劉文武
(廣州地鐵設計研究院有限公司,廣東廣州 510010)
?
廣佛線二期軌道工程拆解方案研究
劉文武
(廣州地鐵設計研究院有限公司,廣東廣州 510010)
系統總結廣佛線二期工程遠期與廣佛線三期工程及佛山6號線實施拆解時的軌道設計方案,主要包括:拆解段預留道岔安裝條件;采用修補性佳的合成枕;利用加厚鐵墊板和調高墊板設置全超高;合理組織拆解施工工序;提高拆解地段的軌道平順性等。
地鐵 軌道 拆解 加厚鐵墊板 預留道岔 減磨防脫護軌
廣佛線二期工程線路長度約為6.68 km,均為地下線路,共設置4座車站,由南向北分別為小涌站、東平站、世紀蓮站、瀾石站。根據佛山軌道交通線網規劃需求,遠期廣佛線三期工程實施時,在世紀蓮至瀾石區間將進行拆解,拆解后,小涌站—世紀蓮站區間納入佛山6號線運營,廣佛線則繼續向南延伸(如圖1)。

圖1 佛山軌道交通線網拆解示意
為減少工程廢棄及拆解時對既有運營線路的影響,廣佛線二期工程設計時,需對遠期線路的運營組織拆解方案進行研究,在軌道工程上做好預留銜接工作。
2.1 與廣佛線一期工程的接口及銜接
廣佛線一期工程線路末端為車擋,即軌道專業鋪軌終點,接入條件較單一。二期工程實施時,一期工程已經運營6年,可能會存在幾何尺寸的偏差。二期工程接入時,須實測既有線軌面高程、軌道方向,核實無誤后,拆除一期工程車擋,將新舊鋼軌焊接,形成無縫線路。
2.2 拆解預留條件
廣佛線二期工程與廣佛線三期及佛山6號線接駁地段,涉及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號六個節點,共6個平面交叉節點(如圖1所示)。遠期拆解實施完成后,廣佛線二期工程右線為廣佛線三期和佛山6號線的聯絡線,左線廢棄。
鑒于廣佛線二期工程右線的遠期聯絡線功能,同時考慮現階段的運營線路條件(正線曲線半徑不宜小于300 m),Ⅰ、Ⅱ節點各預留設置12號道岔的線路條件,即在該位置按12號道岔的轉轍角、導曲線半徑(R-350 m)曲線設置,并以預留曲線交點作為岔心(如圖2)。

圖2 Ⅰ號節點處線路平面
考慮行車組織運能需求,為提高列車通過曲線的速度及滿足旅客舒適度要求,Ⅰ、Ⅱ號節點之間的曲線和Ⅲ、Ⅳ之間的曲線在現階段需設置25 mm的超高,并在曲線兩端的直線上按1‰超高順坡率進行超高順坡。
為盡量減少拆解時對既有運營線路的影響,Ⅰ~Ⅵ號6個節點處的整體道床需按照共用軌枕設計。
2.3 拆解預留方案
(1)軌枕的選型
廣州二、八號線軌道工程的拆解于2010年9月實施,整體道床采用混凝土軌枕。通過在混凝土枕上精確預留遠期線路的扣件螺栓孔來實現新舊線路的連接,設計接口較為復雜。
隨著技術的進步,質量輕、彈性好、可修補的合成樹脂長枕逐漸在城市軌道交通領域廣泛采用。本工程拆解節點段推薦采用合成樹脂長枕,現階段按照現有線路條件安裝扣件,遠期拆解實施時,拆除扣件,對合成樹脂枕進行修補,在短時間內重新鉆孔,恢復遠期線路(如表1)。
(2)超高的設置
Ⅰ、Ⅱ號節點預留了設置12號道岔的線路條件,現階段需設置25 mm的超高,以滿足行車運營組織需求。

表1 合成樹脂軌枕和混凝土軌枕對比
由于拆解后該位置為12號道岔(道岔不設置超高),故現階段采用設計相應的加厚鐵墊板和調高墊板來實現外軌全超高,并在曲線兩端直線上利用加厚鐵墊板的高度變化及調高墊板進行超高過渡。
經計算,曲線內軌采用平坡鐵墊板即可滿足工程需求。為降低生產制造難度,鐵墊板種類應盡可能少,內軌平坡鐵墊板與相鄰線路(1∶40的軌底坡)過渡時,利用1∶80和1∶60兩種承軌槽坡度的鐵墊板進行順接過渡。
曲線加厚鐵墊板橫斷面如圖3、圖4所示。其中:h-20為超高值,a、b值為因鐵墊板加厚及軌底坡變化引起的承軌槽兩端變化值,承軌槽斜度為1/40+(h-20)/1 500。為降低生產制造難度,鐵墊板種類應盡可能少,外軌采用h25、h30、h35、h40、h45共5種規格的加厚鐵墊板,超高順坡段利用不同規格的調高墊板補足超高值。加厚鐵墊板技術參數如表2。

圖3 曲線內軌平坡鐵墊板橫斷面(單位:mm)

圖4 曲線外軌加厚鐵墊板橫斷面(單位:mm)

表2 加厚鐵墊板技術參數
(3)Ⅰ、Ⅱ號節點
Ⅰ號節點和Ⅱ號節點預留的12號道岔范圍鋪設合成樹脂長枕,利用加厚鐵墊板和調高墊板來實現25 mm的全超高。為減少磨耗和防止脫軌,提高軌道系統的服務水平,提高安全性,在曲線全長及超高順坡范圍內上下股均增設已經在國鐵及城軌中廣泛使用的減磨防脫護軌(如圖5)。

圖5 減磨防脫護軌斷面
(4)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號節點
Ⅲ、Ⅳ號節點線路平面條件與Ⅰ、Ⅱ號兩節點相似,位于廣佛二期線路半徑R=350 m的曲線與預留線路直線的交點,曲線沒有設置緩和曲線。在遠期線路進行拆解以后,開通直線方向,拆除側向線路。
Ⅴ、Ⅵ號節點位于廣佛二期線路與延伸線線路的兩直線交點上(交角為4°45′49″),不需要設置超高。在接駁范圍內用合成樹脂軌枕過渡。軌枕布置方式始終垂直于兩線路中心線的角平分線。
2.4 拆解實施方案
通過前期預留,可將拆解工程量減到最小。先實施Ⅰ、Ⅱ號節點拆解,再實施Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號節點拆解。
(1)施工準備工作
①實施前,應組織施工單位向運營單位“請點”,到拆解現場各節點進行鋸軌、換鋪演練,以確保施工水平和精度達到計劃要求。
②拆解工程實施時,由于二期工程已運營一段時間,拆解工程現場必定存在鋼軌、扣件、軌枕、道床的損傷和幾何尺寸的偏差。在施工過渡工程實施前,應提前向運營單位“請點”,到拆解現場詳細調查現有軌道養護情況。
③隧道內潮濕環境,需要拆除的既有線鋼軌、扣件可能存在扣件螺栓銹蝕,無法擰起。需準備鉆機,將無法擰起的扣件螺栓連尼龍套管一起取出。
(2)Ⅰ、Ⅱ號節點拆解
利用晚上休車期時間段進行Ⅰ、Ⅱ號節點的12號道岔恢復工作。根據現場情況,可分三次換鋪道岔,第一次換轍叉部分,第二次換連接部分,第三次換轉轍器部分。為確保順利換鋪,保證第二天的正常運行,換鋪前預拆一次道岔,了解道岔預留情況,并進行換鋪道岔預演。
(3)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號節點拆解
拆解之前的準備工作:根據計算長度鋸斷既有二期線路鋼軌,對鋼軌鉆孔,上接頭夾板和螺栓,并安裝脹釘連接線,保證軌道回流的通暢。
拆解工程實施時,首先撤下二期線路正線鋼軌,然后安裝延伸線在該節點處的全部扣件,并換上鋼軌。如有足夠的時間段,則應立即組織移動式焊軌機進入拆解工程現場進行焊軌工作。焊接完畢后,進行無縫線路的鎖定工作。最后拆除左線廢棄線路。
2.5 佛山6號線接入條件
廣佛線二期工程線路末端為車擋,即軌道專業鋪軌終點,接入條件較單一。接入時,須實測既有線軌面高程、軌道方向,核實無誤后,拆除車擋,將新舊鋼軌焊接,形成無縫線路。
系統總結了廣佛線二期工程遠期與廣佛線三期工程及佛山6號線實施拆解時的軌道設計方案。
因城市規劃格局及功能的調整,作為城市交通主動脈的城市軌道交通布局和建設時序也需隨之調整,這將會有更多的軌道交通建設需對1條或者多條線路進行拆解,但目前國內城市軌道交通整體道床的拆解實施案例較少,本線的實施,可為以后類似工程提供指導,具有積極的參考借鑒價值。
[1] GB 50157—2013地鐵設計規范[S]
[2] TB 10082—2005鐵路軌道設計規范[S]
[3] 廣州地鐵設計研究院有限公司.珠江三角洲城際快速軌道交通廣州至佛山段二期工程施工圖設計-拆解節點整體道床圖[R].佛山:廣州地鐵設計研究院,2013
[4] 廣州地鐵設計研究院有限公司.珠江三角洲城際快速軌道交通廣州至佛山段二期工程施工圖設計-拆解節點設計圖[R].佛山:廣州地鐵設計研究院,2013
[5] 鄭翔.佛山軌道交通線路及行車運營組織拆解方案研究[J].現代城市軌道交通,2014(3)
[6] 易思榮.鐵道工程:第二版[M].北京:中國鐵道出版社,2011
[7] 中華人民共和國鐵道部.TB10621—2004高速鐵路設計規范[S].北京:中國鐵道出版社,2014
Study on Transformation for the Second Stages of Guangfo Rail Transit
LIU Wenwu
2016-08-17
劉文武(1987—),男,2009年畢業于西南交通大學土木工程專業,工程師。
1672-7479(2016)06-0079-03
U231
B