北京地鐵10號線二期軌道總體設計施工

付 昆，白海峰，王 璞

(大連交通大學，遼寧 大連 116028)

1 概述

(1)北京地鐵10號線是北京地鐵繼2號線以后的第二條環(huán)線，全線位于三環(huán)路至四環(huán)路間，全場57.1km，全部為地下線，為北京地鐵線網中非常重要的一條線路。線路分為兩期建設，一期(北段至東段)于2008年7月開通，直接服務于2008年北京奧運會;二期(南段和西段)，其中大部分于2012年底開通;而西南角首經貿站至西局站之間的兩站三區(qū)間受豐臺火車站更改規(guī)劃的影響，工期延后，于2013年5月5日開通，至此10號線成為一條完整的環(huán)線。

(2)10號線在三環(huán)外、四環(huán)內環(huán)形一周，呈矩形。由一期、二期組成，一期(巴溝—海淀黃莊—北土城—三元橋—國貿—勁松)已于2008年7月19日開通試運營。10號線作為北京地鐵第二條環(huán)線，具有連接中心城西北、東南方向的對角線功能，是線網中的骨架線路。10號線將有效緩解三環(huán)的地面交通壓力。二期工程是一期工程的延伸線，起于一期工程終點勁松站，終止于一期工程起點巴溝站西側折返線。沿線經過了中心城區(qū)的朝陽區(qū)、豐臺區(qū)和海淀區(qū)，北連CBD，南接城市東南方向最重要的公共交通樞紐宋家莊公交樞紐，西連城市交通樞紐六里橋及五路居。線路連接了城市東南部、西北部最為密集的居住區(qū)。

(3)10號線二期工程對補充和完善10號線一期在線網中的骨干作用，支持CBD的擴大和發(fā)展，緩解三環(huán)的地面交通壓力，促進沿線城市土地的升級改造以及亦莊經濟技術開發(fā)區(qū)的發(fā)展，推動市區(qū)東南、西部公交一體化進程，方便沿線居民的出行具有重要的作用和現(xiàn)實意義。

2 軌道設計思路

鑒于北京地鐵10號線的重要性，相關單位對10號線有著很高的技術定位與要求;要把10號線建成國內先進的一流地鐵。北京市國內最早發(fā)展地鐵的城市之一，因此相關單位有著豐富的建設運營經驗，要采取科學的設計思路，積極穩(wěn)妥的采取新技術新工藝，提高10號線的技術性能

3 軌道設計問題研究

(1)軌道產品標準化設計

扣件與道岔是軌道的主要部件。在10號線建設前，北京地鐵已擁有4條地鐵線路、近30年的運營經驗。北京地鐵5號線軌道部件是在對地鐵運營公司進行設計回訪的基礎上，以13號線、八通線的設備為基礎，進行優(yōu)化和完善的，形成了DTVI2型扣件和60kg/m鋼軌9號道岔系列。

10號線與5號線同期建設，軌道部件標準化設計體現(xiàn)“方便建設管理、建設服務于運營”管理理念，軌道設備選型既考慮與同期在建線的部件統(tǒng)一，方便建設管理，又與既有線的部件統(tǒng)一，方便運營維修及備料，因此，10號線均采用地鐵5號線的DTVI2型扣件和60kg/m鋼軌9號道岔系列。10號線扣件和道岔吸收了5號線生產及鋪設的經驗，增加了扣件組裝驗收、公差帶匹配等質量環(huán)節(jié)的控制，有效避免了5號線軌枕生產頂面未設置變坡等問題的發(fā)生。

(2)減振地段研究

10號線通北京市重要中心地帶，沿線的重要建筑設施如學校、文物古跡等，因此對10好線軌道有較高的減振要求。設計依據(jù)環(huán)評報告振動敏感點預測值采取分級減振治理。設計單位要對全線進行調研，提出增加距離線路10m之內的居民樓，與地鐵同期建設且距離線路10m之內建筑或位于地鐵結構上部建筑、車站為振動敏感點并且提請環(huán)評確認。對于規(guī)劃未完成地段，結合規(guī)劃情況及規(guī)劃實現(xiàn)時間進行綜合分析，對在通車前可實現(xiàn)規(guī)劃且對地鐵振動不敏感的地段，不進行減振設計;對通車前實現(xiàn)規(guī)劃困難且對地鐵振動敏感的地段，不進行減振設計。

4 專題設計

4.1 鋼軌

鋼軌結構高度為220.8mm，采用60kg/m鋼軌，1435mm標準軌距、1/30軌底坡。

4.2 超高

曲線地段超高的設置采用半超高，即內軌降低h/2，外軌抬高h/2的方式，并配合鋼筋混凝土道床和扣件共同來調節(jié)。圓曲線地段，超高通過調整鋼筋混凝土道床的混凝土厚度設置;緩和曲線地段，計算出每片縱形軌枕前后端應設超高，取其最小值作為該軌枕預設超高，然后再通過軌枕上各扣件調整，使各扣件處超高的設置達到實際需要數(shù)值?？v形軌枕鋪設圖中給出的軌道超高扣件調整值為理論計算值，實際調整時按調高墊板的級別進行組合。

對于豎曲線和平面曲線重合地段，采用扣件調整軌面標高時，需綜合考慮。

4.3 扣件

梯形軌枕整體道床地段采用DTⅥ2－T型扣件。DTⅥ2－T型扣件靜剛度約為20－40kN/mm，動靜比約為1.6，最大軌距調整量為+16，－12。在直線地段及圓曲線段扣件鐵墊板下采用12mm橡膠墊板，在緩和曲線及設超高順坡的直線地段，應調整軌面標高，采用扣件鐵墊板下設調高墊板的方式調整，扣件鐵墊板下采用12mm(板下墊板)+Xmm(調高墊板)，X為每塊梯形軌枕扣件需要降低的最大值，具體數(shù)值從梯形軌枕鋪設圖扣件調整表中查取。保證軌面連線中點至排水溝底的高度為510mm，在此基礎上調整軌面標高調至設計值。梯形軌枕鋪設圖中給出的扣件超高調整值為理論計算值，實際調整時按調高墊板的級別進行組合。扣件序號從小里程方向起一次為1—10。

4.4 軌枕

(1)縱形軌枕設計

縱形軌枕在工廠預制。軌枕混凝土縱梁中心距1518mm，混凝土軌枕縱梁長度規(guī)格為4900mm、6150mm。縱梁斷面尺寸460mm*185mm，縱形軌枕形式尺寸詳見“縱形軌枕形式尺寸圖”?？v形軌枕出廠前應粘JAZ減振材料(460×250×25)mm;JAZ緩沖材料(200×185×12)mm在現(xiàn)場粘貼?？v形軌枕間伸縮縫原則上為100mm，過軌管線可以從縱形軌枕道床內部穿過，但不能從減振材料的下面通過，只能從減振材料的間隙中穿過。

(2)縱形軌枕道床設計

縱形軌枕道床采用 C30混凝土，設置 HRB335鋼筋、HPB235鋼筋。道床伸縮縫宜在對應板縫處設置;伸縮縫間距一般為12.5m，在結構變形縫處道床應設置伸縮縫，且可根據(jù)隧道結構的變形縫位置調整道床伸縮縫。伸縮縫寬20mm，用瀝青板形成并以瀝青麻筋填充。道床應在人防門處斷開，人防門處留420mm，兩端鋪設梯形軌枕，施工前應先對隧道底面進行清理、鑿毛等，保證在施工前隧道底的平整性，且隧道中不可留有積水。

4.5 與其他專業(yè)接口

(1)隧道沉降縫處梯形軌枕設計

梯形軌枕可跨隧道沉降縫鋪設，但道床應在伸縮縫處斷開，詳見整體道床伸縮縫示意

圖1 道床沉降縫處示意圖

(2)過渡段設置

縱形軌枕軌道與整體道床軌道間應設置過渡段。過渡段的設置，通過調整縱形軌枕軌道支撐彈性間隔來實現(xiàn)，加密與其他無砟軌道相鄰的一塊縱形軌枕的減振墊。普通縱形軌枕減振墊間隔設置如圖2所示。

圖2 普通地段梯形軌枕減振墊設置圖

(3)排水溝順接問題的處理

在10號線二期工程Ⅱ標段縱形貴很道床起終點與普通道床連接處，由于其軌面距水溝底的距離不同，在普通道床段內進行過渡。在過渡段范圍內，將普通道床排水溝底距軌面的高度由400mm抬升至510mm，以保證線路排水通暢。詳情見縱形軌枕排水順接詳圖。

(4)雜散電流的處理

將整體道床內的縱向結構鋼筋做為雜散電流收集網，雜散電流收集網的設置與普通道床相一致。收集網的結構鋼筋應均勻分布，以增加雜散電流收集效果。每段整體道床內的縱向鋼筋如有搭接，必須進行接焊。沿整體道床縱向每隔5米選一根橫向鋼筋與所有的縱向鋼筋焊接。在上、下行整體道床內上層各選擇兩根縱向鋼筋作為排流條，排流條盡量靠近鋼軌，排流條與所有橫向鋼筋焊接。所有焊接采用搭接焊，其焊縫長度不小于6倍鋼筋直徑。每段整體道床(沒兩塊枕下一個整體道床，枕長6150mm地段，每12.5m設一道床縫，枕長4900mm地段，每10m設一道窗縫，枕長6150mm與枕長4900mm對接地段，11.25m設一道床縫)的兩端200mm以內，用80×5mm鍍鋅扁鋼作為箍筋與縱向鋼筋焊接，并在道床的左右兩側引出，作為連接端子，具體見《地下線及U型結構整體道床》的處理方式。

(5)接觸軌的處理

縱形軌道接觸軌一般布置在行車方向的左側，在道岔、車站等特殊區(qū)段可換邊布置，具體設置位置見接觸軌專業(yè)圖紙。采用在道床上后打錨筋的方式安裝在縱形軌枕及特殊地段，接觸軌安裝應嚴格按照相應的公差施工，接觸軌設置平面布置示意圖可見縱形軌枕安裝圖。

(6)過軌管線

信號、供電、給排水等設備專業(yè)若有管線需從軌道結構中穿過，過軌管線由相關專業(yè)自行提供材料并在現(xiàn)場鋪軌單位澆筑道床混凝土之前自行預埋，軌道施工單位需將鋪軌詳細進度定時向相關專業(yè)進行通報，經聯(lián)合檢驗后方可澆筑道床混凝土。

縱形軌枕鋪設段對各相關專業(yè)過軌管線的要求如下:

a、不得預埋在梯形軌枕減振墊下，曲線地段的過軌管線應盡量在道床縮縫處設置。

b、在設置梯形軌枕道床地段區(qū)間內的道床內穿管外徑不大于65mm，車站內穿管外徑不大于95mm。梯形軌枕地段穿管只能從彈性墊層的下部基礎的空檔之間穿過(彈性墊層縱向間距1.25m)。每隔一個空檔(約2.5m)允許穿一次管，每處空擋最多一般允許穿4根。此外，因梯形枕為預應力結構，枕上不可打孔，請各專業(yè)注意。

c、金屬過軌管線需進行絕緣處理。

(7)集水坑

在縱形軌枕鋪設段若欲集水坑按邊溝預留時，應作特殊處理

(8)人防門

縱形軌枕在鋪設時遇人防門需斷開，縱形軌枕鋪設時原則上相鄰枕之間的縫隙為100mm，但是在人防門左右的兩片枕與其相鄰的枕之間的縫隙為50mm。

5 梯形軌枕的安裝定位

5.1 平面曲線

平面曲線地段可通過扣減調整鋼軌的偏移量以保證線路的平順性?？v形軌枕定位按其第二組扣件和倒數(shù)第二組扣件中心線與線路中心線重合布置。

5.2 豎曲線

豎曲線地段，通過扣件來調整軌頂高程。對于“凸型”豎曲線，梯形軌枕的兩端軌面位于豎曲線上，中間部分通過扣減調整，使軌面與豎曲線重合;對于“凹型”豎曲線，梯形軌枕中心線處軌面位于豎曲線上，兩邊扣件通過扣件調整。豎曲線地段扣件調高量應根據(jù)扣件的調高級別四舍五入。

6 鋼軌的安裝定位

鋼軌的安裝定位時應按照鐵路標準施工方法拉弦，但同時應該保證每隔2.5m各點的正矢，以保證各點的精確定位?？奂械恼{節(jié)墊圈可以調節(jié)的距離分別為0mm，2mm，4mm三個規(guī)格。

7 縱形軌枕軌道施工

縱形軌枕施工時應按照北京市《軌道交通梯形軌枕軌道工程施工質量驗收標準(JQB－208－2009)的相關標準執(zhí)行;此外還應注意以下事項:

(1)吊裝時必須利用吊裝帶，吊裝不少于4個作用點(鋼管處選取)，吊裝過程中必須保證不損壞縱形軌枕。

(2)縱形軌枕應碼放在平整堅實的基礎上，碼放層數(shù)不能超過6層;層間應橫向放置兩塊墊木，墊木應放置在減振材料與預埋套管之間(靠近枕端處);各層墊木必須與軌枕保持垂直，上下層間枕木必須成一直線;

(3)縱形軌枕鋪設、調整

施工中采用泡沫板做輔助材料的工法時，在縱形軌枕底部(減振墊范圍外)將厚25mm的泡沫塑料板用膠條與軌枕固定;在縱形軌枕的外側面(減振墊范圍外)，將厚為12mm的泡沫塑料板用膠條與軌枕固定。用軌排將縱形軌枕吊裝至對應位置上方，在縱形軌枕的凸形擋臺等處安裝支架，移動軌枕使其基本就位，而后放置在道床上面。

(4)施工前應對隧道底板進行復測，若與涉及軌道高度有變化時，應及時通知相關設計單位，進行變更。

(5)緩沖墊按圖要求密實粘貼，同時用施工輔料(泡沫板)粘貼至縱形軌枕底面及外側面，且應避免焊接長鋼軌材料的破損或錯位，引起混凝土砂漿浸入減振材料內，從而影響減震效果。

(6)縱形軌枕架好后，模板與枕間至少留出一個保護層的間距。

(7)立模后進行軌道幾何尺寸的精調，確保線路平順性。

(8)澆筑混凝土時，不能將管道直接放置在鋼軌上，以免影響軌道精度。

8 設計意義

(1)優(yōu)化了北京地鐵軌道產品圖。優(yōu)化后的扣件和道岔，是更高質量的產品系列。經過改進，扣件耐久性、控制制造精度都得到了提高。

(2)形成了減振道岔設計圖紙。減振道岔與全線較高減振地段采取的方案一致。道岔減振器型號減少，整組只有4種型號，便于備貨和更換;道岔區(qū)扣件與普通道岔一致，未增加備件種類，為以后工程較高減振地段設計提供了模板。

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