨,浇注道岔侧股道床混凝土。 全部换铺道岔钢轨件及扣件,封填共用短轨枕的废弃螺栓孔,按道岔扣件要求钻孔,利用道岔扣件固定道岔钢轨件。3.2 施工工序 参照图4,接轨道岔的施工依下列顺序进行: 首先进行转辙器直股部分道床施工图4中(1);再进行转辙器侧股部分道床施工图4中(2);然后进行辙叉10、部分道床施工图4中(3);最后进行转辙器至辙叉之间的道岔直股部分道床(含护轨)施工图4中(4),及侧股部分道床施工(含护轨)图4中(5)。 为了保证道床在施工期间1号线的正常运营,在共用短轨枕(FFU合成轨枕)上钻孔,安装正线扣件,固定正线钢轨,维持1号线通车。待道床全部施工完毕后,再拆除正线扣件,拨出正线钢轨,封填共用短轨枕螺栓孔,拨入道岔钢轨,重新在共用短轨枕上钻孔安装道岔扣件,固定道岔钢轨及其他配件。检查道岔的各部状态达到设计要求后即可通畅运营。3.3 施工工艺流程(图5)4 结论 随着城市轨道交通的迅猛发展,由于轨道交通网络规划的时限性以及不断调整,新建线路与既有线接轨工程将时有发生,11、接轨道岔及其它有关工程的施工必须以不影响既有线正常运营为原则。为此,本文对地铁接轨道岔的施工方法、施工工艺进行分析研究,最终采用间隔抽换正线与道岔共用短轨枕和扣件方案,并提出了施工顺序和工艺流程。该方案分4个循环步骤完成,选用FFU合成材料制造短轨枕,简化了短轨枕的设计与制造,满足设计要求。另外,为确保施工质量特提出几点注意事项: (1)接轨道岔的施工首先要做好施工组织设计,组成专业的施工队伍,由专人负责施工质量和施工安全。每个施工单元工作必须当工作日完毕,施工时应有电务人员配合,钢轨接头应确保轨道电路的畅通,次日(含竣工后)恢复运营时保证信号显示正确。同时,应与其它系统的维修养护工作协调进行12、,避免发生干扰。 (2)施工前应做好既有线无缝线路的放散,施工全部结束后要恢复道岔两端的无缝线路并加强两端线路的锁定。 (3)FFU合成轨枕侧面应作出凹凸或花纹,增强轨枕与道床混凝土的结合力,新老道床混凝土接触面涂刷界面剂,加强新老道床混凝土的粘结力,提高道岔道床的整体性和稳定性。 (4)道岔道床始、终端及道岔道床内应按设计要求设置伸缩缝,排杂散电流钢筋总截面积应满足要求并保证电气连接。特别注意侧股道床钢筋与直股钢筋的绑扎或焊接。参考文献:1GB501572003,地铁设计规范S.2GB502991999,地下铁道工程施工及验收规范S.3于春华.浅析城轨交通道岔整体道床施工J.铁道工程学报,2006(5):88-90.8