郑 亮
(上海黄浦江大桥建设有限公司,200090,上海∥工程师)
上海轨道交通上海8号线三期工程全长6.689 km,是上海首次采用胶轮路轨APM系统(Automated People Mover systems,旅客自动捷运系统)的一条新建线路。胶轮路轨APM是一种全自动驾驶、立体交叉的大众运输系统。采用全自动无人驾驶电动车组运载乘客,提高服务水平和运输效率,代表了目前先进的轨道交通技术发展方向[1]。该车辆(见图1)采用橡胶轮胎,行驶于混凝土走行面,具有选线灵活(小半径和大坡度)、运行噪声低、环境友好等优点,适合高架紧贴近城镇居住区,方便市民登乘[2]。轨道结构如图2所示。
图1 上海轨道交通8号线三期工程胶轮车辆
由于胶轮路轨系统为上海市首次使用,管理及施工人员均缺乏相关经验。同时,走行面的施工精度及质量直接决定了列车的行驶舒适性[3]。而8号线三期工程建设周期非常紧,从主体工程开工建设到通车试运营只有2年时间,走行面施工仅2个月,又赶上冬天,致使工程质量控制非常困难。针对走行面施工中可能出现的困难及问题,项目公司采用了创新化管理和精细化管理的方式,通过组建走行面管理小组、编制《城市轨道交通胶轮路轨系统施工质量验收标准》(以下简称《验收标准》)、实施走行面试验段、制定了施工技术要求等方法,保证了走行面如期、保质完成施工。
为了保证走行面施工的顺利推进,成立了走行面管理小组,对标准制定、设计、施工、验收等工作进行全方位和全过程的管理。管理小组成员包括项目公司、技术咨询、车辆制造、运营维保、设计、施工、监理等各方参建人员。项目公司负责总体管理及协调;技术咨询方提供技术支持;车辆制造方提出车辆的行驶要求;运营维保方提出建成后的运维需求;设计方根据各方需求进行设计;施工方根据设计图纸施工;监理负责施工过程监督及质量检验。管理小组工作流程如图3所示。在明确各方参建人员任务和职责的基础上,对每一项任务进行分解,落实到人,步步紧盯,以保证工程的顺利推进。管理小组集合了中国、美国、加拿大、法国、阿联酋及港台地区等地的专家,通过视频会议、现场考察、属地办公、会议讨论等各种形式,对工程推进过程中的重点和难点问题进行解决。
图2 胶轮路轨系统轨道结构典型断面
图3 管理小组工作流程
胶轮路轨系统是路权专用的轨道交通的一种形式,由于市场占有率不高,不同的胶轮路轨系统供货商都各自拥有不同的专利或规格,无论是系统设计还是各项产品设计,乃至施工标准均未形成国际上统一的规范体系。
对胶轮路轨系统的施工质量进行验评,是项目投入使用后能够实现“运行平稳、舒适安全”目标的根本性保障。以现有技术标准的规范化和合理化为标杆,研究、制定胶轮路轨系统的施工验收评定标准,既能指导8号线三期项目胶轮路轨系统的施工验收工作,又能服务于将来其他项目应用胶轮路轨系统的验收评定,具有十分重要的意义。
管理小组以设计院为主体,组织相关单位,通过深入调查研究,参考有关国际标准,学习胶轮路轨系统核心技术,认真总结实践经验,在广泛征求意见的基础上,编制了《验收标准》。该标准提出了城市轨道交通胶轮路轨系统的施工要求、质量保证措施、验收办法、验收程序和质量标准,明确了建设各方在施工质量控制中的职责,严格了材料进场验收和施工质量检测的程序和方法,体现了科学性和可操作性。
针对缺乏施工经验的问题,管理小组设置了试验段的积累,施工及检查经验。试验段的选择应满足以下几点要求:
(1)需要有足够的场地,能够对各个工序进行完整的演练。
(2)试验段能够尽早开始施工,在不影响主体施工的同时,为后续的走行面施工全面铺开奠定基础。
(3)试验段施工检查完成后,能够对不满足要求的内容进行整改,并且不影响运营期间的乘客舒适度。
根据上述要求,在汇臻路站前折返段选取50 m直线段进行走行面施工试验,此处场地充足,区间主梁完成较早,无其余施工内容,并且对运营期间的乘客舒适度影响较小。试验段位置如图4所示。
施工完成后,根据《验收标准》,对试验段进行了全过程及全方位的跟踪检查。通过多次研究与调整,试验段整体满足规范要求。试验过程中出现的主要问题为:
图4 走行面试验段位置
(1)走行面基部混凝土振捣不良,表面不够平整。
(2)伸缩缝安装精度不够。
(3)走行面部分段落扫帚面条纹不明显。
针对施工中存在的问题,对每一步施工工艺进行了分析研究,制定了走行面施工技术要求,保证后续走行面施工满足规范要求。
在验收标准和试验段的基础上,制定了走行面施工技术要求。该要求包含了测量放样、基底清扫、伸缩缝安装、钢筋施工、模板施工、混凝土施工等各个工序[4],并规定了详细的检查流程,列出了施工过程中的常见问题及处理方式。施工工艺流程如图5所示。为了保证施工精度,每一道工序都必须严格把控。
走行面采用C40钢筋混凝土条型结构,行车面应有横向“轻轻的”混凝土扫面处理(见图6),条纹深度1.5 mm,纵向平整度≤3 mm,行车面摩擦系数≥0.85。所有露天的混凝土边缘应有倒角或圆角加工边缘。
扫面工作是确保走行面≥0.85摩擦系数的重要工序,在收光工作完成后约3 min后进行(具体扫面开始时间应根据混凝土表面干湿情况而定)。扫面工具采用塑料扫帚,剪除1/2扫帚面。设专人垂直于线路方向进行轻微而均匀的扫动,扫动次数1遍;扫帚面重叠1/4。扫面完成后,混凝土表面纹路要清晰均匀,且深度达到1.5 mm。
走行面在U梁梁缝处设置伸缩缝,伸缩缝与桥梁伸缩缝同宽,当伸缩缝大于25 mm时采用斜缝,应与车辆轮胎路径成45°角,开口纵向测量的最大值应为127 mm。在跨度超过40 m连续梁上桥梁中部每隔30 m设置一道伸缩缝,伸缩缝采用垂直缝。伸缩缝平整度≤2 mm,相邻两板表面高低差≤1.5 mm。伸缩缝支架及钢板安装如图7所示。
图5 走行面施工工艺流程
图6 混凝土扫面
图7 伸缩缝支架及钢板安装
伸缩缝钢板安装需要预先加工安装支架,通过调节支架4根螺杆来控制伸缩缝钢板的位置、高程及平整度。首先进行支架安装,然后将预埋件钢板与槽钢进行点焊连接,再通过槽钢架设于安装支架上方。最后通过已知的钢板顶面高度,对支架进行调节,从而达到对预埋钢板的调节。在伸缩缝钢板安装完成后,对连接槽钢拆除及打磨,并进行平整度及缝宽检查。
(1)成立管理小组能够实现全方位、全过程的跟踪管理,调动参建各方力量,明确职责,对技术难题集中破解,是保证走行面施工顺利进行的关键。
(2)验收标准填补了国内的空白。验收标准对每个过程都提出了明确要求,为胶轮路轨系统验收评定提供了依据。
(3)通过试验段的施工和检查,参建各方积累了宝贵的施工经验,对施工的重点和难点有了深刻的认识。
(4)施工技术要求的制定明确了每一道施工工序的技术参数、操作方法和检查内容,能直接指导走行面的后续全面施工。
[1] 王希.全自动旅客捷运(APM)系统提高机场的运营效率[J].广东科技,2007(8):120.
[2] 罗信伟.旅客自动输送系统轨道设计要点[J].隧道建设,2013,33(6):469.
[3] 刘永星,元元,赵传允.广州旅客自动输送线专用道岔的试制[J].城市轨道交通研究,2014,17(6):126.
[4] 杨颖.建筑工程施工技术及其现场施工管理探讨[J].煤炭技术,2012,31(8):63.