京沪高速铁路济南西站工程科技创新成果应用综述

张海涛

(中铁十二局集团有限公司，太原 030024)

京沪高速铁路济南西站工程科技创新成果应用综述

张海涛

(中铁十二局集团有限公司，太原 030024)

针对京沪高速铁路济南西站的施工情况，在施工过程中推动工程进展的科技创新成果，包括提高功效、省工省力的CFG桩帽土模施工方法、方便钢筋等原材料存放的移动式钢筋存料棚以及适用于黏性地质状况的CFG桩脱泥器等进行了详细阐述。介绍济南西站项目部在注重科研创新工作中的走出去、请进来的2种方法。充分肯定了科技创新源自于施工生产对施工技术需求的原动力，科技创新为工程施工提供技术支持，对创造经济效益、社会效益有巨大的推动作用。

铁路客站;科技创新;成果;综述

京沪高速铁路济南西站及相关工程由京沪高速铁路股份有限公司委托济南铁路局代建，中铁十二局负责施工。济南西站是京沪高速铁路5个始发终到站之一，也将成为济南市的主要客运站之一，作为济南市新形象的门户，对其旅游、商务、会展、现代物流、房地产等产业，都其将起到重大的带动效应。

1 工程概况

济南西站地处西部腊山新区，位于槐荫区张庄飞机场西侧、京福高速公路以东、北环线以南、济兖公路以北范围，新区规划用地35 km2，起讫里程DIK417+453.54～DIK421+053.31，长约3.6 km，中心里程为DIK419+415，项目总工期35个月。

车站呈横列式布置，共设1座侧式基本站台，7座岛式站台，2条正线，15条到发线;路基全部为填方，填土高度5～9.7 m，预压土高度3.5 m;站内设6座框构桥，1座框构涵;站中心设有107 m宽地下通廊及高架候车厅。该工程按照高速铁路标准设计，具有质量标准高、沉降控制严、施工任务重、建设工期紧、拆迁难度大等特点，正线及咽喉区的施工是西客站的关键控制工程。

施工总体方案是地基处理采用CFG桩、PHC管桩进行加固。CFG桩采用长螺旋钻机，地泵泵送混凝土施工，桩检合格后进行桩帽施工;PHC管桩采用静压管桩机施工，桩检合格后进行桩板施工，地基经检测合格后进行路基填筑。路基填筑按“三阶段、四区段、八流程”的工艺进行。基床底层施工完成后正线及咽喉区填筑预压土，进行沉降观测。通过沉降观测记录推算沉降量。路基经过9～12个月的沉降，基本稳定并且满足工后沉降要求后，进行路基基床表层级配碎石施工，施工采用摊铺机摊铺、重型振动压路机碾压成型。最后进行铺轨。

根据京沪高速铁路的总工期要求和建设指挥部的指导性施工组织计划安排，2010年3月前正线及咽喉区必须达到铺设无砟轨道的标准，为铺架创造条件，并要求路基预压期不少于12个月，也就是在2009年3月前必须完成正线及咽喉区路基基床表层以下主体和桥涵主体的施工，建设工期非常紧迫，正线及咽喉区的施工是西客站的关键控制工程。

2 科技创新主要成果

针对长螺旋钻机施工CFG桩过程中频繁出现的黏土裹钻严重、出土困难等问题研制了脱泥器并申请专利;为改进CFG桩截桩头工艺，保证质量和提高工效，研发了具有专利技术的旋切截桩机，并配套形成了CFG桩复合地基土模旋切截桩现浇桩帽施工方法，该方法被评为山西省省级工法，获得了2008年度京沪高速铁路技术创新成果三等奖;设计了类似站台雨棚的悬挑式后拉锚钢筋加工棚，便于超长钢筋的加工和使用，自主设计建成了带双侧导轨的移动式钢筋存料棚，便于存放钢筋成品，科学实用，使用方便。

3 济南西站在科技创新工作中的主要做法

3.1 注重科学管理，科技引路

施工质量标准要求高、建设工期紧迫是摆在施工单位面前的客观因素。自项目上场之初，项目部领导班子就充分认识到这一工程特点，在抓好前期施工调查和施工生产要素配置的同时，组织项目技术人员对施工图纸进行审核，依据工程实际情况编制针对性的施工方案。

济南西站地基处理工程数量巨大，是造成建设工期压力大的主要来源之一。在研究济南西站地基处理施工方案时，通过对图纸的研究和对设计要求的充分理解，发现现有的2种CFG桩桩帽施工方法工序繁琐、费时耗力，需要在短时间内组织大量的劳力进行施工才可保障工期要求。结合其他项目施工经验，项目部制定了采用土模法施工的方案，而这一施工方法中，采用风镐破桩头投入设备多、工效也不够理想。项目部随即成立了由项目经理任组长的科技攻关小组，在项目科技攻关人员与劳务队2个多月的努力研究实践下，通过反复比选，数次试验，一种可自动旋转、深度切割、高效灵便、结构稳定的旋转切割机问世。该截桩机截一个桩头仅需5 min，节约电力80%以上，成本降低近50%。目前，该设备已获得国家知识产权局专利授权。采用土模法施工流程简捷，工效高，速度快。通过先机械填筑后人工开挖的土模法，有效避免了CFG桩成桩后桩间土的挖除与回填，简化了施工工序，提升了施工速度;采用自行研制的旋切截桩机截除桩头，降低作业人员劳动强度，大幅提高了工效。同时其工艺简单，施工便利，质量可靠，便于推广。场地的硬化填筑、桩帽土模开挖和截桩机旋切截桩施工工艺易于掌握，质量易控，避免了因保护土层清运和去桩头作业对桩顶设计平面以下桩间土的过度扰动和对桩身的磕碰造成断桩的问题及桩间土回填不易夯实的问题，保证了施工质量。自主研制的截桩机具有结构简单、配件易购、投入小，可购买配件、材料进行自加工，有效降低设备成本投入等优点，经济效益显著。旋切截桩机的使用确保了桩帽施工的工程质量，提高了工效，加快了施工进度，受到了铁道部各级领导的高度评价，不但为单位创造了显著的经济效益，更赢得了良好的社会效益，该项技术被列为全局推广技术。在公司工程技术部的支持下，项目部编制了《CFG桩复合地基土模旋切截桩现浇桩帽施工工法》，该项工法被评为中铁十二局集团公司三级工法、山西省建设厅第12届省级工法、铁道部2009年度部级工法。“CFG桩复合地基土模旋切截桩现浇桩帽施工技术”同时也被评为京沪高速铁路技术创新成果三等奖。

济南西站站内黏土、粉质黏土分布广泛，在CFG桩施工过程中，出现了难以钻进、黏土裹钻严重，无进尺等一系列问题，我项目部先后进行了选用大功率钻机、设备满负荷钻进、改变钻杆螺距、设置人工清泥平台、加工脱泥器、更换特种钻头等多种施工试验。虽然各种方法均难以满足工期压力带来的进度要求，对工程整体进展无太突出表现，但CFG桩脱泥器的研制却也彰显项目部以“科学技术为第一生产力”的管理思想。该脱泥器为科技小组针对长螺旋钻杆上裹泥难以脱落，人工清除费时耗力而特别设计的，脱泥器利用长螺旋钻杆自身旋转而达到自动刮除裹泥的功能，该设备已获得国家知识产权局专利授权。

济南西站框构桥有一个突出的特点，就是除了1座框构小桥外均为大、长框构。框构单根钢筋设计长度可达30余m，远远大于标准钢筋原材长度，这给钢筋的加工及成品运输带来很大的不便。在钢筋加工厂的建设之初，我项目部一工段技术人员率先针对这一问题，对钢筋加工厂进行了整体设计。钢筋原材料区、加工区和成品存放区呈直线相接布置，使得取材、加工、存放各工序环环相扣，钢筋的生产加工犹如流水线作业。通过对穿越场地电力线路的预埋、对外漏电力线路的贴柱套管，极大地保障了生产中的用电安全。通过对钢筋原材料区采用全封闭移动式存料棚设计，解决钢筋吊装入库、日常防锈等问题。加工棚采用半敞式设计解决了超长钢筋抬出操作平台不便的问题。超长钢筋加工棚、移动原材料储存仓、无线厂区等理念，是项目部注重现场实际需要，重视科技作用的成果。根据这一成果编制的《移动式钢筋存料棚设计与施工》获得了中铁十二局集团公司三级工法，获山西省建设厅第12届省级工法，获铁道部2009年度部级工法。

3.2 重视与外单位合作进行科研课题研究

针对高速铁路路基沉降控制严格的特点，结合这一工程特点，项目部与北京交通大学合作，研究多线站场路基大面积堆载条件下的沉降规律;与铁道第五勘察设计院共同试验，研究不同填料EV2检测控制指标特性对比情况，为施工提供科学指导。

3.3 重视专家咨询及人才培养

项目部科研力量相对薄弱，技术人员对科技创新工作认识相对不足，针对这一情况，在项目部日常科研工作中，积极邀请公司专家及集团公司专家到项目部指导工作。在旋切截桩机与脱泥器的专利申请，《CFG桩复合地基土模旋切截桩现浇桩帽施工工法》与《移动式钢筋存料棚设计与施工》的编制撰写中，项目部得到了公司工程技术部与集团公司科技部的大力支持，为专利申请与工法编制的顺利实施提供了便利条件。

在专家到项目部指导工作时，项目部不惜时机地进行人员培训，如:召开座谈会，请专家与我部技术人员进行座谈沟通，回答技术人员不明白的问题，提高他们对科技创新工作的认识。除此之外，项目部还派出人员去国家级工法编制学习班参加培训等，为今后的科技创新工作打下基础。

4 结语

从济南西站的工程实践中，我们充分认识到，科技创新源自于施工生产对施工技术需求的原动力，只有深入解析工程特性，积极发动广大工作者为工程施工开动脑筋贡献智慧，工程才能又快又好的顺利施展。科技创新为工程施工提供技术支持，为单位创造可观的经济效益、良好的社会效益及和谐的环保效益，应给予高度重视。

［1］邝健政，等．岩土注浆理论与工程实践［M］．北京:科学出版社，2001．

［2］中华人民共和国铁道部．铁建设［2007］47号 新建时速300～350 km客运专线铁路设计暂行规定［S］．北京:中国铁道出版社，2007．

［3］文 魁，吴冬梅．经济与管理研究［M］．中文科技期刊数据库:经济与管理研究，2006(1)．

Summary of the Application of Scientific and Technical Innovations of Ji'nan West Station on Beijing－Shanghai High-speed Railway

Zhang Haitao

(China Railway 12th Engineering Bureau Group Co．，Ltd．，Taiyuan 030024)

The paper describes in detail the scientific and technical innovations in the construction process for Ji'nan west station on Beijing－Shanghai high-speed railway including:CFG pile cap soil mould construction method which can enhance working efficiency and save labor;convenient movable reinforcement steel storage shed;mud cleaning device for CFG piles suitable to sticky geological conditions etc．The working style of soliciting for help outside and inviting for help at home was persisted．Technical innovations provide motive power for the construction and play a huge role in creating economic and social benefits．

Railway passenger station;Scientific and technical innovations;Achievements;Summary

U291

A

1004-2954(2011)12-0051-02

2011-10-20

张海涛(1983—)，男，工程师，2006年毕业于石家庄铁道学院，工学学士，E-mail:jnxkzjsk@126．com。