广佛线二期轨道工程拆解方案研究
2016-12-30刘文武
刘文武
(广州地铁设计研究院有限公司,广东广州 510010)
广佛线二期轨道工程拆解方案研究
刘文武
(广州地铁设计研究院有限公司,广东广州 510010)
系统总结广佛线二期工程远期与广佛线三期工程及佛山6号线实施拆解时的轨道设计方案,主要包括:拆解段预留道岔安装条件;采用修补性佳的合成枕;利用加厚铁垫板和调高垫板设置全超高;合理组织拆解施工工序;提高拆解地段的轨道平顺性等。
地铁 轨道 拆解 加厚铁垫板 预留道岔 减磨防脱护轨
1 工程相关特点
广佛线二期工程线路长度约为6.68 km,均为地下线路,共设置4座车站,由南向北分别为小涌站、东平站、世纪莲站、澜石站。根据佛山轨道交通线网规划需求,远期广佛线三期工程实施时,在世纪莲至澜石区间将进行拆解,拆解后,小涌站—世纪莲站区间纳入佛山6号线运营,广佛线则继续向南延伸(如图1)。
图1 佛山轨道交通线网拆解示意
为减少工程废弃及拆解时对既有运营线路的影响,广佛线二期工程设计时,需对远期线路的运营组织拆解方案进行研究,在轨道工程上做好预留衔接工作。
2 轨道工程拆解实施方案
2.1 与广佛线一期工程的接口及衔接
广佛线一期工程线路末端为车挡,即轨道专业铺轨终点,接入条件较单一。二期工程实施时,一期工程已经运营6年,可能会存在几何尺寸的偏差。二期工程接入时,须实测既有线轨面高程、轨道方向,核实无误后,拆除一期工程车挡,将新旧钢轨焊接,形成无缝线路。
2.2 拆解预留条件
广佛线二期工程与广佛线三期及佛山6号线接驳地段,涉及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号六个节点,共6个平面交叉节点(如图1所示)。远期拆解实施完成后,广佛线二期工程右线为广佛线三期和佛山6号线的联络线,左线废弃。
鉴于广佛线二期工程右线的远期联络线功能,同时考虑现阶段的运营线路条件(正线曲线半径不宜小于300 m),Ⅰ、Ⅱ节点各预留设置12号道岔的线路条件,即在该位置按12号道岔的转辙角、导曲线半径(R-350 m)曲线设置,并以预留曲线交点作为岔心(如图2)。
图2 Ⅰ号节点处线路平面
考虑行车组织运能需求,为提高列车通过曲线的速度及满足旅客舒适度要求,Ⅰ、Ⅱ号节点之间的曲线和Ⅲ、Ⅳ之间的曲线在现阶段需设置25 mm的超高,并在曲线两端的直线上按1‰超高顺坡率进行超高顺坡。
为尽量减少拆解时对既有运营线路的影响,Ⅰ~Ⅵ号6个节点处的整体道床需按照共用轨枕设计。
2.3 拆解预留方案
(1)轨枕的选型
广州二、八号线轨道工程的拆解于2010年9月实施,整体道床采用混凝土轨枕。通过在混凝土枕上精确预留远期线路的扣件螺栓孔来实现新旧线路的连接,设计接口较为复杂。
随着技术的进步,质量轻、弹性好、可修补的合成树脂长枕逐渐在城市轨道交通领域广泛采用。本工程拆解节点段推荐采用合成树脂长枕,现阶段按照现有线路条件安装扣件,远期拆解实施时,拆除扣件,对合成树脂枕进行修补,在短时间内重新钻孔,恢复远期线路(如表1)。
(2)超高的设置
Ⅰ、Ⅱ号节点预留了设置12号道岔的线路条件,现阶段需设置25 mm的超高,以满足行车运营组织需求。
表1 合成树脂轨枕和混凝土轨枕对比
由于拆解后该位置为12号道岔(道岔不设置超高),故现阶段采用设计相应的加厚铁垫板和调高垫板来实现外轨全超高,并在曲线两端直线上利用加厚铁垫板的高度变化及调高垫板进行超高过渡。
经计算,曲线内轨采用平坡铁垫板即可满足工程需求。为降低生产制造难度,铁垫板种类应尽可能少,内轨平坡铁垫板与相邻线路(1∶40的轨底坡)过渡时,利用1∶80和1∶60两种承轨槽坡度的铁垫板进行顺接过渡。
曲线加厚铁垫板横断面如图3、图4所示。其中:h-20为超高值,a、b值为因铁垫板加厚及轨底坡变化引起的承轨槽两端变化值,承轨槽斜度为1/40+(h-20)/1 500。为降低生产制造难度,铁垫板种类应尽可能少,外轨采用h25、h30、h35、h40、h45共5种规格的加厚铁垫板,超高顺坡段利用不同规格的调高垫板补足超高值。加厚铁垫板技术参数如表2。
图3 曲线内轨平坡铁垫板横断面(单位:mm)
图4 曲线外轨加厚铁垫板横断面(单位:mm)
表2 加厚铁垫板技术参数
(3)Ⅰ、Ⅱ号节点
Ⅰ号节点和Ⅱ号节点预留的12号道岔范围铺设合成树脂长枕,利用加厚铁垫板和调高垫板来实现25 mm的全超高。为减少磨耗和防止脱轨,提高轨道系统的服务水平,提高安全性,在曲线全长及超高顺坡范围内上下股均增设已经在国铁及城轨中广泛使用的减磨防脱护轨(如图5)。
图5 减磨防脱护轨断面
(4)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号节点
Ⅲ、Ⅳ号节点线路平面条件与Ⅰ、Ⅱ号两节点相似,位于广佛二期线路半径R=350 m的曲线与预留线路直线的交点,曲线没有设置缓和曲线。在远期线路进行拆解以后,开通直线方向,拆除侧向线路。
Ⅴ、Ⅵ号节点位于广佛二期线路与延伸线线路的两直线交点上(交角为4°45′49″),不需要设置超高。在接驳范围内用合成树脂轨枕过渡。轨枕布置方式始终垂直于两线路中心线的角平分线。
2.4 拆解实施方案
通过前期预留,可将拆解工程量减到最小。先实施Ⅰ、Ⅱ号节点拆解,再实施Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号节点拆解。
(1)施工准备工作
①实施前,应组织施工单位向运营单位“请点”,到拆解现场各节点进行锯轨、换铺演练,以确保施工水平和精度达到计划要求。
②拆解工程实施时,由于二期工程已运营一段时间,拆解工程现场必定存在钢轨、扣件、轨枕、道床的损伤和几何尺寸的偏差。在施工过渡工程实施前,应提前向运营单位“请点”,到拆解现场详细调查现有轨道养护情况。
③隧道内潮湿环境,需要拆除的既有线钢轨、扣件可能存在扣件螺栓锈蚀,无法拧起。需准备钻机,将无法拧起的扣件螺栓连尼龙套管一起取出。
(2)Ⅰ、Ⅱ号节点拆解
利用晚上休车期时间段进行Ⅰ、Ⅱ号节点的12号道岔恢复工作。根据现场情况,可分三次换铺道岔,第一次换辙叉部分,第二次换连接部分,第三次换转辙器部分。为确保顺利换铺,保证第二天的正常运行,换铺前预拆一次道岔,了解道岔预留情况,并进行换铺道岔预演。
(3)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号节点拆解
拆解之前的准备工作:根据计算长度锯断既有二期线路钢轨,对钢轨钻孔,上接头夹板和螺栓,并安装胀钉连接线,保证轨道回流的通畅。
拆解工程实施时,首先撤下二期线路正线钢轨,然后安装延伸线在该节点处的全部扣件,并换上钢轨。如有足够的时间段,则应立即组织移动式焊轨机进入拆解工程现场进行焊轨工作。焊接完毕后,进行无缝线路的锁定工作。最后拆除左线废弃线路。
2.5 佛山6号线接入条件
广佛线二期工程线路末端为车挡,即轨道专业铺轨终点,接入条件较单一。接入时,须实测既有线轨面高程、轨道方向,核实无误后,拆除车挡,将新旧钢轨焊接,形成无缝线路。
3 结束语
系统总结了广佛线二期工程远期与广佛线三期工程及佛山6号线实施拆解时的轨道设计方案。
因城市规划格局及功能的调整,作为城市交通主动脉的城市轨道交通布局和建设时序也需随之调整,这将会有更多的轨道交通建设需对1条或者多条线路进行拆解,但目前国内城市轨道交通整体道床的拆解实施案例较少,本线的实施,可为以后类似工程提供指导,具有积极的参考借鉴价值。
[1] GB 50157—2013地铁设计规范[S]
[2] TB 10082—2005铁路轨道设计规范[S]
[3] 广州地铁设计研究院有限公司.珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段二期工程施工图设计-拆解节点整体道床图[R].佛山:广州地铁设计研究院,2013
[4] 广州地铁设计研究院有限公司.珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段二期工程施工图设计-拆解节点设计图[R].佛山:广州地铁设计研究院,2013
[5] 郑翔.佛山轨道交通线路及行车运营组织拆解方案研究[J].现代城市轨道交通,2014(3)
[6] 易思荣.铁道工程:第二版[M].北京:中国铁道出版社,2011
[7] 中华人民共和国铁道部.TB10621—2004高速铁路设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2014
Study on Transformation for the Second Stages of Guangfo Rail Transit
LIU Wenwu
2016-08-17
刘文武(1987—),男,2009年毕业于西南交通大学土木工程专业,工程师。
1672-7479(2016)06-0079-03
U231
B