地铁盾构区间联络通道地段铺轨施工过渡方法

0 引 言

地铁盾构内上、下行线之间的联络通道通常采用冻结法施工，由于联络通道在积极冻结、维护冻结开挖、解除冻结三个步骤施工过程中，结构均会产生变形，尤其是在后期解除冻结阶段， 会产生隧道结构下沉。在盾构铺轨施工至联络通道地段时，隧道结构往往沉降尚未稳定，整体道床无法实现直接浇筑，需采取轨道临时过渡措施，以满足车辆运输需要，不影响前方铺轨。

1 工程概况

南方地区城市地铁地下线盾构内联络通道施工一般采用冷冻法施工，因该地段前后约 50m 范围结构尚未沉降稳定，不具备整体道床浇筑条件，为满足全线铺轨要求，该地段轨道铺轨需采用临时过渡的施工，根据不同道床结构类型主要采用两种过渡方法，一为“工字钢法”过渡，二为“钢筋格栅框架法”过渡。

2 过渡施工工艺原理

2.1 “工字钢法”过渡原理

联络通道过渡地段采用浮置板道床轨道结构，结构沉降未稳定，为防止基底浇筑后出现沉降, 造成基底与盾构剥离，因此暂时不能浇筑基底及道床，采用“工字钢”搭设成的横梁作为轨道临时基础，实现轨道过渡，待沉降稳定后，拆除临时支撑，铺设轨排，浇筑整体道床混凝土。

 2.2 “钢筋格栅框架法”过渡原理

对于非浮置板道床地段，在铺轨基地车间内预先加工好钢筋格栅框架，轨排架设完毕后，采用钢筋格栅框架与轨枕下方牢固固定，并在盾构基底钻孔、植入钢筋，将钢筋格栅框架与盾构基底固定，再浇筑底层混凝土，将钢筋格栅框架下方埋设固定，混凝土到达一定强度后，将轨排轨架、斜撑拆除，钢筋格栅保证轨道列车 5km/h 通行能力，盾构沉降稳定后浇筑道床混凝土。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1“工字钢法”过渡施工工艺及操作要点

3.1.1 施工准备

1）施工前，先将联络通道地段前后 20 环基底清理干净，确保基底无积水、无淤泥。

2）测量基底高程，计算基底距离工字钢底部距离。

3）现场提前测量每环盾构基底标高，得出实测轨道高度，将测量数据整理后交工程部，工 程部根据不同轨道高度，计算每环工字钢及下部立柱的加工尺寸，然后将数据送至加工车间，机加工人员立即组织人员进行加工，工字钢要求外喷防锈底漆和暗红色油漆，加工后按盾构管片环号标识，便于现场铺设。

3.1.2 工字钢加工及安装

1）工字钢横梁及支墩采用 20b 型工字钢加工，根据管片圆弧形状，横梁两端采用斜坡型， 并在端部焊接 10mm 厚度钢板，钢板四周预留 4 个φ12 的孔。

2）工字钢横梁及支墩在铺轨基地车间加工完毕后，利用轨道车运输至施工作业面，铺轨小吊配合安装。

3）采用“工字钢”横梁搭接在盾构壁两侧，按照管片布置，每环 1 根（间距 1.2m），在联络通道前后各 20 环设置。

4）横梁下部中间安装一根“工字钢”立柱支撑，工字钢采用 20b 型，钢轨调整完成后采用扣板固定于工字钢上，钢轨下方垫 10mm 橡胶垫板，过渡断面示意图见图 3.1-1。

5）将“工字钢”横梁安装于盾构管片中心位置，两端焊接 10mm 厚度钢板（321×321mm）， 钢板四周预留 4 个φ12 的孔，采用M10 膨胀螺栓固定。联络通道洞门处钢管片位置，用电焊机点焊连接。

6）底部钢支墩固定于横梁中部，采用焊接连接，下部采用 10mm 厚度钢板（300×200mm）， 钢板四周预留 4 个φ12 的孔，采用 M10 膨胀螺栓固定。

7）工字钢横梁固定完毕后，立即测量顶部高度，确认工字钢顶部高度满足轨道铺设要求， 少量差异，采用不同厚度调高垫板调整，确保钢轨不吊空。

3.1.3 钢轨铺设、精调、加固

1）在铺轨基地组装 2 根 25m 钢轨组成的轨排（无扣件、轨枕）中间用轨距拉杆固定好，铺设于“工字钢”横梁结构上方。

2）将轨道方向依据轨道中线、轨距、超高调整好，与两侧正式道床顺接。

3）钢轨与“工字钢”横梁之间设置 10mm 橡胶垫板作为缓冲。

4）在“工字钢”横梁上焊接“7”字型 10mm 厚铁扣板将钢轨固定。

5）道心位置铺设 500mm 宽的钢模板作为人行通道，见图 3.1-2。

3.1.4 临时行车过渡

1）临时轨道加固完毕后，项目部工程部、安质部、机械部同监理工程师一同对临时轨道结 构进行验收，验收合格后，方可允许轨道车通行。

2）先空车来回运行三遍，确认轨道结构满足要求后，再用轨道车载重运行。

3）轨道车通过临时轨道地段时，必须严格控制车速不大于 5km/h。

3.1.5 联络通道沉降稳定拆除临时支撑

1）经业主相关部门根据沉降监测数据书面确认联络通道沉降已稳定后，拆除临时支撑，准 备浇筑道床。

2）重新在临时过渡地段安装 24kg/m 小吊走行轨，组装 2 台 DP-10 铺轨小吊。

3）将“工字钢”横梁及支墩拆除，钢管片与工字钢焊接地段拆除时，不得损伤钢管片，可将“工字钢”横向割除，外露部分不小于 5mm，再用砂轮机打磨平。

3.1.6 基底浇筑

1）将基底内垃圾、积水、杂物清理干净，用高压水冲洗，抽去积水，少量积水用海绵吸干， 确保基底干净、湿润，无积水。

2）基底清理完毕后，先报请监理验收，再绑扎浮置板基底钢筋、浇筑基底混凝土。浇筑基底时，需注意预留横沟排水位置。

3.1.7 铺设钢筋笼轨排、精调轨道

1）轨道车运输钢筋笼轨排至联络通道地段，进行铺设，按设计要求定位套筒位置。

2）联络通道地段需确保排水横沟位置及预留消防过轨管的正确位置。

3.1.8 道床浇筑

1）轨道调整完毕后，浇筑道床混凝土及凸台混凝土，工序同“浮置板钢筋笼轨排法”施工 相同。

2）混凝土强度达到 28 天强度后，开始顶升浮置板。

3.2 “钢筋格栅框架法”施工工艺及操作要点

3.2.1 施工准备

1）施工前，先将联络通道地段前后 20 环基底清理干净，确保基底无积水、无淤泥；

2）测量基底高程及轨道偏心值，计算基底距离轨枕底部距离；

3）铺轨基地组装轨排；

4）根据现场测量值，工程技术部将数据整理后，提前安排车间加工钢筋格栅架。

3.2.2 轨排运输

1）轨排在铺轨基地拼装完毕后，采用轨道车及运输平板车将轨排推送至作业面。

2）再利用 DP-10 型铺轨门吊将轨排吊起、运送至待铺设地段。

3.2.3 轨排架设、调整

1）轨排采用小吊配合人工进行架设，依据测量基标进行轨道粗调、精调。

2）轨排采用“吊轨法”施工，采用专用轨道支撑架架设轨排，采用斜撑将左右股钢轨与盾构壁之间支撑连接固定，轨架和斜撑均通过螺纹丝杠调整轨排高低、方向。

3.2.4安装钢筋格栅架

1）根据现场测量值，提前加工好钢筋格栅架，下部分略长于测量值，见图 3.2.2-1。

2）将钢筋格栅框架采用轨道车运输至联络通道地段，安装格栅架。钢筋格栅框架采用铁丝 牢固绑扎在轨枕上，确保钢筋格栅框架顶部与轨枕底部密贴，见图 3.2.2-2。

3）钢筋格栅下方根据轨道高度适当切割，并在盾构上钻孔，固定预埋筋，再通过预埋钢筋 与钢筋格栅框架焊接成为整体。

4）按照设计要求绑扎、焊接道床钢筋网。

3.2.5 浇筑基底混凝土

1）钢筋格栅框架与轨排固定牢固后，再次检查、精调轨道。

2）确认轨道几何尺寸满足要求后，报请监理工程师验收合格后，浇筑基底混凝土。基底混 凝土浇筑高度为轨顶面以下 560mm。

3.2.6 拆除轨道支撑架

1）基底混凝土浇筑完毕，待强 1 天后，拆除轨道支撑架，保留两侧斜撑。

2）认真检查轨道几何尺寸是否有变化，如有则及时调整。

3.2.7 临时行车过渡

1）基底混凝土待强 3 天后，一般混凝土强度可达满足行车要求，先采用轨道车空载来回运行

1）遍以上，检查线路轨道几何尺寸是否有变化，如有变化则立即加固。

2）运输轨排载重过渡时，先每日进行检查，连续检查三天，然后每隔三天检查一次，再一周检查一次，查看轨道几何尺寸是否有变化，如有变化，立即整改。

3）两端距离过渡段 20m 处设置限速标 5km/h 标志。

3.2.8 浇筑道床混凝土

1）经业主相关部门根据沉降监测数据书面确认联络通道沉降已稳定后，准备浇筑道床。

2）浇筑前，对道床基底进行清洗，并进行基底表面凿毛、清理。

3）认真检查轨道几何尺寸及轨顶标高是否有变化，如发生沉降，则立即安排技术人员及线 路工进行调整。

4）浇筑混凝土时采用轨道车运输灰斗浇筑，灰斗两侧设置下灰口，轨道车在临时轨道上运输混凝土，边移动边向下流动混凝土，人工控制下灰速度，随时与轨道车司机保持联络。

5）混凝土浇筑后，加强振捣，人工收面，道床混凝土养生。

4 质量控制

4.1 “工字钢法”临时过渡质量保证措施

4.1.1 成立以项目总工为首的质量保证体系，对施工质量提供技术保障。

4.1.1 施工前由项目技术部门主管对施工人员进行详细技术交底，现场跟踪指导保证施工质量。

4.1.1 铺设临时过渡地段线路时应注意与两端线路的顺接，确保线路几何状态满足规范要求。

4.1.1 施工完毕并检查合格后，轨道车以 5km 速度来回压道 3 次，观察工字钢结构变形情况，一旦发现异常变形立即停止通车并检查整修。

4.1.1 加强日常巡检：定期对该过渡段轨道几何尺寸进行检查，每周周末大检查时，各部门联合对其进行检查，发现问题立即整改。

4.1.1 不定期对临时线路进行检查，观察临时轨道结构变形情况，膨胀螺栓是否有拔出或锈蚀情况，轨道几何尺寸是否满足形成要求。

4.1.1 安排专人对该地段进行抽水，防止积水过多造成工字钢锈蚀。

4.2 “钢筋格栅框架法”临时过渡质量保证措施

4.2.1 施工前由项目技术部门主管对施工人员进行详细技术交底，现场跟踪指导保证施工质量。

4.2.1 对进场钢筋进行原材物理性能、钢筋焊接进行检试验，合格后用于施工。

4.2.1 钢筋格栅焊接焊缝饱满，焊缝高度 6mm，焊接长度不小于 6 倍钢筋直径。

4.2.1 钢筋植筋深度符合规范要求。

4.2.1 钢轨斜撑设置稳定，牢固，并成对均匀布置。

4.2.1 加强巡查力度，随时对该过渡段进行检查。

4.2.1 安排专人及时排除积水，防止钢筋生锈腐蚀，强度降低。

5 安全措施

1） 安全管理人员、特种作业人员均应持证上岗。

2） 施工前对施工人员及运输人员进行安全培训及安全交底，保障施工及运输安全。

3） 配备专职安全员，定期进行检查巡视，在施工过程中及过渡中认真检查。

4） 进入施工现场时施工人员必须戴安全帽，穿反光防护服。电焊机作业时，操作人员应穿防护服，戴护目镜，防止灼伤眼睛等。

5） 机具、材料轨道车倒运过程中，绑扎应牢固，运输人员在发车前应对其进行确认。

6） 钢轨吊装时，挂钩人员应与操作人员相互呼应，确认牢固后方可起钩，防止钢轨倾斜，滑落伤人。

7） 施工完毕，在距该段起终点 20m 处设置 5km 限速标，防止列车在此超速行驶。

8） 过渡段设专人密切观测稳定性，加强安全确认检查，运载重物时，严禁轨道车在过渡段内停车。

6 结束语

采用本过渡施工方法，有以下优点：

1）确保了联络通道地段整体道床结构的稳定性，提高了施工质量。

2）提高了轨道临时过渡施工速度，较以往过渡方案可提前 2 天过渡完成，不影响施工工期，确 保了后续轨道正常铺设。

3）改进了以前“沙袋法”、“混凝土支墩法”过渡方案，提高了后期正式浇筑道床时出现沉降而处理的工效。

4）单次投入费用较低，“工字钢法”过渡单次投入约 4 万元，但材料可实现再利用；“钢筋格栅框架法”过渡可将大量钢筋下脚料回收再利用，有效地节约了成本，单次过渡费用不超过 2 万元，较之前采用的“支墩法”节约 3 万元。

中铁一局集团新运工程有限公司在上海、、无锡、杭州、宁波地铁铺轨施工中，由于铺轨工期紧，而联络通道尚未沉降稳定，根据现场工况的不同，轨道施工采用了有效的过渡方案，保证了铺轨施工顺利实现临时过渡，经实践证明该方法安全、可靠、经济，满足地下线盾构区间联络通道地段轨道临时过渡要求，对类似施工也有较好的指导借鉴作用。

文章来源：

《城市建设理论研究》 -2016年1期《地铁盾构区间联络通道地段铺轨施工过渡方法》沈国芳（中铁一局集团新运工程有限公司 陕西 咸阳 712000）