利用地铁运营线进行延长线铺轨的施工技术研究

房 斌 柏成林

(1.青岛地铁集团有限公司,266021,青岛； 2.中铁三局集团有限公司线桥工程公司,065200,三河//第一作者,工程师)

目前，为加快城市轨道交通工程建设步伐，避免单个节点问题影响整个工程进展，越来越多的城市轨道交通工程项目采取了分段施工和开通模式。分段施工和开通模式虽能使部分线路早日投入运营,但同时也给后期轨道安装工程的施工组织带来了很大的难题。其主要体现在:后期轨道铺装施工无轨排井可用，轨料运输距离长，施工工效折减大，施工配合量增加，以及施工协调工作量大等诸多方面。如何在无轨排井条件下，充分利用运营线的运输天窗，有效组织资源，加强施工协调，在合理工期内安全、优质、高效地完成后期轨道铺装施工任务，成为解决后期线路开通运营的关键问题。

本文以青岛地铁3号线错埠岭站—清江路站区间的轨道铺装工程为例,论证在无轨排井条件下,利用已开通运营的车辆段作为临时基地,通过运营线路进行轨道运送的施工方案和管理重点。

1 工程概况

青岛地铁一期工程(3号线)正线线路全长24.9 km，全部为地下线路，线路北侧尽头设有1处车辆段。青岛地铁3号线北段(清江路站至车辆段区间)于2015年12月16日率先开通试运营，全线于2016年12月18日开通试运营。青岛3号线北段开通后，南段仍处于铺轨阶段，其中错埠岭站—清江路站区间位于线路中间地段。该区间大里程方向连接至已开通的运营线路，小里程方向连接至尚未施工的错埠岭车站，无法与前方铺轨基地形成贯通条件(见图1)，铺轨施工难度较大。

图1 轨道施工区段示意图

清江路站—错埠岭站区间的铺轨长度为3.124 km，其中钢弹簧浮置板道床段长1.140 km，预应力长轨枕整体道床段长1.984 km(其中0.76 km采用DTVI型扣件,1.224 km采用减振器扣件)。轨道施工期间错埠岭站尚未施工，且该区段内无长大轨料的吊装条件。

2 施工方案

轨道施工区段无轨排井可利用，不具备轨排吊装条件，无法采用常规机械铺轨施工。整个施工区段无满足长大轨件下料的下料口，也不具备采用常规人工散铺的施工条件。

综合以上现场条件，分析发现现场唯一可以进行长大轨件运送的通道只有已经开通运营的线路。因此，拟采用既有车辆段材料线(股道)及卸车场作为临时轨料存料场和装卸场,利用夜间运营线路的施工天窗，运送轨料到达施工现场。

铺轨施工方法如下：在已成型轨道上搭设简易平台，完成材料装卸，轨排组装，倒运就位，轨排架设。钢弹簧浮置板钢筋笼的施工充分利用马蹄形隧道断面空间大的特点，在浇筑完成的垫层上绑扎钢筋笼，然后进行吊装倒运就位。利用区间原有的两处施工竖井运送混凝土，洞内辅以混凝土罐车进行混凝土运送和浇筑[1]。

道床施工完成后，移动式闪光接触焊轨机利用已开通运营线路进入施工区段，进行焊轨作业。

3 施工组织

3.1 场地规划管理

场地规划分地面材料存放加工区规划、隧道内存料和生产区规划两部分。

地面部分选择车辆段内材料堆场进行轨料存放，场地面积必须达到50 m×30 m以上，划分钢轨、轨枕、扣件存放区、钢筋加工存放区，同时预留2台25 t吊车同时作业区域。钢轨存放应沿线路方向，以方便装车需要(见表1)。

表1 地面材料堆场区域方案

隧道内存料和生产区域以满足生产和减少二次倒运为原则，以成型的道床为载体，循环向前推进。场地布置以50～75 m长度为宜。由于短轨枕和扣件等零碎料较多，在布置时宜铺设可循环使用的木板。隧道内存料和生产区布置见图2。

生产区按工序先后、材料规格和数量进行规划，应满足施工程序要求(先进场钢轨、轨枕等大件材料，后进场扣件、辅助材料等小件材料)。实施过程中，严格按照设计数量倒运物资和工装，最大限度降低生产区物资存量。

图2 隧道内存料和生产区布置示意图

3.2 测量控制

由于施工区段整体尚未贯通，无法满足两站一区间测量要求。为满足施工进度要求，利用中间两个竖井，将线路分为3个区段，每段长度约500 m。采用分段测量、限界确认和轨行区作业面移交工作方式,尽量匹配土建施工和轨道施工关系，保证整体施工进度[2]。

3.3 轨料运送安全管理

由于所有轨料均需从运营线路运送至施工现场，因此,利用运营线路运送轨料的过程是整个施工的关键，运送过程的安全性直接影响现场施工进度。为保证既有线运送工作的安全,需采取以下措施：

(1)利用限界车做为运送工具,运送过程中必须防止轨料超限，损坏运营线路设备(见图3 a))。

(2)制定轨料加固措施，对平板车进行改装，增加绑扎连接点。根据轨料属性，可分别采用导链、吊带或钢丝进行加固(见图3 b))。

a) 限界车

b) 加固方式图3 轨料运送与加固实景

(3)加强和运营设备管理部门的对接，排定运送计划。联合运营设备管理单位,共同对装车加固后的轨料进行确认，确保装车牢固且不侵限。同时,在经过运营线路区段,由熟悉线路状况的引导司机跟车随行，确保既有线运送工作安全可靠。

(4)根据现场施工情况建立合理的物料消耗计算模型，测算轨料运送数量，保证轨料运送与现场施工之间相匹配。物料运送顺序、每车次运送数量和加固形式见表2。

表2 每车次轨料运送数量及加固方式

3.4 工作面管控

运营线路的维修天窗每天只有3 h，为保证轨料运送工作顺利完成，运送作业必须严格按照计划执行。需提前联系场调、行调、随车司机和车站值班员，确保整个运送环节畅通[3]。

由于隧道内作业面狭窄，无富余空间进行轨料堆码，因此,施工现场必须严格按照既定施工计划组织施工，保证现场轨料及时消耗，腾空堆放区域，保证轨料存储需要。同时，充分利用返空轨道车，及时清理施工废料，保证施工作业面整洁有序。工作面管控应着重加强过程管控，严格控制施工质量。

3.5 施工过程协调

利用既有运营线路参与施工组织需要协调的对象较多，隧道内施工进度也要与既有线运输计划相匹配。需建立定期协调机制，通过定期对施工各相关部门的调度协调，搭建信息沟通平台，及时准确地反馈土建交付计划、轨料运送计划及现场施工动态,快速有效地调配资源，确保施工生产的顺利开展。

4 施工效果

由于在施工前已制定了工作面分段交接和分段测量计划，保证了施工的顺利推进。

通过合理的轨料加固方式，严格的轨料运送计划，以及轨料运送过程的协调和安全控制，保证了整个施工过程安全顺畅。

由于严格按照物料消耗模型组织轨料进场和施工，减小了隧道狭窄空间的影响，最大限度地发挥了生产效能，加快了施工进度，因此得以短期内实现了工程目标。不同施工方式与本段施工速度的对比见表3。

表3 施工速度对比

本文提出的施工方案统筹保障了后期土建工程的施工，同时为后续的供电与设备分段施工提供了作业条件，保证了整体工程的顺利推进。

5 结论

通过场地规划管理、测量控制、安全管理及工作面管控等5个方面的措施，在青岛地铁3号线错埠岭站—清江路站区间成功实施了利用地铁运营线路进行铺轨作业的施工方案，为利用既有运营线进行铺轨施工积累了宝贵的工程经验，也可为国内类似工程建设提供参考。主要结论如下：

(1)通过施工统计，建立合理的物料消耗计算模型，匹配工作面移交、轨料运送、现场施工之间的动态关系，有效保证了铺轨作业的顺利实施。

(2)提出了循环利用施工成型轨道作为生产运输平台的施工方案，有效克服了隧道内空间狭窄、工序衔接不畅、生产工效降低等难题，保证了施工进度。

(3)建立了既有运营线运送轨料的管控机制，在轨料运送装卸加固方式、运送行车速度、运送计划的编制、施工与运营配合方式、应急措施等方面积累了宝贵经验。在保证既有线运输安全的基础上，为现场散铺施工创造了条件。