地鐵軌道施工常見問題及解決方案

地鐵軌道施工常見問題及解決方案摘要:研究目的：軌道施工巳逐漸成為制約工程總工期的關鍵性工程。受各種外界因素影響，提高軌道施工進度和精度顯得愈來愈迫切，本文在調(diào)查研究我國城軌交通工程巳建成運營線路和正在實施線路的基礎上,列舉地鐵軌道施工最常見的幾個問題,并提出相應解決方案，為保證工程質量和總工期要求提供保障。研究結論：本文詳細闡述了鋪軌過程中經(jīng)常遇到的增設輔助鋪軌基地、鋼軌焊接和立柱式道床施工等具體問題，得出結論如下：（1）輔助鋪軌基地應在考慮總工期要求的前提下合理設置；（2）鋼軌材質不同時焊接宜采用鋁熱焊；（3）庫內(nèi)立柱式軌道應采用架軌法施工以保證施工精度。關鍵詞:地鐵軌道施工;常見問題；解決方案1、 概述軌道是列車運行的基礎，它直接承載列車并引導列車運行。地鐵軌道施工竣工完成驗收俗稱''軌通”，是地鐵工程施工階段的一個里程碑.國內(nèi)外地鐵鋪軌施工多由鐵路工程單位完成，高水平施工工藝為少數(shù)單位和個人掌握，不利于國內(nèi)地鐵的發(fā)展。而軌道施工質量的好壞和工期進度的控制，直接影響整個地鐵工程，具有重大的經(jīng)濟意義和社會意義。因此，作者在從事大量設計工作的基礎上，結合工程實例,總結施工經(jīng)驗，撰寫本文，為行業(yè)內(nèi)提供參考，同時為保證地鐵工程整體質量和工期要求提供保障。2、 常見問題分析及解決方案本文試列舉軌道施工中幾個常見問題，并針對具體問題提出相應解決方案。2.1輔助鋪軌基地的設置工程工期隨著工程進展不斷發(fā)生變化，其中最常見的是鋪軌工期被壓縮，這時往往要在原設計的鋪軌籌劃基礎上調(diào)整方案.盡可能多增加鋪軌作業(yè)面能最直接解決這一問題，因此，需要在合適地點增設輔助鋪軌基地。一般地，鋪軌基地設置于車輛段和停車場，利用其便利的場地條件集中進行軌料儲備、堆放，組裝軌排、焊接長軌條等需要較大面積的作業(yè)，而輔助鋪軌基地的設置則更加靈活.若工程含有高架區(qū)間，輔助鋪軌基地應盡量設置在高架區(qū)間部分。若全部為地下線，輔助鋪軌基地一般選擇在明挖車站或埋深較淺的明挖區(qū)間,位置可選擇在本線的中部，也可選擇在工程起點或終點。輔助鋪軌基地所處位置應場地平整，具備設置吊裝孔和龍門吊條件，周邊道路能通行運輸物資車輛，具備連接市政電網(wǎng)和水網(wǎng)條件。輔助鋪軌基地長度一般不小于200m,困難時不小于150m；寬度一般不小于25m，困難時不小于20m。輔助鋪軌基地應盡量布置為規(guī)則的長方形。受場地和其他條件的制約，輔助鋪軌基地一般包含以下幾部分：生產(chǎn)辦公區(qū)、25m鋼軌堆放場、軌枕堆放場、配件堆放場、鋼筋堆放及加工區(qū)、軌排組裝區(qū)、材料棚、龍門吊和生活區(qū)等.由于受吊裝孔尺寸的限制，輔助鋪軌基地一般配合短軌排運輸法施工工藝。在輔助鋪軌基地內(nèi)通過龍門吊將組裝好的軌排投放到吊裝孔，在洞內(nèi)再用、、炮車”將軌排運送至待鋪設的地段。輔助鋪軌基地布置圖如圖1、圖2和圖3所示.深圳地鐵5號線初步設計時設計了4處鋪軌基地,分別位于前海灣站、塘朗車輛段、上水徑停車場和百鴿籠站。施工圖設計時由于工期調(diào)整，需要增設鋪軌基地因此選擇了寶安中心站后明挖區(qū)間、坂田站和黃貝站作為輔助鋪軌基地,輔助鋪軌基地根據(jù)自身場地大小合理布置材料堆放場及軌排組裝場，不設置鋼軌焊接區(qū)。2。2鋼軌焊接2.2.1鋼軌的牌號和性能地鐵工程正線一般采用60kg/m鋼軌。按照牌號，目前我國60kg/m鋼軌有3種規(guī)格，即U71Mn、U75V和U76NbRE.其中U76NbRE微合金鋼軌由于硬度較高,一般應用于國鐵重載鐵路，地鐵工程不采用。U71Mn熱軋軌與U75V熱軋軌與車輪硬度匹配關系較好，且價格適中，廣泛應用于地鐵工程中.2。2.2鋼軌焊接目前我國鋼軌焊接主要有3種方式，即接觸焊、氣壓焊和鋁熱焊.接觸焊的基本原理是利用電流通過某一電阻時所產(chǎn)生的熱量熔接焊件，再經(jīng)頂鍛以達焊接目的。接觸焊法，焊接質量好，效率高，世界各國普遍采用，也是我國地鐵工程采用最多的焊接方式。圖4為洞內(nèi)接觸焊焊軌作業(yè)現(xiàn)場。氣壓焊的熱源多采用氧一乙炔火焰。其焊接原理是：將被焊金屬構件的焊接端加熱到熔化狀態(tài)或塑性狀態(tài)時，在頂鍛力的作用下，相互焊接的金屬端面的熔體或塑體的原子之間，相互擴散滲透再結晶，在2個相互焊接的金屬面之間，形成新的結晶,使兩金屬構件融結成一體.我國依據(jù)氣壓焊原理研制成功了小型化輕便型的氣壓焊機，即小型移動式氣壓焊機，由于其具有設備簡單、體型小、重量輕、移動操作方便等特點,多用于焊接長鋼軌聯(lián)合接頭和線路運營后換軌時的焊接。地鐵運營維護部門多備有此設備。鋁熱焊是利用焊劑中的鋁在高溫條件下與氧有較強的化學親合力，它從重金屬的氧化物中奪取氧，使重金屬還原,同時釋放熱量，使金屬熔成鐵水，澆鑄施焊而成.由于鋁熱焊施工條件較差，焊接接頭質量不易保證，極限強度僅達到母材的70%，焊軌施工時一般不采用。根據(jù)實驗資料，焊接長鋼軌的各種焊法,其焊接接頭的質量，以母材為100%作比較，結果如表1所示。2.2。3續(xù)建工程與既有工程鋼軌焊接續(xù)建工程設計時一般采用與既有工程相同型式的鋼軌(包括質量與牌號)，但采購的廠家與既有工程不一定一致，即便一致也存在著時間和批次上的不同，因此鋼軌的材質雖然屬于同一型式也不完全相同，這就給鋼軌焊接帶來難題。材質不同的2根鋼軌通過接觸焊或氣壓焊，焊接接頭質量難以保證。且接觸焊需要的操作時間長、空間大，若既有工程巳開通運營，一般不具備接觸焊條件；移動式氣壓焊雖具備焊軌操作空間，但若既有工程巳開通運營，地鐵工程''天窗"時間較短，無法滿足時間上的要求，再考慮其焊接原理，若在此處采用氣壓焊，容易造成潛在病害，形成隱患。針對城市軌道交通工程續(xù)建部分與既有線的鋼軌焊接問題，鋁熱焊表現(xiàn)出了十分突出的優(yōu)勢.它工藝簡單，適合流動作業(yè)，高效、快速的焊接流程尤其適用于、、天窗”時間較短的城市軌道交通工程。鋁熱焊焊接接頭質量受人為因素影響較大，在工藝裝備上和整個焊接過程中，技術參數(shù)、操作要求及步驟等均應嚴格把握，以確保焊接接頭質量達到設計要求。鋁熱焊焊接工藝的主要注意事項如下：砂型應在200r恒溫下保溫2h，干燥后方可使用。砂型、士甘土堝烘干后應妥善保存，不得被油、水、濁氣污染。氧氣瓶、石油液化氣或乙炔瓶的布置應距施焊點5m以上；烘烤坩土堝時應離所有氣瓶5m以上。(3)加熱時氧氣工作壓力為0.6?0.7MPa,液化石油氣工作壓力為0。04?0.05MPa,氧氣流量為3000L/h,焰芯長度為10~12mm.深圳地鐵1號線續(xù)建工程起自一期工程的終點世界之窗站，終至深圳機場站,目前首通段(世界之窗站至深大站)巳開通運營，續(xù)建工程與一期工程的4個鋼軌接頭，擬在續(xù)建工程全部完工后采用鋁熱焊焊接。2。3立柱式檢查坑軌道施工方案立柱式檢查坑整體道床是車輛段及停車場最常見的一種道床型式，為了滿足車輛檢修工藝的要求，立柱一般布置為橫向凈距1.2m,縱向中心距1。4m的矩陣.立柱式檢查坑整體道床一般采用50kg/m鋼軌、DJK5-1型彈性分開式扣件，由于受立柱尺寸的限制，軌道結構不采用短軌枕，扣件套管直接澆注在立柱內(nèi)。立柱式整體道床布置圖如圖5、圖6所示。根據(jù)習慣的標段劃分原則，立柱一般屬于土建承包商負責,而扣件套管的釘孔距公差為±1mm，施工精度要求極高,施工過程中存在土建承包商一次澆注立柱混凝土且未按要求埋設套管的情況，造成返工，帶來經(jīng)濟損失和不良的社會影響。結合近年來成功的施工經(jīng)驗，立柱式檢查坑整體道床一般采用架軌法施工。架軌法施工是一種自上而下的施工工藝，能將軌道施工誤差一定程度上消除在整體道床的混凝土施工中，進而提高軌道施工精度，保證整個鋪軌作業(yè)的順利進行。架軌法施工主要施工工序有軌排架設、扣配件安裝及調(diào)整、立柱鋼筋調(diào)整、立柱模板安裝及固定、軌道幾何形位精調(diào)及軌排固定、立柱混凝土澆筑及養(yǎng)護、模板拆除.在架軌施工之前，需要與土建承包商做好溝通協(xié)調(diào)工作,即將軌面以下500mm（視情況可調(diào)整）部分的混凝土澆筑移交給軌道承包商，土建承包商負責立柱鋼筋的制安及-0.5m（軌面標高視為0）以下部分的混凝土澆筑。工程分界如圖7所示。架軌法施工先將扣件固定在軌排上再將扣件套管澆注在立柱內(nèi)，可最大限度地消除施工誤差。施工時應注意與土建承包商的溝通協(xié)調(diào),做好界面劃分、場地交接及施工配合.扣件套管位置與立柱鋼筋有沖突時需移動鋼筋的，應取得土建設計及監(jiān)理的同意.某市地鐵1號線車輛段庫內(nèi)立柱式整體道床施工時，采用預埋套管的方式,結果施工精度無法滿足軌道安裝的要求，造成鑿除立柱上部結構，重新施工，影響了工程工期，帶來了經(jīng)濟損失和不良的社會影響。上海地鐵11號線賽車場車輛段庫內(nèi)立柱式整體道床采用架軌法施工，施工精度高、進度快、質量好，獲得了業(yè)內(nèi)專家和業(yè)主的好評。3、結論軌道承包商在施工過程中發(fā)現(xiàn)問題時，要在第一時間將問題上報到相關管理部門,協(xié)同設計單位、監(jiān)理單位及業(yè)主等共同協(xié)商解決，以確保整個地鐵工程的順利實施。本文列舉了在實際鋪軌施工過程中發(fā)生過的一些問題，并針對具體問題提出了作者的一些粗淺見解，可供軌道設計單位及施工單位參考：（1）輔助鋪軌基地應在考慮總工期要求的前提下合理設置；（2）鋼軌材質不同時焊接宜采用鋁熱焊；（3）庫內(nèi)立柱式軌道應采用架軌法施工以保證施工精度。參考文獻：［1］GB50157—2003,地鐵設計規(guī)范［S］。［2］TB10082—2005，鐵路軌道設計規(guī)范［S］.［3］廣鐘巖，等。鐵路無縫線路［M］。北京:中國鐵道出版社，2005.［4］ 何剛，等。立柱式檢查坑整體道床架軌法施工技術研究［J］。鐵道標準設計，2008（7）:53—54。［5］ TB/T