既有高铁车站改建实施方案思考

2022-11-26赵强

城市建筑空间 2022年1期

赵强

（鲁南高速铁路有限公司，山东济南 250102）

0 引言

在既有高铁车站改建施工中，实施无砟轨道改造后有较好的平顺性，并且后期维修较少，可支持应用在我国高速铁路建设中，是较为关键的改建技术。在我国既有高铁车站管控中，铺设无砟轨道的高速铁路的站内通常采用无砟轨道结构建设正线与发线部分的空间，有少部分则采用有砟轨道结构。

1 怀化南站沪昆场现状分析

我国沪昆高铁怀化南站于2016年末正式开通运营，从站内正线至咽喉部分西端到发线部分铺设的是无砟轨道，仅在咽喉东段少部分区域铺设有砟轨道。具体来说，沪昆高铁怀化南站内正线区间部分铺设的是GRTS双块式无砟轨道，咽喉区道岔部分的无砟轨道为轨枕埋入式。沪昆高铁怀化南站车场中部区域，将站台、咽喉区小八字渡线等计算在内，在桥梁结构上的共有577m，正线及外侧到发线部分的梯线连接方式呈现反向曲线状。我国张家界到怀化铁路的客运专线可保持350km/h的速度，建于湖南省西部地区；中西部快速客运新通道可支持向南北及东西方向通行，使沪昆高铁延伸至湖南西部，与沪昆场长沙方向沟通是此条高铁线建设的重要意义。张家界到怀化铁路的跨线客车主要在衡阳方向及长沙方向运营，并且在远期可延伸至桂林方向。就实际客流分析，张家界方向到怀化至长沙方向的动车组经过怀化南站转沪昆客站，改建时需与沪昆场相接轨，和长沙方向沟通连接。

2 既有车站运营线无砟轨道插入道岔的相关技术

2.1 既有运营线有砟轨道插入道岔的施工方法

对于既有运营线，在有砟轨道地段内实施插铺道岔施工，有比较成熟的施工技术支持。我国兰新铁路中石泉车站在进行站内改建施工时，施工人员可在天窗时间内，高效插铺多组18号无缝道岔，其规格为60kg/m。在我国大西客专新临潼联络线上，与包西高铁下行线进行连接时，也采用插铺道岔施工技术，能在天窗时间内将42号道岔的插铺工作有序完成。在高铁运营线有砟轨道地段，通常可采用原位铺设法插入道岔，也可用推送法完成道岔插入施工。

2.2 既有高铁运营线无砟轨道插入道岔的应用分析

在上海R1线中，施工人员在既有运营线上的无砟轨道地段内，高效完成道岔的插入铺设施工。在深圳北站的既有高铁上下行联络线向北咽喉方位引入，选择破除并改造部分无砟轨道，并为保障施工及运营的安全性，将局部线路封闭。对于上海R1线的插铺道岔，在建设M8线时，需要设置联络线连接R1线，连接部分位于人民广场站地段。上海既有的R1线处在运营状态，并且没有预留道岔。对此，施工单位需要在R1线上的整体道床插入道岔，要将1组60kg/m单开道岔插入铺设道床中。这项改造工程是我国第一次在地铁运营线保持正常运营的状态下，在线路上的既有整体道床进行插入铺设道岔施工，共花费4个月就完成施工。在地铁运营线设计中，要求保持较低的速度，插入铺设道岔工作较为简单。施工单位需要尽可能保留R1线的既有道床及轨枕，在既有道床中凿除应接入新岔枕的具体位置，完成新岔枕用基坑施工，再分区域进行新岔枕安装施工。在既有线路实施道岔插铺时，施工单位需要保障第二天能恢复正常运营，选择“隔三设一”方式开展插入铺设道岔施工，同时左右轨道部分交替施工。具体来说，施工单位先按要求铺设岔枕，每隔三个既有岔枕设置1个新岔枕，左右股开展交替插铺施工，共4次调换完成新岔枕插铺设置。施工单位先选出R1线上的施工道岔直股部位的道床，再对曲股上股尖轨根端直到辙叉头之间的道床进行施工管控，最后对曲股下股部位的道床进行施工。施工单位在完成全部岔枕的换铺施工后，进行钢轨件换铺施工，同时利用特制的支承架以及垫硬木等，将线路上既有钢轨进行固定，可在天窗时间内高效完成插铺道岔施工，同时能保障第二天正常行车运营。我国赣深客运专线中的上下行联络线向北咽喉方向拓展，施工单位需要对部分北咽喉无砟轨道进行破除改造，并且需要新增设一条动走线。此项改建工程需要进行土建、轨道改造等专业施工建设。在封锁运营线路前，施工单位对现场进行仔细勘察，采取临近既有线路以及天窗点进行施工建设，完成填筑外侧路基、加固无砟轨道、改造接触网硬横梁等一系列施工任务。

2.3 对高铁无砟轨道插铺道岔的启示

在我国既有高铁线路改造中，合成岔枕的应用能提升施工效率。当前，在我国时速为350km/h的高铁线路中，采用混凝土枕或者轨道板作为道岔下部基础，需要深入研究合成岔枕应用。同时，在我国既有高铁车站改建中，应深入研究道岔区道床结构，优化改进结构方面的不足。对于地铁线路的改造设计，有较低的速度要求，插铺岔枕可借助线路基坑回填钢筋混凝土，将岔枕加以固定。而对于高速铁路既有线路，插铺道岔施工时通常采用双块式无砟轨道，需要凿除全部既有道床支承层，再按照步骤进行逐枕施工，道岔区会有很多施工缝。

3 怀化南站沪昆场引入张吉怀铁路方案分析

3.1 改建方案分析

怀化南站沪昆场的改建是由张吉怀铁方向引入，下行联络线贯通沪昆场4道，把站内的6道和4道线进行分路道岔，将高铁开向改变，使得4道贯通连接沪昆下行联络线，并在4道上出岔部分与6道连接，在站内本线和Ⅱ道之间有一组渡线铺设其中。在沪昆上行正线处，需将无砟轨道拆除，将一组无砟道岔铺设其中。经改建后，沪昆下行联络线可与6道、4道相连接，沪昆客运专线上行方向则能和站内全部股道连接，在期间内，可支持平行进路。经研究改建设计方案，因怀化南站沪昆场需新增单线，在特大桥工程范围内有正在发育的岩溶，并且可溶岩层面呈现起伏状态，建设施工造成的冲击力可能导致出现基层岩溶塌陷及侧偏的严重问题。既有怀化南站沪昆场的站房进站平台与6道外侧高架桥梁间只有7.8m的距离，需将室外平台、楼梯、雨棚设施等拆除，并在施工期间应将旅客进站线路加以改变。因此，专题研究分析引入沪昆高铁破无砟轨道插入道岔方案可知，改建施工需克服拆除无砟轨道、铺设无砟道岔以及帮宽路基、四电实施过渡等技术难题。由于怀化南站沪昆场6道东咽喉部分是有砟轨道，插入一组渡线的可能性较大，因此确定增加一个站台和一组线路是最终改造实施方案。

3.2 破除无砟轨道插入道岔专题研究分析

就现有改建条件而言，沪昆场引入张吉怀铁路需对西咽喉部分实施改建，具体是将一组18号插铺入正线处，并且需拆除Ⅱ道部分，改建设置成18组道岔。沪昆高铁怀化南站需支持44对动车行动，若将西咽喉上行正线处封闭，则需借助咽喉渡线让高铁列车在站内反行；分析运行图实际情况，则需适当调整部分列车的行车时刻。改建专题研究目标则是让道岔区无砟轨道部分更好地与快速施工相适应，实施在既有无砟轨道插入道岔改建施工，并采用相应的施工工艺、方法以及施工材料等，保持在非封闭状态下，支持既有线路运营的同时进行施工建设。

4 既有高铁车站破无砟改建施工方案研究

4.1 怀化沪昆场线下改建工程

沪昆下行线贯通连接4道发线，其中一道岔则需与沪昆怀化南站特大桥线桥发线相连接，另一道岔则需进行预先改建施工，是从沪昆正线到发线位置引出的两条，将其接入改建部分。为达到设计要求，既需要帮宽既有沪昆路，还需在进行从正线出岔到发线部分改建时，重新拼接被破坏的既有无砟轨道，以实际接入需要为依据将道岔设置好，使轨道原有的连接方式发生改变。改建施工的主要部分是怀化南站特大桥L6线桥去往昆明台大里程方向的路基部分，此路段的既有路基是桩板结构的基底，在对路基岩溶注浆施工及地基加固处理后，直至彻底固化，再实施帮宽施工处理。在比对分析施工方案后，结合施工现场情况，最好选用CFG桩复合地基并实施岩溶注浆的施工处理方案。在进行施工处理时，需先注浆加固处理路基底部可溶岩层面及附近部分，并在帮填处理路基部分时，按照设计规定的分层厚度实施分层帮填处理及机械压实处理，并且同时实时监测填筑过程中的实际压实厚度等。

4.2 无砟轨道改建施工的主要流程分析

岔区板式无砟轨道结构扣件主要有道岔板、底座以及自密实混凝土层下部结构，底座和钢轨底面之间的区域可实施操作施工处理，可在天窗时间段内利用钢垫梁将区域架空跳开，实施分单元施工处理。自密实混凝土部分的施工可作为调整层实施处理，利用高强混凝土等聚合物材料实施填充。道岔板结构可进行提前预制，并且有较高的制造密度，可将天窗时间利用起来，在道岔钢轨件安装专用扣件之前，实施道岔板逐块施工处理。因此，在天窗时间段内，有相应的施工条件支持将道岔插铺施工处理。在完成线间隔离施工、设备迁改施工以及地基注浆处理、防护装置安装等工程后，有相应的施工处理条件后，可拆除无砟轨道施工和道岔插铺。主要改建施工流程为：在施工前段和施工后段时间内，实施锚固植筋加固处理规定范围内的既有道床，将改建部分轨道锯掉并移除，在完成轨道板拆除处理后向外运出，再借助钢垫梁将钢轨部分实施架空支承处理，将拆除处理道岔区支承层后，重新对底座部分进行施工处理，并进行道岔板铺设施工。完成施工后，在天窗时间段内将专用扣件以及有缝钢轨进行拆除处理，同时需拆除铺设的钢轨部分以及扣件部分，对线路以及道岔部分进行对比精调，完成后，可将跨区间无缝线路恢复通车状态。其中，在钢垫梁架空支承钢轨施工时，需以岔区道床的实际长度合理划分拆除范围部分，在实施支承层换层施工处理时，需使用钢垫梁依照单元划分，对规定范围内的钢轨实施4次循环架空处理。

4.3 “四电”专业改建的具体流程分析

为与沪昆新建上下行联络线新建路基部分及桥梁施工处理相配合，首先应防护处理接轨部分沪昆高铁电缆槽内的通信线缆以及信号光电缆，在路基和桥梁上将过轨钢管和过轨电缆井部分预留出来，并把被割断的既有沪昆高铁通信电缆槽道连通，再对槽道实施修复施工处理。在沪昆高铁两侧部分的新建电缆槽道内，将完全相同的光电缆实施敷设，再在夜间天窗时间段内，割接处理要点部分的光电缆，并在完成后，改建迁移接轨部分沪昆高铁通信光电缆。为保障沪昆高铁线路通信不中断，需分多次对要点部分光电缆实施割接施工，不能同时进行两侧割接施工处理。

在完成站场过渡第1步后，将道岔线路部分开始启用，将6道开通并将4道停用。在正式完成后，并将除4道外的全部信号设备同时启用，按照正式版的要求进行软件修改和启用。此时，4道站场还未完成施工，停用4道并实施封锁，采用过渡措施对道岔进行处理。在站场部分完成第2步后，将所有的过渡措施恢复，并将4道信号设备启用，检查无误后，全站内信号设备可实施正式启用。在正式工程施工时，土建施工单位需同时开始过渡工程基础、站前路基以及桥梁部分等施工。若在实际施工过程中，既有支柱或既有接触网影响支柱的施工处理，土建施工人员可设置临时支柱、腕臂柱及下锚等，拨接既有接触网线到临时支撑部分完成过渡，确保正式施工处理以及新设接触网设施提前进行悬挂调整，使改建开通线路的相关要求同时被满足。在完成每次施工后，应确保接触网状态达到线路行车速度要求，按照验收标准执行检查等。