吴 永 红
(天津市地下铁道集团有限公司,天津 300381)
地铁轨道工程筹划综述
吴 永 红
(天津市地下铁道集团有限公司,天津 300381)
对地铁轨道工程筹划阶段的主要环节进行了分析,列举了设置铺轨基地应考虑的因素以及工期筹划的一般步骤,阐述了影响铺轨施工的主要因素及对策,总结了加快铺轨施工进度的方法。
地铁轨道,铺轨基地,工期筹划
地铁轨道工程是地铁工程中一项专业性较强的工序环节,主要包括了铺轨基地筹建、轨道及道床铺设、道岔铺装及无缝线路施工等作业内容,同时,“轨通”目标也是地铁工程“洞通、轨通、电通、车通”四大形象节点目标之一。轨道工程工期受车站、盾构区间、联络通道及站内二次结构(如轨顶风道、站台等)等土建工程施工影响,同时,其也影响着供电、机电、信号等系统设备施工工期。本文主要以建设方的角度从铺轨基地筹划、铺轨工期安排及影响铺轨工期的因素、轨道工程招投标环节应注意的事项等几个方面对轨道工程筹划进行综合阐述。
目前地铁铺轨施工主要分为机械化铺轨(“机铺”)和机械配合人工铺轨(“散铺”)两种方式,两种铺轨方式均需在轨排井(散铺一般为盾构井)周边占用一定地面面积作为铺轨基地。“机铺”铺轨基地是组织轨道施工的主要场所,基地需满足轨料(钢轨、岔轨、岔料、轨枕、扣件等)存储、钢筋原材及构件存储、钢筋构件加工、轨排拼装及轨排存储、浮置板(橡胶、钢弹簧浮置板)面板钢筋笼加工及存储、载货挂车及混凝土罐车运输通道等的场地要求,故占地面积较大,一般为5 000 m2左右;“散铺”基地仅需满足轨料存储、钢筋原材存储、构件加工及存储、车辆运输通道等的场地要求,故占地面积较小,一般为1 500 m2左右。
轨道施工所需材料均需通过车站主体结构预留的轨排井或盾构井垂直吊放至轨行区,再通过轨道车或其他车辆(“散铺”)水平运输至铺轨作业面进行铺装。从某种意义来说,铺轨基地的设置就决定了铺轨施工的组织方式,进而决定了“轨通”工期。铺轨基地的选址应主要考虑以下因素:
1)车站周边环境。铺轨基地通常设置在车站上方,且占用面积较大,工程筹划阶段需详细调查各站周边环境,包括水、电、钢轨(长25 m)运输道路,基地上方净空(满足龙门吊设置净空要求)及车站周边敏感地段等地理及人文情况,应尽量方便施工,民扰及扰民情况少,尽量避免临时征地等情况;另外,在轨道施工高峰期,每个铺轨作业面(4个)作业人员均约250人,铺轨基地及周边环境也应满足施工作业人员的办公及生活条件。
2)车站主体结构轨排井的预留。轨排井是轨排、轨料、钢筋及混凝土垂直运输的主要通道,也是车站及区间设备安装阶段大型设备的下料口,一般情况下设置于区间线路的正上方,左右线应分别设置,以方便物资直接卸放至轨道车平板运输车上。每个轨排井长27 m~30 m,长度方向与线路方向平行,宽3 m~5 m。车站主体结构设计需结合铺轨材料堆载特点,在结构设计过程中应考虑是否具备预留轨排井条件。铺轨基地的选址应考虑结构预留轨排井的难易性,尽量避免对车站主体结构造成不利影响。
3)道路导行、管线切改及回迁、车站附属结构施工等因素。地铁车站一般设置在城市道路周边,大部分车站在主体结构施工过程中,需对城市道路及道路下的各种管线进行导行及切改,待车站主体结构封顶后,又需将管线及道路回迁、导行至车站主体结构上方,以进行车站附属结构施工。铺轨基地选址时,应回避管线及道路导行比较复杂的车站,或将管线切改至附属结构外侧,待铺轨施工结束后再行回迁。
4)铺轨基地设置数量及常用选址站点。每条线路铺轨基地设置数量应根据全线的工程筹划确定,应能满足铺轨工期要求、经济合理,并与铺轨进度指标相匹配,设置数量应适当富余,以防止个别站点因土建工期滞后、管线迁改等因素而导致此处铺轨基地无法启用。全线铺轨基地设置应尽量均匀布置,便于灵活调配,两个铺轨基地之间的距离不宜大于10 km。散铺铺轨基地的设置可结合上述原则合理设置,需延迟盾构井封井时间,作为材料垂直运输的通道。
铺轨基地设置常用选址站点有:a.车辆段及停车场。场地空旷,施工组织便利,轨料存储能力大,可同时组织场段及正线轨道施工;b.U形槽敞开段。若与场段距离较近,二者择优选取其一即可;c.带道岔或交叉渡线的车站。通过道岔转辙设备的调车功能,充分发挥轨道运输车辆的使用效率,可分别组织左线、右线及大小里程方向4个作业面的铺轨施工,配线还可存放平板车辆,焊轨机等大型施工设备,便于组织铺轨施工和钢轨焊接的交叉作业。
铺轨工期筹划应满足全线总体工程筹划,符合里程碑工期要求。合理可行的铺轨工期筹划一方面可以反提车站结构施工工期和洞通工期,另一方面也可为后续系统设备工期筹划提供依据,进而指导全线各参建单位的施工组织。
铺轨工期编排可采用倒排和顺排两种方法,倒排工期即以总体筹划中的“轨通”里程碑工期为节点,结合铺轨基地设置,并拟定平均先进的铺轨进度指标,推算出如铺轨施工起始时间、铺轨基地筹建时间、车站结构、盾构施工提供铺轨条件时间、铺轨施工单位及甲供料招标时间;顺排铺轨工期即结合车站结构、盾构区间及联络通道施工工期来编排铺轨施工工期,确定“轨通”时间。铺轨工期可按以下步骤编排:
1)详细梳理全线轨道道床型式及分布地段、道岔、交叉渡线设置情况;
2)确定不同的铺轨方式下各种类型轨道道床、道岔、交叉渡线的铺轨进度指标;
3)调查影响铺轨施工的各种因素,进而确定适宜的铺轨施工方式;
4)计算各区间铺轨施工的“绝对”工期,与“洞通”工期及线路总体工期筹划匹配后编制铺轨工期。
铺轨施工是全线系统性的施工组织,铺轨工期与“洞通”所涉及的工程工期息息相关,影响铺轨工期的因素主要包括以下几个方面:
1)车站内站台施工。车站内站台、挑檐的结构尺寸及顶面高程需在线路的调线调坡后方能确定,而调线调坡后,线路也具备了铺轨条件,受轨道车行车及轨道施工设备限界的影响,若此时组织站台和铺轨同时施工势必相互影响,进而影响站台层设备安装或区间设备安装。在建设方的施工组织管理过程中,可采取站台分部施工的方式予以解决此矛盾,即站台施工在高程上预留一定高度,待调线调坡后进行二次浇筑,站台板挑檐待铺轨施工通过后再行施工。采取站台分部施工的方式可最大限度的降低对铺轨施工和站台层设备安装的工期影响。
2)车站内轨顶风道。站内轨顶风道施工周期较长,一般为45 d~60 d,若采用满堂支架的方式,会占用轨行区线路致使铺轨施工无法通过,甚至因测量设备无法通视,导致铺轨基标也无法测设,进而导致区间铺轨无法施工,所以在轨顶风道施工前,需结合铺轨工期筹划,合理选取支架方式,若工期冲突,应选择吊模或门洞式支架方式,确保铺轨施工顺利组织。
3)区间联络通道。区间洞通后,需进行联络通道施工,结束后方能进行铺轨施工。采取冷冻法施工的联络通道,总的施工周期约为3个月~4个月,开挖前土体冷冻期约为45 d, 若在区间盾构掘进过程中,将联络通道土体冷冻机组放置在车站中板上,插入土体的冷冻管通过循环管道与冷冻机组长距离连接,提前冷冻土体,可使联络通道施工工期较常规方法施工提前20 d~30 d,可为铺轨施工创造良好的工期条件。
联络通道施工结束后,周边土体解冻期较长,易引起周边土体产生不均匀沉降,进而导致轨道几何状态发生变化,轨道施工过程中可通过搭设临时轨排的方式通过,待洞体沉降稳定后再行铺设此段轨道。
4)调线调坡。由于盾构施工存在施工偏差,在区间洞通后和铺轨施工前还需进行以下工作:土建单位断面测量→总测单位复测→线路设计单位调线调坡→轨道设计单位设计铺轨综合图→铺轨基标测设等环节,此工作涉及单位多,环节多,区间洞通后应立即组织各参建单位开展相关工作,轨道设计单位分段出图,为铺轨施工创造良好的技术条件。
1)轨道施工所需的钢轨、道岔、轨枕等轨料的生产和运输周期都较长,并且中标单位进场后需组织铺轨基地筹建、人员、物资、设备等方面的进场施工准备工作,轨道工程施工招标应结合铺轨工期筹划,应在铺轨施工前3个月完成施工招标及甲供材招标。
2)根据铺轨工期筹划,合理拟定铺轨方式,如机铺、散铺、道岔提前预铺、预制浮置板等,并在招标工程量清单里体现相应的工程量,投标单位进行报价,以便于在合同实施期间开展相关工作的计量计价。
3)根据铺轨工期筹划,合理拟定施工期间所需大型设备的生产能力及数量,如轨道车、铺轨车、焊轨机组等,并在招标文件中予以明确并要求投标单位按此执行。
地铁轨道工程筹划的意义一方面在于通过业主方的施工组织管理,最大限度的排除或降低影响铺轨进度的因素,另一方面通过详细编排轨道工程筹划,也可更具体的指导铺轨施工组织、施工计划安排。
地铁工程线路长,参建单位多,影响因素多,车站主体结构、隧道、联络通道施工过程中周边环境、地质情况复杂,不可预见情况多,均可能对区间洞通工期产生不利影响,轨道工程筹划应根据洞通工期、站内二次结构施工情况进行动态调整,提前筹划多种应对措施,通过优化施工组织、加大资源投入,开拓铺轨作业面、预制浮置板、提前预铺道岔及交叉渡线等措施,合理、适时的调整轨道工程筹划,尽早实现轨通目标。
[1] 施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社,1997.
[2] GB 50299—1999,地下铁道工程施工及验收规范(2003年版)[S].
[3] 彭金水,周 斌,罗信伟,等.广州部分地铁线路铺轨基地设置[J].都市快轨交通,2010,23(4):70-73.
On survey of subway rail engineering planning
Wu Yonghong
(TianjinSubwayGroupCo.,Ltd,Tianjin300381,China)
The paper analyzes the main steps in the planning stage of the subway rail projects, sums up some factors in allocating the tracklaying base and general steps in the construction period planning, illustrates the main factors and strategies affecting the tracklaying construction, and has the summary of methods accelerating the construction progress.
subway rail, track laying base, construction period planning
2015-02-16
吴永红(1983- ),男,工程师
1009-6825(2015)12-0151-02
U213.2
A