珠江三角洲城際快速軌道交通廣佛線軌道工程設計

丁靜波，曹 亮

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司軌道工程設計研究院，北京 100055)

1 廣佛線工程概況及主要技術標準

珠江三角洲城際軌道交通廣州至佛山線(簡稱廣佛線)是連接佛山、廣州兩地區的重要交通線路，具有推動珠江三角洲區域城市發展和提升廣佛都市區城市管理功能和中心地位的作用。線路起于佛山市魁奇路站，終點瀝滘站，全長32.16 km，均為地下站，共21座車站，其中佛山市境內線路長14.79 km，設11座車站，廣州市境內線路長17.37 km，設10座車站，在線路中部的南海區夏南村，設車輛段一處。首期段魁奇路至西朗，線路長度20.7 km，于2010年11月3日正式開通。

廣佛線車輛采用B型車，列車最高運行速度80 km/h，初、近、遠期按4節編組，以接觸網方式供電。軌道主要技術標準如下。

(1)軌距:1 435 mm，按《地鐵設計規范》B型車標準加寬軌距。

(2)鋼軌:正線及輔助線、試車線采用60 kg/m鋼軌;車輛段采用50 kg/m鋼軌。

(3)扣件:彈性分開式扣件。

(4)道床:地下線采用整體道床;地面線采用碎石道床。

(5)道岔:正線采用9號道岔，車輛段采用7號道岔。

(6)軌底坡:1∶40。

(7)軌枕根數:正線按1 600根/km鋪設;車輛段按1 440根/km鋪設。

(8)曲線最大超高值:120 mm。

2 廣佛線正線軌道設計

2.1 軌道扣件選型設計

廣州地鐵1號線使用了香港地鐵的3670型彈條，又稱為單趾彈條，它與國鐵Ⅲ型彈條相似，屬于“e”型彈條。該彈條扣壓力適中，單個彈條扣壓力為5.6 kN，適用于地下及高架線路。扣件的調高量比有螺栓的“ω”型扣件小，調距量經優化設計后，可達到14 mm，均能滿足運營維修要求。與在建及運營廣州地鐵一致，廣佛線主要采用單趾彈簧扣件，但在曲線半徑R≤400 m或坡道i≥20‰時，采用扣壓力更大的ZX-3型扣件，以增強薄弱地段的抗縱、橫向阻力，提高軌道的強度和穩定性。

2.2 地下線整體道床選型設計

目前廣州已開通運營7條地鐵線路，早期開通的廣州地鐵1、2號線均為地下線，采用短枕式整體道床。后期開通的地鐵4號線為與直線電機車輛相匹配，在廣州地鐵內首次采用了長枕埋入式整體道床。

廣佛線最初方案與地鐵1、2號線一致，采用短枕式整體道床結構，該結構簡單，施工技術成熟，且造價低。最早開通的地鐵1號線已運營滿10年，通過對運營線路的初步調研，該結構中的短軌枕常與周邊道床混凝土剝離、松動，且出現破損掉塊問題。此外，短枕式道床常采用支撐架施工工藝，支撐架對保持軌道幾何形位精準較差。地鐵4號線運營至今已5年，采用長枕埋入式整體道床，軌道幾何狀態保持良好。由于長軌枕整體性能好，能克服施工誤差，利于保持軌道幾何狀態，從而降低道床病害，提高軌道全壽命周期，減少維修成本。因此，廣佛線與同期建設2/8號線、3號線北延段均采用了長枕埋入式整體道床。參照國內地鐵設計經驗，廣佛線埋入式長軌枕長為2.1 m，枕高為160 mm，預應力筋總張拉力為210 kN。

與短枕式整體道床相比，長軌枕每個扣件節點比短枕增加80元，參照廣州地鐵工程主要項目綜合成本指導價，長枕埋入式整體道床每公里鋪設道床概算價約360.1萬元，比短枕式道床增加25.7萬元。

2.3 岔區合成軌枕整體道床設計

合成軌枕是玻璃長纖維強化的發泡聚氨脂成型的枕木，最早在日本應用，技術較成熟，其使用壽命可達50年左右。廣州地鐵4、5號線采用直線電機車輛，為便于車輛感應板的安裝，確保系統安全，4、5號線道岔區首次采用了合成軌枕。合成軌枕耐久性、可修復性好，特別在道岔區使用，有利于調整道岔的幾何尺寸，更好保持道岔的幾何形位，加快了軌道施工進度。在同等條件下，每組道岔施工可節省約2 d時間，若按一處配線道岔群8組計算，可加快施工進度約10～12 d。鑒于合成軌枕造價較高，廣佛線與同期建設的2/8號線、3號線北延段僅在道岔區內采用。

2.4 軌道減振設計

廣佛線途經佛山市、南海新區，進入廣州市芳村區與廣州地鐵1號線接駁，沿線有季華園、祖廟、珠江水產研究所、南海金融高新區、廣船廣鋼宿舍、芳村衛生院、真光中學等振動敏感點。按華南環境科研研究院的評估資料，廣佛線沿線振動超標均小于8 dB，采用一般中等減振就能達到國家規定的環境標準。

2.4.1 雙層非線性減振扣件

早期的廣州地鐵1、2號線，在振動超標小于8 dB的地段，主要采取彈性短枕、減振扣件2種減振方式，但經過多年運營，彈性短枕存在與道床間分離空吊及減振器扣件橡膠制品老化等問題。為此，廣佛線為便于運營更換，與同期建設的2/8號線、3號線北延段均采用了雙層非線性減振扣件。該扣件也是在原單趾彈簧扣件基礎上改型，可與之互換使用，由緩沖尼龍墊板、上層和下層鐵墊板、橡膠減振材料組成，利用緩沖尼龍墊板實現結構自鎖，且傳遞縱、橫向力。廣佛線雙層非線性減振扣件靜剛度為12 kN/mm，動靜剛度比1.25。

通過對廣佛線已實施的雙層非線性減振扣件調研表明，這種裝配“夾心層”式減振結構，對于小半徑曲線的適用能力較弱，鋼軌的內外股的磨耗偏大，應對小半徑曲線等特殊地段限制使用或進一步優化改進。

2.4.2 下穿物業開發地段的特殊軌道減振

地鐵除為市民出行提供便捷外，還有“地鐵經濟”效應，因此地方政府均比較重視對地鐵沿線的物業開發。廣佛線金融高新區站(原南海汽車站)位置A30地塊，是集商業、居住、公交于一體的綜合開發的地段，廣佛線下穿A30地塊段，里程范圍為YDK12+456～YDK13+0.0，見圖 1。

圖1 金融高新區站A30地段上蓋物業開發位置

金融高新區站A30物業開發建筑基礎與車站結構合建，列車下行穿過，荷載直接作用于A30地段建筑結構底板上，運營期間對上層建筑振動明顯。按照地鐵規范，沿線建筑物小于20 m及穿越地段，宜采取較高減振措施。與本工程相似的北京四惠站和西直門站、上海臨平路站分別采用了減振器減振和鋼彈簧浮置板減振，其中北京四惠站雖然采取了中等減振措施，但振感仍明顯。為改善物業開發環境，提升利用價值，決定在金融高新區站A30物業開發地段采用鋼彈簧浮置板減振。

3 廣佛線車輛段軌道設計

廣佛線夏南車輛段地處佛山市南海區境內的夏南村，位于海八路五丫口大橋南側，車輛段總占地面積約23 hm2，鋪軌長度為12.42 km。車輛段主要鋪設碎石道床，采用彈條Ⅰ型扣件，新Ⅱ型混凝土軌枕。車場線采用50 kg/m鋼軌7號單開道岔，試車線采用60 kg/m鋼軌9號單開道岔，均為木枕。庫內根據工藝型式，采用短枕式整體道床，彈條Ⅰ型分開式扣件。

車輛段內涉及的專業多，做好與各專業的接口設計是關鍵。庫外車場線碎石道床與路基專業協調，確保排水順暢及軌道高度;檢修和運用庫與建筑、車輛段工藝、防彌留、排水等專業協調，以控制軌道結構預埋件設置達標。夏南車輛段庫內及平過道整體道床部分基礎為軟土地基，由于前期處理接口措施不當，引起軌道工后沉降過大，通過采用CT灌漿料和加長扣件預埋螺栓方式基本解決，目前運營狀況良好。

4 結語

為迎接廣州2010年亞運盛會，廣佛線與同期建設的2/8號線、3號線北延段均在2010年底順利開通，通過調研反饋，廣佛線軌道結構狀態良好，特別是在小半徑曲線等薄弱地段采用了扣壓力更大的ZX-3型扣件，較好地控制了曲線磨耗，提高了結構整體強度和穩定性。

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