历史文物站房分阶段整体平移技术

张小龙 庞小军 熊云凡

中铁建工集团有限公司北京分公司 北京 100070

随着我国铁路交通建设快速发展，早期建设的铁路客运站逐渐淡出人们视野，部分站房暂停使用，但其具有重要的历史文化价值，经文物部门鉴定后会将其纳入文物范畴，对其保护以及利用的研究，具有重要现实意义。

1 工程概况

清河历史站房建筑总面积300 m2，为中西合璧风格的6柱5间式建筑，坐东朝西。原中间3间为候车室，外部为券门；两侧及候车室后方为站长室、电报室、杂役室。新中国成立后，经过多次改造，房间使用功能发生巨大改变，3处拱券被改作为售票窗口，候车室、进出站口另设在外围建筑；屋顶被更换成彩钢板，房顶与其他添加建筑连为一体；站房门窗拱券痕迹尚存，女儿墙已全部损毁缺失。

2017年6月，京张高铁清河站原址建设，清河老站房异地搬迁保护，老站房整体直线（向东斜向）平移约84.55 m至站房暂存位置，南侧具备条件后，站房向南斜向直线平移274.81 m至站房永久位置。清河历史站房整个结构体系分为上下2个部分，下部分为建筑原有基础，上部分为主要结构体系，根据上部结构受力情况采取必要的加固措施，保证整个上部结构体系的强度、刚度以及稳定性要求，保证上部结构能够成功分离，在完成分离后，通过各种技术措施对清河老站房进行有效保护，并最终可靠停留在既定位置。

2 整体平移技术原理

对现有结构物体进行必要的安全加固，根据托换理论改变其传力系统，在基础适当位置使迁移部分与原结构部分脱离开，分成原有基础部分与迁移部分，使迁移部分形成独立的可移动单元体，然后通过滑道推拉等技术手段，使迁移物到达新的预定位置，并完成后续处理工作[1]。

3 工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

结构加固→土方开挖→上、下轨道梁→上托梁、水平支撑→墙柱切割→平移前准备→试平移→正式平移→就位连接→场地恢复

3.2 操作要点

3.2.1 原结构加固

采用2种加固方案，对内墙采用单面钢筋网水泥砂浆面层加固，沿墙体通高加固，对外墙采用双面钢筋网水泥砂浆面层加固和双面钢骨架加固（图1～图3）[2]。

图1 墙体加固剖面示意

图3 钢骨架加固示意

图2 外墙钢筋网片及拉结筋示意

在结构移动过程中，为保证结构的稳定性，在房屋底部的基础墙体部位两侧夹托梁，托梁在移动过程中起到承力的作用，可以大大提高结构安全性（图4）[3]。

图4 墙体托换节点示意

3.2.2 下轨道梁结构体系施工

下轨道梁结构体系包括建筑物原址、移动路线和新址。下轨道梁结构应根据建筑物平移时荷载的最不利组合进行计算。下轨道梁结构设计时应考虑承载力、刚度和沉降计算，还应考虑地基不均匀沉降对上部结构的影响。下轨道基础与原基础连接且共同受力，新旧基础连接应保证基础的整体性，且应严格控制新旧基础间的沉降差。

1）室外下轨道梁施工流程：测量放线→垫层施工→测量放线→下轨道梁钢筋绑扎→下轨道梁支模→下轨道梁混凝土浇筑→达到一定的强度拆模→混凝土顶部砂浆找平→铺钢板。

2）施工要点。土方开挖前应检查定位放线，合理安排行走路线及弃土场，基坑开挖应分层进行，挖土时不应松动底部非开挖土层。室内段下轨道梁施工前要对条基的结合部位、柱墙基础进行凿毛，并用水冲刷干净，以便与新浇筑混凝土良好结合，保证共同受力。室外段下轨道梁及新址段下轨道梁应与承台基础一起施工。移位前下轨道梁应进行测量和找平，为减少摩阻力及分配荷载，滑道顶面铺较厚钢板。

采用滚动移动，移动接触面为滚轴与钢板。滚轴采用φ108 mm钢管，中间填充混凝土，滚轴间距为200 mm。试验表明，此类钢管填充混凝土后极限承载力可达到700 kN，本工程设计时取150 kN，远小于极限荷载（图5）。

图5 上下轨道梁截面示意

3.2.3 上托梁及水平支撑体系施工

1）施工流程：测量放线→墙柱凿毛→绑扎钢筋→支模→抄标高→浇筑混凝土→达到一定的强度拆模→滚动装置安装。

2）施工方法。上托梁及上轨道梁施工时应将柱、砖墙表面凿毛清理并冲水洗干净，在上轨道梁的上部应开一凹槽，以便混凝土与柱及墙体良好结合。墙体开洞时断面略大于混凝土施工断面，且要保证墙洞周围的混凝土不松动。

3）施工要点。施工时各片墙相间进行，相邻墙不同时处理。当原混凝土柱保护层凿除后，立即进行外包钢筋混凝土的施工。按墙梁设计，与上轨道梁浇筑成整体。设计应考虑到正截面的受弯承载力，局部抗压承载力及周边的抗冲切承载力。

3.2.4 切割原结构与原基础的连接

1）施工要点。截断施工应在上下轨道结构体系、托换结构体系的材料强度达到设计要求后进行。截断施工前，应确认移动装置的位置和方向正确无误，截断施工过程中不能改变移动装置的位置和方向。截断施工应严格按施工方案确定的顺序对称进行。截断施工时，应监测柱及托换结构体系的状态变化，包括墙竖向变形、托换结构的异常变形或开裂等，受力较大的关键部位可进行应力监测。墙和柱截断施工宜采用水钻，避免产生过大的振动或挠动。

3.2.5 平移施工具体操作步骤

1）设备工厂调试。液压系统：采用高压柱塞泵提供平移动力，每条滑道布置1台60 t的平移千斤顶，额定行程为200 mm，共布置5台千斤顶，可提供300 t的总推力，平移速度约为1.5 m/h。

2）平移钢绞线下料。本次使用φ15.2 mm的1860级钢绞线进行平移，下料时仔细检查钢绞线，不得有锈蚀、泥污、尘土等，确保平移安全可靠。

根据滑移长度对钢绞线下料，长度为净距＋1 000 mm，平移设置5条滑道，5束钢绞线，每束15根钢绞线。钢绞线分为左旋与右旋，穿束时左旋与右旋各一半，防止平移过程中千斤顶缸内转动。

3）平移设备整体安装调试。接好电路和油路，调试平移设备，确保平移工作无误。

4）钢绞线安装：先将钢绞线依次穿过千斤顶，按照相同空位安装固定端锚具，挤压制作后锚点并安装，最后依次预紧每一根钢绞线（图6～图8）。

图6 钢绞线预紧

图7 后锚固点

图8 预紧完成

图9 滑道及滚轴

5）为观察和评估整个平移施工系统的工作状态和可靠性，正式平移前，按下列程序进行试平移，具体如下。

① 检查各项准备工作是否已完成，是否具备试平移的条件。

② 为减少启动加速度，控制泵流量，将理论平移速度控制在10 mm/min。

③ 在平移过程中做好观察、测量、校核、分析等工作。

④ 完成长度100 mm的试平移。

6）正式平移。试平移后，经全面检查无误，即进入正式平移过程。按试平移时的步骤进行，如果发现有不正常现象，马上停止，分析原因，解决后继续进行。正常平移时每2 m停机1次，检查各点之间误差是否控制在20 mm以内，误差在控制范围内则继续进行，若位移差超过则对平移较慢点单独供油，以保证各点同步性。为确保平移的同步，在平移现场增加全站仪对结构位移差进行测量，作为辅助测量措施。

7）就位前准备。待结构整体平移至设计标高下方100 mm处，由总控台发出停止命令，同时对结构的整体情况进行复测，并制定相应的纠偏措施，此过程中需要施工人员与设备控制人员统一协调行动。设备控制人员根据施工人员测量结果点动调整设备进而调整结构的位移，最终达到设定位置。

8）平移就位，千斤顶卸载。纠偏完毕，结构到达指定位置进行连接处理措施，之后拆卸平移设备及工装。

3.2.6 平移施工监测

对建筑物的沉降、整体倾斜及裂缝进行监测，监测点应布置在对移位变化较为敏感或结构薄弱的部位，监测点的数量及监测频率应根据需要确定。

平移过程中，随时监测建筑物各轴移动的均匀性和方向，并应及时调整。同时，还应监测托换结构及下轨道结构体系和建筑物的变形、裂缝及不均匀沉降，并应及时处理。

3.2.7 到位后的连接

1）就位连接施工流程：建筑物到达新址就位→取出下轨道梁面的部分钢板→对墙柱进行连接→下轨道梁顶面混凝土、托梁底面混凝土凿毛→上、下轨道梁间进行支模浇筑混凝土连接→按原有设计方式→依次对室内进行恢复。

2）施工要点。建筑物移位至指定位置，验收合格后实施就位连接。连接应按设计要求施工，检查预设连接锚筋、连接预埋件的位置，避免错漏。焊接连接时，交叉施焊并采取降温措施。空隙的填充应密实，可采用微膨胀混凝土或无收缩灌浆料。应根据水、电、暖等设备管线的设置，预留安装孔洞。

4 结语

利用托换技术将结构物分成原有基础部分与迁移部分，无需对结构物进行拆除，使其整体得以有效保护。只需进行建筑物的安全加固和轨道梁施工，通过滑道推拉等技术手段，使迁移物到达新的预定位置，费用仅包括托换系统费用、新址基础费用和移迁费用，不需要将建筑物拆除后在新址重建，节约了大量人力、材料、机械台班费用，避免了建筑物拆除和新建过程中的安全隐患。因无需使用塔吊、汽车吊等大型机械配合施工，故取得了良好的社会和经济效益。